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    對壓鑄件表面缺陷的產生原因和防止措施


    磨屑的收集與除雜金屬磨屑有輕微氧化現象,應注意防水、防潮、防止長時間堆積結塊。要定期批量收集并及時除雜。其雜質主要是砂輪磨料SiC和陶瓷結合劑。利用永磁滾筒下設置一風機(風向與帶向垂直)即可簡單分離。

      磨屑的利用方法把磨屑作為回爐料(中頻爐)使用,每次填加不超過w10%.試驗表明,對產品的化學成分和金相組織沒有影響。收得率在63%~86%.下面分別介紹3種利用方法。

      將已除雜散狀磨屑在鐵液出爐前10min撒于鐵液表面,在高溫下,金屬屑熔化。由于電磁攪拌作用,鐵液的化學成分及溫度很快趨于均勻。殘留在磨屑中的SiC,由于熔點高達2200℃,基本以固態微粒形式和其他非金屬雜質一起浮在鐵液表面形成爐渣。經計算,金屬收得率>63%.

      將已除雜磨屑裝入鋁質飲料罐中,在鐵液出爐前10min壓入鐵液下面,這樣不僅回收了鐵屑,而且還對鐵液進行了脫氧處理,使鐵液得到凈化。但應注意:(1)必須將鋁罐的上頂蓋全部取下,以免產生排氣受阻;(2)裝罐前清除罐內殘留液體或其他在高溫下會大量發氣的雜物。這種方法使金屬收得率>86%.

      將磨屑做成型塊將已除雜的磨屑用水玻璃做粘結劑制成型塊,然后自然干燥備用,型塊尺寸,見圖1.型塊組成及配比75硅鐵粉<0.106mm,其作用是與水玻璃的水解產物NaOH發生反應放出熱量而產生硬化。

      混碾工藝:磨屑+硅鐵粉干混+水玻璃+水濕混型塊的入爐時間確定在加入廢鋼之后,將型塊架在廢鋼上部,預熱烘烤。切勿直接投入鐵液中,以免發生鐵液飛濺造成傷人事故。

      隨著溫度的上升,型塊中的自由水和粘結劑凝膠網絡中的結合水及析出物,不斷以氣態揮發,在600℃~700℃時型塊強度most高,超過700℃時型塊呈塑性狀態,其強度開始下降,到1200℃時,變形率大大超出其膨脹率,型塊因自重而發生蠕變、塌陷。直到沉入鐵液溶化,非金屬雜質浮在鐵液表面,形成爐渣。這種方法比前2種較復雜些,金屬收得率>82%.

      對金屬磨屑的利用,一般廠家對此忽略了,但它投入小,收益大。如我廠在技改前年產5000t成品球,磨屑以80%的收得率,按5000元/t的most低售價計算,可增加收入64萬元。

      氣缸壓鑄工藝盧功輝(中國人民解放軍第3611工廠技術中心鑄造所,湖北襄樊441002)壓鑄約有80%的廢品是由表面缺陷造成的,表面缺陷包括流痕、花紋、冷隔、網狀毛刺、印痕、縮陷、分層等。流痕、花紋、冷隔缺陷占表面缺陷的70%以上。在各種壓鑄條件下,多數文獻對鑄件孔隙率、力學性能的影響分析較為全面,而對表面品質的分析卻不太多見。

      我廠開發25Z33-04010型15t柴油車氣缸,原為砂型重力鑄造。原工藝出品率低、生產率低、成本高、表面品質差,不能滿足大批量生產和產品表面品質的要求。根據該產品技術要求及其使用特點,在開發該產品時大膽采用了壓鑄工藝,取得了成功,獲得了良好《鑄造技術》6/2002經驗交流的經濟效益。本文結合該產品開發中所特有的表面缺陷,對該產品具體工藝參數的設計及對壓鑄件表面缺陷的產生原因和防止措施作以介紹。

