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淺析低壓鑄造的工藝特點

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2020-09-24
核心提示:淺析低壓鑄造的工藝特點劉欽雙1,劉軍2,劉強3河北省秦皇島市中信戴卡股份有限公司摘要:在鋁合金鑄件的鑄造技術中,最常見的莫

淺析低壓鑄造的工藝特點

劉欽雙1,劉軍2,劉強3

河北省秦皇島市中信戴卡股份有限公司

摘要:在鋁合金鑄件的鑄造技術中,最常見的莫過于低壓鑄造。低壓鑄造為汽車的輪轂等部件提供了良好的質量保障,其不可替代的優(yōu)越性已經獲得了廣大汽車生產商的認可。本文主要介紹了低壓鑄造的歷史、原理、工藝特點和所需的條件,旨在為業(yè)內人士提供相應的參考。

關鍵詞:低壓鑄造;工藝;特點

低壓鑄造法從使用至今已經有幾十年的歷史,尤其在鋁合金鑄件方面占據重要的地位。低壓鑄造法是一種主流方法,其功能強大,能夠提高材料的強度,提升材料的性能。低壓鑄造是一種十分實用的鑄造方法,其所鑄造的鑄件質量良好,而且該方法自動化程度比較高。

1、低壓鑄造的歷史

低壓鑄造法有一百多年的歷史,20世紀20年代,將低壓鑄造法應用于鋁合金鑄造的兩個國家分別是法國和德國,不過還處于試應用階段。到了1945年,低壓制造開始大規(guī)模應用,主要是在英國生產雨水管道、啤酒容器。1958年,美國人將低壓鑄造法應用于汽車發(fā)動機的零件鑄造上,這就是低壓鑄造開始大范圍應用的契機。世界汽車工業(yè)開始注意到這個神奇的鑄造方法,并且,該方法于20世紀50年代末引進中國。

在我國,低壓鑄造的使用始于1961年。當空冷氣缸頭的制造能夠神奇被低壓鑄造法實現的時候,這種方法開始被人高度重視。自此,低壓鑄造技術開始不斷在汽車行業(yè)中應用,其材料使用率非常高,尤其在鋁合金鑄件中,通過低壓鑄造技術實現的高達二分之一。通過該技術生產法的鋁合金鑄件質量優(yōu)良,所生產的產品種類也在不斷擴展。20世紀70年代,低壓鑄造技術開始應用于汽車輪轂生產中,到了現代,人們開始注重汽車的輕量化發(fā)展,低壓鑄造技術開始制造性能更好、內部品質更高、機械性質要求更加嚴格的零件。

2、基本原理

低壓鑄造的基本原理主要是通過施加壓力促進熔湯進入到模具內,熔湯通過慢慢充填的方式逐漸凝固,澆口部分的凝固作為施加壓力結束的時刻。這樣所凝固出的鑄件將十分完美。以內其凝固的方向是從澆口方向開始的,與壓力不沖突,不會受到壓力的干擾,自然流暢完成凝固的過程和冷卻。

3、低壓鑄造工藝特點

低壓鑄造的壓力和速度在澆注時可以靈活調整,這樣就可以根據不同的鑄件形態(tài)進行鑄造。低壓鑄造主要采用底注式充型,這樣就可以確保金屬液穩(wěn)定充型,還可以有效避免空間對金屬液的干擾,避免鑄件成型后形成質量缺陷。在壓力的作用下,成型后的鑄件質量高,表面光潔,具有很高的性能。同時,低壓鑄造大大減輕了勞動強度,環(huán)境較好,設備方便實用。與其他鑄造方法相比,低壓鑄造存在一定的特殊性,也具備了十分鮮明的工藝特點。

