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压铝铸件的铸造质量控制和改进措施<一>、铸铝件的铸造质量控制
1选择合理的浇铸方式
公司由于大多数压铝铸件产品结构复杂，是薄壁管类零件，壁厚差异过大，热节位置较多，铸造时成型困难，用普通的浇注方法无法成型完整。为选择较合理的成型方式，利用PROCAST等铸造模拟分析软件对零件进行分析。为保证产品的成型完整，有利于型腔气体以及砂芯产生气体的排出，采用倾转式浇注，并要求设备的倾转角度、倾转速度、动作模式都无级可调。倾斜式浇注有利于铝液完全充型，在倾斜浇注的过程中，合金液流动较为平稳，对型腔冲刷力小，铝液的充型由慢到快再到慢，能做到合金液在型腔中的层流和顺序排气，有利于气体从分模面、排气塞、排气槽、冒口排出，并有利于铝液中不可避免的没有完全处理干净的杂质、渣子等的上浮，聚集在浇冒口中，从而能得到组织致密、力学性能高的铸铝件。倾斜浇注时，根据不同铸铝件的形状、成型顺序调整模具的倾转角度、翻起速度，以达到较好的效果。
2选择合理铸造工艺及参数
影响铸铝件成型和铸铝件质量好坏的主要铸造工艺参数有浇注温度、浇注速度、冷却强度、凝固顺序等。
(1)浇注温度
指注入模具的液体温度，如浇注温度过低，液体在结晶时的气体来不及上浮逸出液面，造成气孔、疏松，还可能产生夹渣及冷隔等铸铝件质量缺陷；浇注温度过高则会导致结晶时产生过大晶粒，由于体收缩过大，浇冒口补缩不足，形成较大的缩松、缩孔，铸造应力过大，产生裂纹，还可能产生羽毛品组织缺陷。
所以科学规范的浇注温度一般情况下浇注温度比合金的实际结晶温度高70-100℃。
同时，浇注温度应根据产品结构、形状的不同，壁厚的差异调整，如某进气管由于结构复杂，壁厚差异变化很大(在10mm长度范围内壁厚从3mm变化至20mm，凸起很多，充型困难，浇注温度需达到760℃左右才能成型完整。
(2)浇注速度
浇注速度不是一个固定的速度，铸造开始与铸造过程不是同一个浇注速度:浇注速度的快与慢对铝液充型、排气、铸铝件成型、结晶、组织和性能有很大影响。在保证铸铝件质量的前提下，应采用较高的浇注速度。
(3)冷却强度
冷却强度也称为冷却速度，冷却强度不但对铸铝件的内应力、裂纹等有影响，而且对铸铝件的结晶速度、晶粒生长方向等组织因素影响大。随着冷却速度的增大，铸铝件结晶速度提高，晶内结构加细化；随着冷却强度增大，铸铝件液穴变浅，过渡带尺寸缩小，使金属补缩条件得到改变，减少或了铸铝件中的疏松、气孔等缺陷；铸铝件致密度提高，另外还可以细化初始化合物的尺寸，减小区域偏析的程度。
为使逐渐结晶时有足够的冷却速度，得到较好的组织结构，一般采用循环水冷却，使铸铝件形成很大的温度梯度，使铸铝件冷却。冷却强度对冷却水温度的要求是不可忽视的，通常情况下，冷却水温设定在20-30℃左右，我们的循环冷却水温度一般稳定在25℃左右，冷却强度可依据铸造工艺需要设定为曲线，即冷却时间、间隔的调整，都可由设备PC设定控制，铸铝件部分内应力，降低裂纹等缺陷产生的可能性，即可以获得铸铝件。
(4)凝固顺序
一些产品受结构的影响，壁厚差异过大或者局部壁厚过厚，受模具结构限制无法布置冷却水管，或者因为布置冷却水管后距离太远，起不到冷却的效果，采取在模具或者砂芯上布置冷铁来进行强制冷却，使金属补缩条件得到改变，减少了铸铝件中的疏松、气孔等缺陷。
