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鋁合金澆注採用什麼澆口杯

發布時間:2022-06-04 09:52:54

① 鋁合金的施工方法

修傷是鋁合金模鍛工藝中的重要一環。由於鋁合金在高溫下較軟,粘性大,流動性差,容易粘模並產生各種表面缺陷(折疊、毛刺、裂紋等),在進行下一道工序前,必須打磨、修傷,將表面缺陷清除干凈,否則在後續工序中缺陷將進一步擴大,甚至引起鍛件報廢。
修傷用的工具有風動砂輪機、風動小銑刀、電動小銑刀及扁鏟等。修傷前先經腐蝕查清缺陷部位,修傷處要圓滑過渡,其寬度應為深度的5~10倍。 鋁合金壓力加工產品分為防銹(LF)、硬質(LY)、鍛造(LD)、超硬(LC)、包覆(LB)、特殊(LT)及釺焊(LQ)等七類。常用鋁合金材料的狀態為退火(M燜火)、硬化(Y)、熱軋(R)等三種。
壓鑄的特點
壓力鑄造簡稱壓鑄,是一種將熔融合金液倒入壓室內,以高速充填鋼制模具的型腔,並使合金液在壓力下凝固而形成鑄件的鑄造方法。壓鑄區別於其它鑄造方法的主要特點是高壓和高速。
(1)金屬液是在壓力下填充型腔的,並在更高的壓力下結晶凝固,常見的壓力為15—100MPa。
(2)金屬液以高速充填型腔,通常在10—50米/秒,有的還可超過80米/秒,(通過內澆口導入型腔的線速度—內澆口速度),因此金屬液的充型時間極短,約0.01—0.2秒(須視鑄件的大小而不同)內即可填滿型腔。壓鑄機、壓鑄合金與壓鑄模具是壓鑄生產的三大要素,缺一不可。所謂壓鑄工藝就是將這三大要素有機地加以綜合運用,使能穩定地有節奏地和高效地生產出外觀、內在質量好的、尺寸符合圖樣或協議規定要求的合格鑄件,甚至優質鑄件。
壓鑄的流動性
流動性是指合金液體充填鑄型的能力。流動性的大小決定合金能否鑄造復雜的鑄件。在鋁合金中共晶合金的流動性最好。
影響流動性的因素很多,主要是成分、溫度以及合金液體中存在金屬氧化物、金屬化合物及其他污染物的固相顆粒,但外在的根本因素為澆注溫度及澆注壓力(俗稱澆注壓頭)的高低。
實際生產中,在合金已確定的情況下,除了強化熔煉工藝(精煉與除渣)外,還必須改善鑄型工藝性(砂模透氣性、金屬型模具排氣及溫度),並在不影響鑄件質量的前提下提高澆注溫度,保證合金的流動性。
鋁材
鋁和鋁合金經加工成一定形狀的材料統稱鋁材,包括板材、帶材、箔材、管材、棒材、線材、型材等。 鋁合金材料,強度高和質量輕。主要焊接工藝為鎢極氬弧焊TIG、氣體保護焊MIG、攪拌摩擦焊FSW、電阻點焊等。
鋁合金焊接保護措施
1、焊前用化學+機械的方法清除工件坡口及周圍部分和焊絲表面的氧化物,順序是先化學清洗,後機械打磨;
2、焊接過程中要採用合格的保護氣體進行保護;
3、在氣焊時,採用熔劑,在焊接過程中不斷用焊絲挑破熔池表面的氧化膜。
焊接難點
(1)極易氧化。在空氣中,鋁容易同氧化合,生成緻密的三氧化二鋁薄膜(厚度約0.1-0.2μm),熔點高(約2050℃),遠遠超過鋁及鋁合金的熔點(約600℃左右)。氧化鋁的密度3.95-4.10g/cm3,約為鋁的1.4倍,氧化鋁薄膜的表面易吸附水分,焊接時,它阻礙基本金屬的熔合,極易形成氣孔、夾渣、未熔合等缺陷,引起焊縫性能下降。