3.1與普通鑄造相比所具備的特點低壓鑄造可以采用金屬型、砂型、石磨型等等,其應用范圍十分廣泛,所以低壓鑄造方法具備了許多普通鑄造方法所具備的優(yōu)勢。低壓鑄造適合有色金屬,也適合黑色金屬,這也是許多普通鑄造方法所達不到的。低壓鑄造的充型十分平穩(wěn),這是因為其主要采用了底筑式,所以壓力和速度都可以靈活調整。在壓力的作用下,金屬液的凝固十分充分,利用率很高,還有較好的流動性,提高鑄件的質量,越復雜的鑄件越能夠展現出其優(yōu)勢。

3.2與壓力鑄造相比所具備的特點

低壓鑄造可以進行多種類型的鑄件制造,并根據實際情況靈活進行熱處理,既能夠進行薄壁鑄件的制造,也能夠進行厚壁鑄件的制造,而且在鑄造的過程中能夠充分避開空氣的干擾,得到高質量鑄件,表面光滑,組織細密,氣泡少。而且鑄件的機械性能十分出眾,種類較多,比較精細,并具備較低的成本。

3.3缺點受到澆口位置、數量的限制,以及內壁厚度的影響,產品會因此而受到一定的限制。為了充分體現金屬液良好的流動性,保證在澆口處開始凝固,那么就會加大鑄造周期,凝固速度也會變慢。金屬液充腔時,金屬液下型面的機械性能將會受到限制。

4、低壓鑄造所需的條件

4.1溫度

熔湯的溫度會受到種類和外形的影響,不過總體差異不會太大。其溫度是否適合,將直接關系到產品的質量和美觀程度,因此要將溫度控制在合理范圍內。需要注意的是,模具溫度同樣不能忽視。

從金屬液凝固的角度來看,模具溫度的分布主要是從澆口往上型方向逐漸變低,但是由于這樣會延長鑄造周期,影響凝固的速度,因此就要進行上型和橫型的冷卻。生產周期、金屬液溫度等方面需要仔細斟酌和調整,其會深刻影響到鑄件的內部與外部質量,所以可根據實際情況加大澆口的溫差,這樣就能夠改變現狀。

4.2加壓時間

加壓時間主要是指金屬液從充填到澆口處凝固的過程所花費的時間。加壓時間可能會受到各種因素的影響,這就需要考慮到氣缸頭的時間,該延長的就要盡量延長,延長的依據主要就是根據重量。加壓時間很容易受到溫度條件的影響,如果溫度穩(wěn)定,加壓時間也會十分穩(wěn)定。

金屬液的凝固時間可能會因熱量的變化和溫度的降低而出現不穩(wěn)定的情況。因為鑄件數量會不斷增加,溫度十分不穩(wěn)定,同 時,澆口截面積減小,這樣就會造成凝固時間改變,導致鑄件產生質量的內部缺陷。因此一定要高度重視溫度、澆口和給料管等給湯系統(tǒng)等因素的影響。

4.3凝固時間

凝固時間指的是從加壓完畢到產品脫模的時間,鑄件脫模后并不算是真正完成,而是要確保鑄件不變形,保證鑄件的質量。這一部分所需的時間都要加入到凝固所需的時間中。凝固時間不會花費很久,與溫度有關,而且與加壓時間相比,凝固的速度會更快。為了縮短凝固時間,可通過加快冷卻速度的方式。

4.4加壓條件

為了保證充填效果,要注意調節(jié)加壓的速度,過快或者過慢都會影響填充效果和鑄件質量。具體來講,速度慢,就會引發(fā)熔湯流動性較差的問題;速度過快,產品會受到氣體的干擾,形成質量缺陷。因此,調節(jié)加壓的速度勢在必行。由于流速會受到流路形狀差異的影響,所以需要根據實際情況進行速度的控制。

5、結束語

綜上所述,低壓鑄造技術具有很大的優(yōu)勢,是鋁合金鑄件的主流鑄造技術。與其他鑄造方法相比,該技術的使用范圍廣泛,鑄件質量高,精度高,性能好,自動化程度高。低壓鑄造技術自問世至今已經有百年歷史,其正在以更好的發(fā)展態(tài)勢影響著合金鑄造行業(yè)。

參考文獻:

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關鍵詞: 低壓鑄造

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