低压铸造缺陷的成因及预防分析.doc
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1、低压铸造缺陷的成因及预防分析低压铸造缺陷的成因及预防摘要:低压铸造生产过程中,铸件经常存在一些缺陷,如:气孔、缩孔、缩松、夹渣等,这些缺陷产生的原因不单纯是浇注工艺问题,而是由一种或几种原因相互作用并不断变化时产生的,本文针对具体缺陷提出相应的预防措施.关键词:低压铸造;缩孔;缩松;气孔;夹渣;冷隔。一绪论1。1课题背景20世纪20年代初英国E.H。Lake申请了第一个低压铸造专利,最初主要用于巴氏合金。同时期法国制出用于铜,铝合金的低压铸造机,这种方法真正被推广应用在“二战后,被用来生产汽车缸体,电动机转子,炊事用具,高硅铝啤酒桶等.1955年,德国出现铸铁和铸钢用低压铸造专利。20世纪60
2、年代英国率先发展低压铸造汽车轮毂,随后美、日、德相继发展。1989年仅美、日、德三国用此法就生产630万只轮毂.现今国内已用自己研制的低压铸造技术成功地应用于一些要求高的复杂铸件。目前我国除引进保加利亚设备和技术外、并自行研制了适合单件小批生产的低压铸造设备,而这种工艺技术在我国的国防工业正在发挥作用。低压铸造的压力也从低压(0。6Mpa)发展到中压(4Mpa)合金种类也从铝镁合金发展到铜合金,低压铸造设备也从一般的手动控制发展到目前的微机自动控制。尽管国内的低压铸造在铝合金、镁合金方面已投入使用,尤其在汽车、摩托车轮箍生产上同先进国家水平不相上下,但生产的铸件大多局限于外形简单、呈中心对称的
3、筒形件、而对于壁厚悬殊、形状复杂、承受液、气压及X光透视检查的高要求铝合金铸件采用低压铸造成形生产的铸件内部还存在一些铸造缺陷要进行探讨研究。二低压铸造原理及工艺流程低压铸造是用气体压力将金属液由上而下压入型腔,并在压力下凝固而获得铸件的方法。由于与压铸相比,其所用压力较低(一般0。02-0。06MPa),故称低压铸造.2。1低压铸造工艺流程图2。8为低压铸造工艺示意图,其工艺过程是:将熔炼好的合金液倒入电阻保温炉的坩埚中,装上密封盖、升液管及铸型。在坩埚液面上方通入干燥的压缩空气,合金液在此压力下从升液管平稳上升,注入并充满型腔.铸型内合金液在压力下结晶,直至全部凝固。撤除液面压力,升液管内
4、合金液在重力作用下流回坩埚。开启铸型,取出铸件。三缩孔与缩松缺陷3。1缩孔与缩松缺陷的形成机理合金在冷凝过程中由于体积的收缩而在铸件厚大部位形成管状、嗽叭状或分散孔洞称为缩孔;形成细小的孔隙称为缩松.缩孔的相对体积与液态金属的温度、冷却条件等有关.液态金属的温度愈高,则液体与固体之间体积差愈大,而缩孔的体积也愈大。在薄壁铸型中浇注金属时,型壁迅速受热而冷却型壁的空气则是热的不良导体,因此型壁越薄则受热越快,液体金属也越不易冷却,金属液冷凝后产生的缩孔也愈大。总之,液体金属的冷凝条件,对缩孔体积的大小有显著的影响.产生缩松的主要原因与缩孔相同,也是由于金属凝固时的体积收缩所造成。因此在缩孔附近一
5、般常存在着较多的缩松.3.2缩孔与缩松缺陷的预防方法由于低压铸造是反重力铸造,重力时刻都在阻碍补缩。因而无论对于砂型铸造还是金属型铸造、同时凝固的铸件还是顺序凝固的铸件,液面加压控制系统质量的好坏都是决定铸件致密性的关键。尤其是对于薄壁件金属型铸造,凝固时间本来就不长.当充型至型顶时液态金属中固相部分已经占有相当大的比例,此时应立即急速升压,以便克服重力的负作用,进行补缩。这对铸件致密性是极为关键的。目前有些液面加压控制系统在这关键时刻仍旧按充型速度缓慢加压或压力越高升压速度却越慢,其后果是贻误了补缩的良机。当液态金属凝固结束后,无论增压多大都起不到补缩的作用。铸件补缩不足可导致致密度低,容易
6、产生缩孔与缩松。生产有时补缩压力已经很高(可达0。2MPa),但铸件仍有缩松缺陷,致使打压渗漏率太高。在补缩通道合理时,这主要是因为控制系统增压的时机没控制好,而不是所谓“补缩压力大小对铸件致密性影响不大”的错误说法.四气孔缺陷4。1气孔缺陷的分类铸件气孔缺陷主要分为析出性气孔、反应性气孔、侵入性气孔.在低压铸造中,产生气体的根源很多,主要有如下方面:a、存在于型腔中的空气b、湿芯中析出的水蒸气c、烘烤烧毁粘结剂而产生的气体d、从坩埚冲到型腔中的空气或惰性气体析出性气孔主要均匀分布在内部靠近冒口处、热节温度较高区域,气孔细小且分散经常同缩孔共存。反应性气孔主要均匀分布在型壁与铸件的接触面上,气
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