(2)易產生氣孔。鋁和鋁合金焊接時產生氣孔的主要原因是氫,由於液態鋁可溶解大量的氫,而固態鋁幾乎不溶解氫,因此當熔池溫度快速冷卻與凝固時,氫來不及逸出,容易在焊縫中聚集形成氣孔。氫氣孔難於完全避免,氫的來源很多,有電弧焊氣氛中的氫,鋁板、焊絲表面氧化膜吸附空氣中的水分等。實踐證明,即使氬氣按GB/T4842標准要求,純度達到99.99% 以上,但當水分含量達到20ppm時,也會出現大量的緻密氣孔,當空氣相對濕度超過80%時,如果不採取加熱等措施,焊縫就會明顯出現氣孔。同時,採用小電流慢速焊,加大焊縫冷卻時間,並利用焊絲電弧進行熔池攪動,可以較好的幫助氣體排出熔池。
(3)焊縫變形和形成裂紋傾向大。鋁的線膨脹系數和結晶收縮率約比鋼大兩倍,易產生較大的焊接變形的內應力,對剛性較大的結構將促使熱裂紋的產生。
(4)鋁的導熱系數大(純鋁0.538卡/Cm.s.℃)。約為鋼的4倍,因此,焊接鋁和鋁合金時,比焊鋼要消耗更多的熱量。
(5)合金元素的蒸發的燒損。鋁合金中含有低沸點的元素(如鎂、鋅、錳等),在高溫電弧作用下,極易蒸發燒損,從而改變焊縫金屬的化學成分,使焊縫性能下降。
(6)高溫強度和塑性低。高溫時鋁的強度和塑性很低,破壞了焊縫金屬的成形,有時還容易造成焊縫金屬塌落和焊穿現象。
(7)無色彩變化。鋁及鋁合金從固態轉為液態時,無明顯的顏色變化,使操作者難以掌握加熱溫度。 鋁合金的熔煉與澆注是鑄造生產中主要環節。嚴格控制熔煉與澆鑄的全過程,對防止針孔、夾雜、欠鑄、裂紋、氣孔以及縮松等鑄造缺陷起著重要的作用。由於鋁熔體吸收氫傾向大,氧化能力強,易溶解鐵,在熔煉與澆鑄過程中必須採取簡易而又謹慎的預防措施,以獲得優質鑄件。
1、鋁合金爐料配製及質量控制
為了熔煉出優質鋁熔體,首先應選用合格的原材料。須對原材料進行科學管理和適當處理,否則就會嚴重影響合金的質量,生產實踐證明,原材料(包括金屬材料及輔助材料)控制不嚴會使鑄件成批報廢。
(一)原材料必須有合格的化學成分及組織,具體要求如下:
入廠的合金錠除分析主要成分及雜質含量外,尚就檢查低陪組織及斷口。實踐證明,使用了含有嚴重縮孔、針孔、以及氣泡的鋁液,就難以獲得緻密的鑄件,甚至會造成整爐、整批的鑄件報廢。
有人在研究鋁硅合金錠對鋁合金針孔的影響時發現,用熔融的純澆鑄砂型試塊時並不出現針孔,當加入低組織和不合格的鋁硅合金錠後,試塊針孔嚴重,且晶粒大。其原因為材料的遺傳性所致。鋁硅系合金和遺傳性隨著含量的提高面增大,硅量達到7%時,遺傳顯著。繼續提高硅含量到共晶成分,遺傳性又稍減小。為解決爐料遺傳性引起的鑄件缺陷,必須選用冶金質量高的鋁錠、中間合金及其它爐料。具體標准如下:
(1)斷口上不應有針孔、氣孔
針孔應在三級以內,局部(不超過受檢面積的25%)不應超過三級,超過三級者必須採取重熔煉的辦法以減少針孔度。重熔精煉方法與一般鋁合金熔煉相同,澆鑄溫度不宜超過660℃,對於那些原始晶粒大的鋁錠、合金錠等,應先用較低的錠模溫度,使它們快速凝固,細化晶粒。
2、爐料處理