冷铁的材料在实际生产中经常运用到的有:紫铜，铸铁，钢材，铝合金等。其中紫铜的导热系数较高。但紫铜在生产中也有其局限性，由于成本较其他几种材料高，而且紫铜的熔点很高，冷铁的形状无法用铸造的方法获得，进行机械加工，成型周期长，工序复杂，不适合大批量的生产。铸铁，钢材和铝合金导热系数较紫铜要低，冷却效果稍差，所以在生产应用中冷铁的表面积和体积做的稍微大一些。但都可以采用铸造的方法获得，成型工序简单，适合于大批量的生产。
冷铁的安装布置一般可分为两种:一种直接安装的模具上，一般采用紫铜材料；另外一种是安放在砂芯上，可以用其他材料。两种安装方法各有优缺点。在模具上布置安装紫铜冷铁，冷铁的形状、位置、大小受模具结构、铸铝件结构、模具加热管路以及模具冷却水路的限制，但冷铁与模具材料接触，导热较快，冷却效果很好。安装在砂芯上的冷铁，由于砂芯是热的不良导体，导热效果差，主要靠冷铁本身的热容量吸热，冷却效果有限。
<二>、压铸铝件改进措施
1)造烈材料在本次攻关之前生产的有色合金压铸铝件一直沿用传统工艺方法一一粘土砂造型。这种烈砂具有很多的优点:容易紧实，可使用时间长，来源)广泛，回用性好:但不足之处也非常明显:砂烈强度低，在搬运和浇注时容易掉砂，使压铸铝件产生砂眼、夹砂、表面结疤、尸气起和凹陷等缺陷，压铸铝件的内在和外观质量不能令用户满意，尤其是结构特殊、复杂，以及质量要求高的压铸铝件。另外，该工艺在混砂、落砂、清理等工序中产生大量灰尘，对生产环境和操作工人的身体健康都有不利的影响。
此次攻关采用树脂砂进行造烈和制芯，尤其是半圆形的油槽芯(主体只有lOmm厚)。同时使用涂料，严格执行工艺规程，认真操作，严把质量关，使压铸铝件的外观质量好，表面光滑无缺陷，且砂烈强度好，减少了压铸铝件变形的问题。
改为树脂砂造烈工艺后，铝合金铸件形状精度、尺寸精度都大幅提高。现在我们采用面砂+背砂工艺，即铸烈表面使用树脂砂，用粘土砂作为背砂填充，在生产中取得了良好的效果。
2)模样工艺为了保证模样及砂烈的形状精度和尺寸精度，此类压铸铝件以往大多采用铝制金属模样，需制造专门的木制模样生产铝模样的压铸铝件毛坯，经过机械加工、钳工装配等工序，制造费用高，且工序多，生产周期长。
针对这种情况，改进铸造模样的结构设计，在保证模样的尺寸精度和表面粗糙度的同时，加强木制模样的强度，提高使用寿命，改二次制模为一次成模。在压铸铝件20mm厚法兰处增加80mm厚的芯头作为防变形底胎，提高了模样防变形能力和使用寿命，以及压铸铝件表面质量、形状和尺寸精度。这样就可以使用木材制作模样，而不必制作金属模样。减少模样因为材料的因素产生的变形和使用寿命问题，缩短制造周期，降低制作难度和费用，提高劳动生产率，降低生产成本。
在改进模样质量和材料的同时，使用树脂砂作为造烈材料，以提高砂烈表面质量:改进芯盒结构和制作精度，以提高压铸铝件的产品质量。
在砂烈表面进行涂料喷涂工艺，改变原刷涂时存在刷印、流痕和厚薄不匀的现象，从而降低表面粗糙度值，避免压铸铝件表面出现涂料的涂刷痕迹。
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