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鋁鑄件的澆鑄工藝特性 |
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鋁鑄件使用性能,一般解讀為在充滿(mǎn)鑄型、結(jié)晶和制冷過(guò)程中表現(xiàn)比較顯著的這些特性綜合。流通性、收縮性、密封性、鑄造應(yīng)力、呼吸性。鋁合金這些特點(diǎn)取決于合金成分,卻也與鍛造要素、合金加溫溫度、鑄型的復(fù)雜性、澆冒口系統(tǒng)、澆口形狀等相關(guān)。 1、流通性 流通性是指合金液態(tài)充填鑄型能力。流動(dòng)性的尺寸決定合金能否鍛造繁雜的鑄件。在鋁合金一共晶合金的流通性較好。 影響流通性的因素很多,通常是成份、溫度及其合金液態(tài)上存在氫氧化物、金屬化合物及其它污染物的固相顆粒,但外在的壓根要素為澆筑溫度及澆注壓力(俗稱(chēng)澆筑拉力)高低。 具體生產(chǎn)中,在合金已確定的情形下,除了加強(qiáng)冶煉工藝(精練與排渣)外,也必須改進(jìn)鑄型工藝性(砂模透氣性、金屬型模具排氣及溫度),并在不影響鑄件品質(zhì)的前提下提升澆筑溫度,確保合金的流通性。 2、收縮性 收縮性是鑄造鋁合金的主要特點(diǎn)之一。一般講,合金從液態(tài)澆筑到凝固,直到冷到室溫,共分為三個(gè)階段,分別是液體收縮、凝固收縮和固體收縮。合金的收縮性對(duì)鑄件品質(zhì)有關(guān)鍵性的影響,它影響著鑄件的縮孔尺寸、應(yīng)力的產(chǎn)生、裂痕的形成及規(guī)格的轉(zhuǎn)變。一般鑄件收縮又分為體收縮和線收縮,在具體生產(chǎn)中一般運(yùn)用線收縮去衡量合金的收縮性。 鋁合金收縮尺寸,一般以百分比來(lái)表示,稱(chēng)為收縮率。 (1)體收縮體收縮包含液態(tài)收縮與凝固收縮。 鍛造合金液從澆筑到凝固,在較后凝固的區(qū)域會(huì)有宏觀或顯微收縮,這類(lèi)因收縮引起的宏觀縮孔肉眼可見(jiàn),并分成集中縮孔和滲透性縮孔。集中縮孔的直徑大且集中,并分布于鑄件頂端或截面厚大的熱節(jié)處。滲透性縮孔外貌分散而細(xì)微,大部分分布于鑄件軸心和熱節(jié)位置。顯微縮孔人眼無(wú)法見(jiàn)到,顯微縮孔大部分分布于晶界下或樹(shù)枝晶的枝晶間。 縮孔、松散是鑄件的重要缺點(diǎn)之一,形成的原因是液體收縮超過(guò)固體收縮。生產(chǎn)中發(fā)覺(jué),鑄造鋁合金凝固范疇越低,越易產(chǎn)生集中縮孔,凝固范疇越寬,越易產(chǎn)生滲透性縮孔,因此,在設(shè)計(jì)里務(wù)必使鑄造鋁合金符合順序凝固原則,即鑄件在液體到凝固階段的體收縮應(yīng)獲得合金液的補(bǔ)充,是縮孔和松散集中在鑄件外界冒嘴中。對(duì)易出現(xiàn)分散松散的鋁合金鑄件,冒口設(shè)定數(shù)量比集中縮孔需多,并在易出現(xiàn)松散處設(shè)定冷鐵,增加部分冷卻速度,使之同時(shí)或迅速凝固。 (2)線收縮線收縮尺寸將直接關(guān)系鑄件的品質(zhì)。線收縮越多,鋁鑄件產(chǎn)生裂紋與應(yīng)力的趨于也越大;冷后鑄件規(guī)格及形狀轉(zhuǎn)變也越大。 針對(duì)不同的鑄造鋁合金有不同的鍛造收縮率,即便同一合金,鑄件不同,收縮率也不同,在同一鑄件上,其長(zhǎng)、寬、強(qiáng)的收縮率也不同。應(yīng)依據(jù)實(shí)際情況判斷。 3、熱裂性 鋁鑄件熱裂紋的形成,主要是由于鑄件收縮應(yīng)力超過(guò)金屬晶粒間的結(jié)合性,大多沿晶界產(chǎn)生從裂痕斷口觀查可見(jiàn)裂痕處金屬往往被氧化,喪失金屬質(zhì)感。裂痕沿晶界延伸,形狀呈鋸齒狀,表層較寬,內(nèi)部較窄,有的則透過(guò)整個(gè)鑄件的端面。 不同鋁合金鑄件產(chǎn)生裂紋的傾向也不同,這是因?yàn)殇X鑄合金凝固過(guò)程中開(kāi)始產(chǎn)生完備的結(jié)晶框架的溫度與凝固溫度之差越多,合金收縮率越多,產(chǎn)生熱裂紋傾向也越大,即便同一種合金也因鑄型的阻力、鑄件的構(gòu)造、澆注工藝等因素產(chǎn)生熱裂紋傾向也不同。生產(chǎn)中常選用退讓性鑄型,或改善鋁鑄合金的澆注系統(tǒng)等舉措,使鋁鑄件防止產(chǎn)生裂紋。一般采用熱裂環(huán)法檢驗(yàn)鋁鑄件熱裂紋。 4.密封性 鋁鑄合金密封性是指腔身型鋁鑄件在高壓氣體或液態(tài)的影響下不漏水水平,密封性事實(shí)上表征了鑄件內(nèi)部組織致密與純凈的水平。 鋁鑄合金的密封性與合金的特性相關(guān),合金凝固范疇越低,產(chǎn)生松散傾向也越低,同時(shí)產(chǎn)生析出性氣孔越低,則合金的密封性越大。同一種鋁鑄合金的密封性?xún)?yōu)劣,還和鑄造工藝相關(guān),如減少鋁鑄合金澆筑溫度、擺放冷鐵以加速冷卻速度以及在壓力下凝固結(jié)晶等,均可使鋁鑄件的密封性提升。還可用浸滲法阻塞泄漏間隙來(lái)提升鑄件的密封性。 |
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