爐料使用前應經吹砂處理,以去除表面的銹蝕、油脂等污物。放置時間不長,表面較干凈的鋁合金錠及金屬型回爐料可以不經吹砂處理,但應消除混在爐料內的鐵質過濾網及鑲嵌件等,所有的爐料在入爐前均應預熱,以去除表面附的水分,縮短熔煉時間在3小時以上。
3、爐料的管理及存放
爐料的合理保存及管理對確保合金質量有重要意義。爐料應貯存在溫度變化不大、乾燥的倉庫內。
2、坩堝及熔煉工具的准備
(一)坩堝鑄造鋁合金常用鐵坩堝,也可用鑄鋼及鋼板焊接坩堝。
新坩堝及長期未用的舊坩堝,使用前均應吹砂,並加熱到700--800度,保持2--4小時,以燒除附著在坩堝內壁的水分及可燃物質,待冷到300度以下時,仔細清理坩堝內壁,在溫度不低於200度時噴塗料。
坩堝使用前應預熱至暗紅色(500--600度),並保溫2小時以上。新坩堝外熔煉之前,最好先熔化一爐同牌號的回爐料。
(二)熔煉工具的准備
鍾罩、壓瓢、攪拌勺、澆包
錠模等使用前均應預熱,並在150度---200度溫度下塗以防護性塗料,並徹底烘乾,烘乾溫度為200--400度,保溫時間2小時以上,使用後應徹底清除表面上附著的氧化物、氟化物,(最好進行吹砂)。
3、熔煉溫度的控制
熔煉溫度過低,不利於合金元素的溶解及氣體、夾雜物的排出,增加形成偏析、冷隔、欠鑄的傾向,還會因冒口熱量不足,使鑄件得不到合理的補縮,有資料指出,所有鋁合金的熔煉溫度至少要達705度並應進行攪拌。熔煉溫度過高不僅浪費能源,更嚴重的是因為溫度愈高,吸氫愈多,晶粒亦愈粗大,鋁的氧化愈嚴重,一些合金元素的燒損也愈嚴重,從而導致合金的機械性能的下降,鑄造性能和機械加工性能惡化,變質處理的效果削弱,鑄件的氣密性降低。
生產實踐證明,把合金液快速升溫至較高的溫度,進行合理的攪拌,以促進所有合金元素的溶解(特別是難熔金屬元素),扒除浮渣後降至澆注溫度,這樣,偏析程度最小,熔解的氫亦少,有利於獲得均勻緻密、機械性能高的合金.因為鋁熔體的溫度是難以用肉眼來判斷的,所以不論使用何種類型的熔化爐,都應該用測溫儀表控制溫度。測溫儀表應定期校核和維修。熱電偶套管應周期的用金屬刷刷干凈,塗以防護性塗料,以保證測溫結果的准確性及處長使用壽命。
4、熔煉時間的控制
為了減少鋁熔體的氧化、吸氣和鐵的溶解,應盡量縮短鋁熔體在爐內的停留時間,快速熔煉。從熔化開始至澆注完畢,砂型鑄造不超過4小時,金屬型鑄造不超過6小時,壓鑄不超過8小時。
為加速熔煉過程,應首先加入中等塊度、熔點較低的回爐料及鋁硅中間合金,以便在坩堝底部盡快形成熔池,然後再加塊度較大的回爐料及純鋁錠,使它們能徐徐浸入逐漸擴大的熔池,很快熔化。在爐料主要部分熔化後,再加熔點較高、數量不多的中間合金,升溫、攪拌以加速熔化。最後降溫,壓入易氧化的合金元素,以減少損失。
5、熔體的轉送和澆注
盡管固態氧化鋁的密度近似於鋁熔體的密度,在進入鋁熔體內部後,經過足夠長的時間才會沉至坩堝底陪。而鋁熔體被氧化後形成的氧化鋁膜,卻僅與鋁熔體接觸的一面是緻密的,與空氣接觸的一面疏鬆且有大量直徑為60--100A的小孔,其表面積大,吸附性強,極易吸附在水汽,反有上浮的傾向。因此,在這種氧化膜與鋁熔體的比重差小,將其混入熔體中,浮沉速度很慢,難以從熔體中排除,在鑄件中形成氣孔太夾雜。所以,轉送鋁熔體中關鍵是盡量減少熔融金屬的攪拌,盡量減少熔體與空氣的接觸。
