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铸铝件的耐压性能及特征

作者:新盛达有色金属制 发布日期:2019-01-28 11:56 点击:
压力铸造简称压铸,在一定压力作用下使熔体填充型腔,铸件组织致密、力学性能高、尺寸精密、加工余量小等。
压力铸造简称压铸,在一定压力作用下使熔体填充型腔,铸件组织致密、力学性能高、尺寸精密、加工余量小等。根据压力高低可大体分为低压铸造与高压铸造两类,后者的模具费用较高,特别适合于汽车铸造品的大批量生产,效率高,总的费用相当低。目前几乎全部轿车变速器壳、离合器壳、水泵壳、化油器壳、转向机壳等都为铝合金压铸件。
压铸工艺的主要参数是压射力、比压、熔体填充速度、填充时间、保压时间、熔体温度和模具温度。由于熔体在高温、高速、高压下填充型腔,不可避免地会卷人气体,所以研发出了一批新的工艺,如真空压铸法、充氧压铸法、低速充填压铸法“精速密”压铸法(又称Acurad法即acurate,rapid,dense)、低速中压填充(NDC)铸造法等,它们都是无孔隙压铸新工艺。因此,应根据压铸件特点科学地控制工艺参数,合理地设计和制造铸型(包括浇注系统、溢流排气系统、铸型冷却系统、模具加热及平衡控制系统),选用合适的涂料及喷涂技术。压铸时铝熔体温度比合金熔点高40℃~100℃;模具温度和热平衡是实现优质铸造至关重要的条件,对于一般压铸件,以取出铸件铸型型腔表面温度为合金熔点的40%左右。
真空压铸法抽气管的真空度为22kN/㎡一27kN/㎡,在0.15s内达到4kN/㎡的负压。真空压铸件品质取决于真空度高低,通常压铸件经T6处理后含气量在0.1mL/(100gAl)以下。充氧法生产的压铸件的含气量约0.05mL/(100gAl),仅为普通压铸法的1/10,而其氧 化铝含量约为普通压铸件的3倍,但是以微细的(1μm)氧 化铝粒存在,产品仅有少量的微孔隙,耐压性能良好。
低速充填压铸法铝熔体的浇注速度为1m/s左右,为常规压铸速度的1/20、1/60。压铸件的壁厚必须大于6mm,形状也不宜复杂。Acarad法的基本原理可归结为:控制压型冷却,大截面浇口,慢填充速度,双冲头压射活塞。NDC法采用螺旋浇注法,铝熔体沿压射壁的螺旋浇道注人,空气不易混人熔体中,填充速度低,时间是传统压铸法的20倍;由于在加压下凝固,组织致密,辅以适当热处理,可以大大提高铸件的力学性能;可以生产需要砂芯成型的工件,铸件耐压,气密性好,日本广泛采用此法生产轿车空压机机体、摩托车气缸盖、车轮、排气21的发动机缸体。
铸铝件除含有游离硅之外,还有金属之间的多种化合物以及其他夹杂物。且由于铸铝件组织疏松,因此有可能存在化学成分偏析不均匀等现象,同时在浇铸后冷却时未加工的面会形成致密的氧 化膜。碱蚀时间短,则铸铝件有可能不能彻底除尽,且由于碱蚀时铸铝的溶解速度比较快,碱蚀后往往会由此而造成铸铝件的过腐蚀,从而引起公差尺寸的变化,甚至会造成产品报废。
铝件氧 化夹渣的缺陷特征:铝铸件氧 化夹渣多分布在铸件的上表面,在铸型不通气的转角部位。断口多呈灰白色或黄色,经x光透 视或在机械加工时发现,也可在碱洗、酸洗或阳极化时发现。
铸铝件氧 化夹渣产生原因:1、炉料不清洁,回炉料使用量过多。2、浇注系统设计不良。3、合金液中的熔渣未清除干净。4、浇注操作不当,带入夹渣 。5、精炼变质处理后静置时间不够。
铸铝件氧 化夹渣防止方法:1、炉料应经过吹砂,回炉料的使用量适当降低。2、改进浇注系统设计,提高其挡渣能力。3、采用适当的熔剂去渣。4、浇注时应当平稳并应注意挡渣。
铸铝件组织疏松、孔隙率高,含有多种金属和非金属杂质,阳极氧 化膜质量较难保证。为了获得正常的氧 化膜质量,避免阳极氧 化膜染色后出现白色斑点,可采取以下措施:
(1)高电压大电流密度冲击法。在阳极氧 化初期采取高电压、大电流冲击,使原先被杂质分割的大小“岛屿”通过大电流冲击而连接成片。具体过程如下:阳极氧 化初期电压调至30V左右,此时的电流密度约在2~2.5 A/dm2,待3~5min之后调回正常的阳极氧 化电压,阳极氧 化50min,然后经充分清洗即可染出较为满意的氧 化膜,白色斑点基本消失。上述方法稍有不足之处是铸件若有螺孔,则有可能稍有扩大,故要控制大电流密度,高电压的阳极氧 化时间,并防止阳极氧 化溶液的温度过快升高。持续生产时,阳极氧 化溶液要采取冷却措施。
(2)铸铝件表面打磨法。打磨可以使磨下来的铝末填充铸件的孔隙,起到连接被杂质隔离的块块“岛屿”的桥梁作用。这种方法实际效果稍逊于方法(1),因为打磨下来的铝末有时起不到真正的填充、桥梁作用,有的部位填充物会在碱蚀和阳极氧 化过程中遭到腐蚀而脱落。
(3)铸铝件表面喷丸法。在喷丸法试用之前笔者采用圆头锤子敲的方法,原意是想使阻隔“岛屿”的缝隙通过敲打闭合,达到连接成片的目的,结果。后考虑到采用喷丸效率会大大提高,经阳极氧 化和染色后效果比以上两种方法都好。
一般铸铝件的壁厚能满足喷丸时压力要求的,采用较大压力有利提高喷丸质量要求,通过丸粒的挤压达到闭合孔隙、缝隙的作用,并能提高铸铝件表面的强度和整洁性。
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