採用傾轉式坩堝轉注熔體時,為避免熔體與空氣的混合,應將澆包盡量靠所爐咀,並傾斜放置,使熔體沿著澆包的側壁下流,不致直接沖擊包底,發生攪動、飛濺等。
採用正確合理的澆注方法,是獲得優質鑄件的重要條件之一。生產實踐得,注意下列事項,對防止、減少鑄件缺陷是很有效的。
(一)澆注前應仔細檢查熔體出爐溫度、澆包容量及其表面塗料層的乾燥程度,其他工具的准備是否合乎要不。金屬澆口杯在澆注前3--5分鍾之內就在砂型上安放好,此時澆包懷的溫度不高於150度,安置過早或溫度過高,澆道內憋住大量氣體,在澆注時有爆炸的危險。
(二)不能在有「過堂風」的場合下澆注,以及熔體強烈氧化,燃燒,使鑄件產生氧化夾雜等缺陷。
(三)由坩堝內獲取熔體時,應先用包底輕輕撥開熔體表面的氧化皮或熔劑層,緩慢地將澆包浸入熔體內,用澆包的寬口舀取熔體,然後平穩的提起澆包。
(四)端包時不要掌平,步子要穩,澆包不宜提得過高,澆包內金屬液面必須保持平穩,不受攏動。
(五)即將澆注時,應扒凈澆包的渣子,以免在澆注中將熔渣、氧化皮等帶入鑄型中。
(六)在澆注中,熔體流就保持平穩,不能中斷,不能直沖口懷的底孔。澆口懷自始至終應充滿,液面不得翻動,澆注速度要控製得當。通常,澆注開始度就稍慢些,使熔體充填平穩,然後速度稍快,並基本保持澆注速度不變。
(七)在澆注過程中,澆包咀與澆口的距離就盡可能靠近,以不超過50毫米為限,以免熔液過多地氧化。
(八)帶堵塞的澆口懷,堵塞不能撥得太早,在熔體充滿澆口懷後,再緩慢地斜向撥出,以免熔體在注入澆道時產生渦流。
(九)距坩堝底部60毫米以下的熔體不宜澆注鑄件。
鋁合金鑄造(ZL)
按成分中鋁以外的主要元素硅、銅、鎂、鋅分為四類,代號編碼分別為100、200、300、400。
為了獲得各種形狀與規格的優質精密鑄件,用於鑄造的鋁合金一般具有以下特性。
(1)有填充狹槽窄縫部分的良好流動性
(2)有比一般金屬低的熔點,但能滿足極大部分情況的要求
(3)導熱性能好,熔融鋁的熱量能快速向鑄模傳遞,鑄造周期較短
(4)熔體中的氫氣和其他有害氣體可通過處理得到有效的控制
(5)鋁合金鑄造時,沒有熱脆開裂和撕裂的傾向
(6)化學穩定性好,抗蝕性能強
(7)不易產生表面缺陷,鑄件表面有良好的表面光潔度和光澤,而且易於進行表面處理
(8)鑄造鋁合金的加工性能好,可用壓模、硬模、生砂和干砂模、熔模石膏型鑄造模進行鑄造生產,也可用真空鑄造、低壓和高壓鑄造、擠壓鑄造、半固態鑄造、離心鑄造等方法成形,生產不同用途、不同品種規格、不同性能的各種鑄件。
鑄造鋁合金在轎車上是得到了廣泛應用,如發動機的缸蓋、進氣歧管、活塞、輪轂、轉向助力器殼體等。 鋁合金在生產過程中,容易出現縮孔、砂眼、氣孔和夾渣等鑄造缺陷。如何修復鋁合金鑄件氣孔等缺陷呢?如果用電焊、氬焊等設備來修補,由於放熱量大,容易產生熱變形等副作用,無法滿足補焊要求。
冷焊修復機是利用高頻電火花瞬間放電、無熱堆焊原理來修復鑄件缺陷。由於冷焊熱影響區域小,不會造成基材退火變形,不產生裂紋、沒有硬點、硬化現象。而且熔接強度高,補材與基體同時熔化後的再凝固,結合牢固,可進行磨、銑、銼等加工,緻密不脫落。冷焊修復機是修補鋁合金氣孔、砂眼等細小缺陷的理想方法。

② 澆注系統是如何組成的

澆注系統gating
system為將液態金屬引入鑄型型腔而在鑄型內開設的通道。澆注系統包括:①澆口杯。承接澆包倒進來的金屬液,也稱外澆口②直澆口。聯接外澆口和橫澆口,將金屬液由鑄型外面引入鑄型內部③橫澆口。聯接直澆口,分配由直澆口來的金屬液流。④內澆口。聯接橫澆口,向鑄型型腔灌輸金屬液。澆注系統的作用是:控制金屬液充填鑄型的速度及充滿鑄型所需的時間;使金屬液平穩地進入鑄型,避免紊流和對鑄型的沖涮;阻止熔渣和其他夾雜物進入型腔;澆注時不捲入氣體,並盡可能使鑄件冷卻時符合順序凝固的原則。內澆口的總截面積、橫澆口的總截面積和直澆口的總截面積是澆注系統的重要參數。根據內澆口、橫澆口、直澆口的各自總截面積的比例不同,澆注系統分為開放式和封閉式兩種。這里所說的截面積都是指與液流方向垂直的最小截面面積。當內澆口的總截面積最小時,澆注開始後整個澆注系統很快就充滿了金屬液,有利於阻止熔渣及夾雜物進入型腔,這種澆注系統通常稱為封閉式澆注系統,一般都優先採用。當橫澆口或直澆口的總截面積小於內澆口的總截面積時,澆注過程中金屬液不會完全充滿澆注系統,這種澆注系統通常稱為開放式澆注系統,僅在特殊工藝採用。澆口杯的作用是將澆包傾注的液態金屬導入直澆口。小型鑄件的澆口杯大都為漏斗形,上口的直徑應是直澆口的
2倍以上,而且一般都在造型時直接在鑄型上做出。中型以上的鑄件,澆口杯常為盆形,一般都單獨做出後置於鑄型上面。質量要求高的鑄件還要在澆口杯中設置特殊的集渣裝置。

③ 什麼是澆注系統其作用是什麼

澆注系統是為填充型腔和冒口而開設於鑄型中的一系列通道。通常由:澆口杯、直澆道、橫澆道和內澆道組成。
澆注系統的作用是:
1、保證熔融金屬平穩均勻、連續地充滿型腔。
2、阻止熔渣、氣體和沙粒隨熔融金屬進入型腔。
3、控制鑄件的凝固順序。
4、供給鑄件冷凝收縮是所需補充的金屬溶液(補縮)。

④ 澆注系統的介紹

澆注系統是有由澆口杯,直澆口,橫澆口,內澆口組成,為將液態金屬引入鑄型型腔而在鑄型內開設的通道。

⑤ 鋁合金低壓鑄造機的升液管與澆口套之間的管件叫什麼、什麼材料

中間管,有的鑄造機沒有這個部件,和澆口杯的材質一樣。

⑥ 精密鑄造澆口杯如何設計才好

精鑄的澆口杯設計,不能一概而論如何設計是好。這個一般是根據產品(鑄件)材質,產品形狀及裝焊方式來確定。一般鋁件的薄壁件,壓力頭夠了,就基本上能保證產品的質量,澆口杯不必過大。若為鑄鋼件,厚大的產品,且內澆口尺寸較大時,除了考慮保證足夠的壓力頭外,還應該保證鑄件在收縮後,橫澆道能夠提供足夠的壓力頭。經驗上來講,鑄鋼件的澆口杯的直徑,一般取橫澆道的1.2~1.5倍。
防止澆口杯"落砂"的措施
1."翻邊"澆口杯的製作
為減少鑄件砂孔缺陷,無論中、低溫蠟硅溶膠型殼均應採用翻邊佗堯口,在:堯口(杯)模具上安放兩個半圓鑲圈,壓蠟後澆口杯端面會形成凹槽。制殼後澆口會形成光滑的翻邊』,能有效防止:堯口杯邊緣的砂殼落入型腔內造成鑄件『落砂』。
2.防砂蓋』的台理結構
大部分工廠應用碳鋼平板《厚2奎米的沖壓件》作澆口杯上的u防砂蓋』。在制殼後脫蠟前取下,經拋丸處理去除粘砂後再回用。平板形蓋易在拋丸後翹曲、變形。若按圖三形式採用凹凸的「冒式』蓋,剛性大大提高,與澆口杯上平面接觸面減少,制殼時不易出現縫隙防落砂效果更好,使用壽命提高一倍以上。
3.低溫蠟模組的澆口吊具
由於硅溶膠型殼大多採用蒸汽脫蠟,故低溫蠟組不宜沿用水玻璃型殼的木製:堯口棒。為能按放防砂蓋』及在脫蠟釜中便於安放模組,應與中溫蠟一樣採用可卸式手柄作:堯口吊具。低溫蠟強度比中溫蠟低,應根據:堯口棒形式(直棒或丁字形、鄉叉型等)在制蠟棒時使用耐酸不銹鋼制芯骨進行加固,在使用長型芯骨時應在:堯口棒模具上兩端定位,防止芯骨移位。生產小件(≤200克)低溫蠟模組也可採用工藝出品率較高的多叉型:堯口形式9為防止蠟棒斷裂,其截面面積要比中溫蠟大些。巾護部針再加長盆骨。

⑦ 澆注系統類的問題

澆注系統是為填充型腔和冒口而開設於鑄型中的1系列通道。通常由:澆口杯、直澆道、橫澆道和內澆道組成。

⑧ 什麼是澆注系統

澆注系統
gating system
為將液態金屬引入鑄型型腔而在鑄型內開設的通道。
澆注系統包括:①澆口杯。承接澆包倒進來的金屬液,也稱外澆口②直澆口。聯接外澆口和橫澆口,將金屬液由鑄型外面引入鑄型內部③橫澆口。聯接直澆口,分配由直澆口來的金屬液流。④內澆口。聯接橫澆口,向鑄型型腔灌輸金屬液。
澆注系統的作用是:控制金屬液充填鑄型的速度及充滿鑄型所需的時間;使金屬液平穩地進入鑄型,避免紊流和對鑄型的沖涮;阻止熔渣和其他夾雜物進入型腔;澆注時不捲入氣體,並盡可能使鑄件冷卻時符合順序凝固的原則。內澆口的總截面積、橫澆口的總截面積和直澆口的總截面積是澆注系統的重要參數。根據內澆口、橫澆口、直澆口的各自總截面積的比例不同,澆注系統分為開放式和封閉式兩種。這里所說的截面積都是指與液流方向垂直的最小截面面積。當內澆口的總截面積最小時,澆注開始後整個澆注系統很快就充滿了金屬液,有利於阻止熔渣及夾雜物進入型腔,這種澆注系統通常稱為封閉式澆注系統,一般都優先採用。當橫澆口或直澆口的總截面積小於內澆口的總截面積時,澆注過程中金屬液不會完全充滿澆注系統,這種澆注系統通常稱為開放式澆注系統,僅在特殊工藝採用。
澆口杯的作用是將澆包傾注的液態金屬導入直澆口。小型鑄件的澆口杯大都為漏斗形,上口的直徑應是直澆口的 2倍以上,而且一般都在造型時直接在鑄型上做出。中型以上的鑄件,澆口杯常為盆形,一般都單獨做出後置於鑄型上面。質量要求高的鑄件還要在澆口杯中設置特殊的集渣裝置。

⑨ 鋁合金含氣泡怎麼樣處理

鋁鎂合金密度小、強度高、耐蝕性好,且資源豐富,是工業上應用較廣的有色合金,尤其在汽車、航空領域有取代其它合金的趨勢。在生產中,因空氣的濕度、型砂水分、爐料等條件的綜合影響,常產生鑄件針孔度超標嚴重,氣密性差,強度和耐蝕性等均不同程度的降低。因此針孔是鋁鎂合金砂型鑄造中急需解決的技術難題。作者從減少針孔、滿足用戶要求出發,分析其形成的原因,找出了解決問題的對策並成功地指導了我廠軍、民品系列鑄鋁件的生產。

1針孔的特徵及形成機理

1.1 針孔的特徵

針孔缺陷具有流行性,在同爐次鑄件中,都有相同或相似的組織缺陷。針孔的尺寸特徵是孔洞小,孔徑約在1mm以內;形狀為圓球狀或蒼蠅腳形。在鑄件的厚大部位極易出現呈彌散性分布的小孔洞,從斷面上觀察,孔洞特徵多是乳白色的小凹點。

1 2 針孔的形成機理

鋁鎂合金鑄件中的氣體主要是氧、氮、氫3種氣體,它們在一定的條件下,很可能以分子態的單質或復合氣體存在於鑄件中,成為氣體雜質-氣泡,因此氣泡是形成鋁鎂合金針孔的根本原因。

鋁鎂合金液澆入砂型,型腔內合金液溫度降至凝固溫度時,氫、氮在合金液中的溶解度會隨溫度的降低而突然變小,使原來溶解於合金液中的氣體析出而產生針孔。鋁鎂合金液中氫氣泡不能自發形核,合金液中的主要夾雜物Al2O3可作為氫氣泡核的基底,會促使鋁鎂合金鑄件產生針孔。

2對策

2.1 工藝措施

鋁鎂合金液中總含氣量應控制在鑄件不產生析出氣孔時的臨界含氣量以內。採用濕型、凝固時間為6~8min時,合金液的含氣量應控制在1.177×10 6以內,這是控制鋁鎂合金鑄件不產生針孔的基本條件。

因底注、緩流、濾渣及開放式澆注系統具有清潔合金等多重作用,所以工藝上採用緩流澆口杯,適當高度的直澆道。橫澆道採用過橋、鋼絲濾網、鋼絲棉濾網和集渣包等配合使用。內澆道做成扁平狀。

從我廠的生產實際得知,隨著鑄件厚度的增大,鑄件密度下降,針孔產生的概率隨之增加。因此在鑄件厚大部位放置冷鐵並設置頂冒口,可以獲得緻密的鑄件,防止針孔產生。

直澆道高度為100mm時,由於鋁鎂合金液靜壓力的作用,鑄件的緻密度最好,這時出現針孔的概率相對較低。當直澆道的高度為150~200mm時,由於鋁鎂合金液靜壓力增加不大,而熱解產物相對較多,致使出現針孔的概率有所增加。當直澆道的高度>200mm時,出現針孔的概率大幅度提高,針孔缺陷十分嚴重。因此,設計直澆道時其高度控制在100mm為宜。

隨著澆注溫度的提高,一方面鋁鎂合金液吸氣嚴重,精煉困難;另一方面砂型冷卻速度較慢,合金液傾向於糊狀凝固,冒口補縮困難,容易產生收縮氣孔和縮松。因此,隨著澆注溫度的提高出現針孔、縮松的概率越大。所以鋁鎂合金的澆注溫度在720~740℃為宜,薄壁件適當提高其澆注溫度,但不應超過780℃。

2.2 操作方法

根據空氣濕度的變化,對型、芯砂的含水量進行適當的調整和控制,芯子需烘乾後使用。型、芯砂不準含有草根、油脂等雜質。南方春、夏季濕度大,因此造型、熔化場地應盡量保持乾燥。

造型和制芯時不宜舂砂過實,而且盡量多插排氣孔,保證型(芯)有足夠的干濕強度、好的透氣性和退讓性,以免因掉砂而使鑄件產生夾雜缺陷。

水分、油脂、鐵銹、鋁銹等含氫材料,不允許隨爐料進入熔爐或隨合金液進入型腔以防止產生新氣源,應視具體情況採取相應的措施來克服爐料的污染。

控制新舊爐料的配比及熔化溫度和時間。精煉劑、變質劑等入爐材料應經過烘乾,嚴格脫水。

坩堝、澆包等熔化工具使用前,應噴專用塗料並烘乾除去結晶水,不允許鐵質工具直接與鋁鎂合金液接觸,以免產生新氣源。

鋁鎂合金液變質前須進行精煉,精煉劑的配比應根據材質、鑄件的結構特點及鑄造工藝的具體情況綜合考慮,精煉劑的用量要充分,過少時除氣不徹底。精煉後應除渣並在高溫下靜置15min左右,使氣體充分排出。根據材質及工藝特點正確選擇並使用變質劑,經過變質後的合金液須在高溫下靜置15min左右,以便使合金液達到較好的變質效果並使晶核充分細化。特別要注意變質後的合金液澆注前的放置時間一般不宜超過45min,以保證變質的有效性。

因鋁鎂合金液氧化膜,特別是精煉後合金液表面形成的氧化膜具有阻礙氣體侵入液體內的作用,熔化、攪拌乃至澆注時應盡量減少破壞氧化膜,以免鋁鎂合金液從空氣中吸入氣體。

澆注時澆包應盡量靠近澆口杯,距離50mm為宜,充型應平穩而不斷流。液流不能直接沖刷澆口杯根部,,需經過濾網、緩沖堤而平穩地進入直澆道。澆注過程中澆口杯應保持充滿並防止液體擾動,澆注速度應稍慢且保持勻速為好,防止急流而產生二次氧化夾雜物。這樣,能有效地防止針孔的產生。

3結論

(1)採用正確的鑄造工藝,嚴格控製造型、熔化等操作方法是解決針孔缺陷的有效途徑。

(2)爐料和輔料的含水量、熔化溫度和時間、有效的精煉和變質處理是控制鋁鎂合金針孔度超標與否的關鍵因素。

(3)採用合理的緩流澆口杯和直澆道高度、過橋式橫澆道、鋼絲濾網、鋼絲棉濾網和集渣包是解決針孔缺陷的有效途徑。

(4)合理地使用冷鐵、冒口,解決了因鑄件壁厚差異對針孔產生的負面影響,確定順序凝固工藝方案是減少針孔的有效手段。

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