      產品技術要求及材料工藝性能氣缸材料牌號采用航空標準ZL102Y/HB5012-≤2.0%,Al、Si為基本成分,其余為雜質。力學性能要求:抗拉強度σHB≥60.其他技術要求:試水壓0.8MPa,兩分鐘無晶成分合金,具有良好的流動性、抗熱裂性(677℃無裂紋)、氣密性(16.8MPa壓力下試壓裂而不漏),適應于澆注大型薄壁復雜件的壓力鑄造,其成分在正常的生產條件下嚴格控制也不是很困難。從產品技術要求看,只要工藝合理,鑄件組織致密,試水壓0.8MPa,顯然不是問題,機械性能在正常的工藝條件下也比較容易達到。該件的關鍵在于成形與表面品質。

      工藝設計、試制結果分析及防止措施2.1工藝設計已知鑄件投影面積A:295mm每模,質量固相線-液相線T:577℃~600℃。一般鑄件體積為、質量為0.3kg以下時為小鑄件,體積為中小型鑄件。從生產實例知,對于小型鑄件只要澆注位置和導流方式合理,其他的設計內容比較容易滿足所需條件,大件的各項設計內容則必須嚴格。從質量和體積看,該件屬中型、厚壁鑄件,因此澆注位置、導流方式和內澆口截面積設計應引起足夠的重視。氣缸結構,見圖1.鑄件結構已經決定了分型位置和分型的方式―――必須在法蘭面,并且澆口也必須開在法蘭面上。該件法蘭面有1個深為2.4mm深的淺槽。根據經驗可知,如果將澆口直接開設在法蘭面上,雖然模具結構簡化了,但鋁液噴射在該位置會產生飛濺,并可能卷裹氣體,所以內澆口開設位置必須高于該淺槽。

      試制設備:J1125S型250t臥式冷室壓鑄機。

      澆注工藝參數根據變質劑、除氣劑對工藝的要求,取變質溫度:的澆注溫度降低材料的力學性能,加速模具的疲勞龜裂紋,工藝中取680℃~700℃。預熱模具可以避免模具對金屬液的激冷作用,同時可以減小壓鑄模的疲勞應力。過高,則鑄件孔隙率上升、力學性能下降,工2.3前期試制結果鑄件整個表面布滿流紋、冷隔缺陷,個別鑄件表面有平滑的凹坑和分層現象。

      各類表面缺陷產生的原因分析及其防止措施流痕、花紋類鑄造缺陷特征,與金屬流動方向一致的弧形條紋,有明顯可見的與金屬基體顏色不一樣的無方向、無發展的趨勢紋路。

      流紋類缺陷防止措施:首先要注意工藝設計參數及壓鑄機工藝參數,使內澆道速度、填充流量及壓力滿足充填要求。其次注意內澆道位置、大小和導流方式以及排氣、溢流位置等。另外鑄造條件要合適,特別是鑄造花紋要注意提高壓鑄型溫度和澆注溫度,涂料選用適當用量,過量的涂料會使表面流紋加劇。

      冷隔類鑄造缺陷特征,具有明顯的不規則的非穿透性(個別鑄件也可能存在穿透性的)的下陷紋路,形狀細小而狹長,目測或放大5倍左右時,觀察交接邊緣光滑。

      冷隔類缺陷基本產生原因為兩股金屬流相互夾雜存在,其間結合力極弱。一般合金成分不正確,流動性差充型能力不夠,容易導致冷隔缺陷,但該產品選用流動性極好的共晶成分合金ZL102Y/HB5012-86,因此只要熔煉成分配比正確,該因素顯然不是主要原因。

      其次澆注系統設計不合理,內澆道位置不當或流路過長導致金屬液充型阻力過大或充型能力不夠也容易導致冷隔。該產品開始工藝設計內澆口沿中線對分,在偏心開設,如圖3所示,一部分充型金屬液能夠直接進入法蘭面較深的型腔,降低了充型阻力,解決了該件存在的冷隔缺陷。另外澆注溫度或鑄型溫度過低時,分流金屬液相遇后不能很好的熔合導致冷隔是一般試制工藝中常見的原因。本工藝試驗中,模溫升高至100℃,提高澆注溫度至700℃冷隔缺陷有明顯地減少。

      冷隔防止措施,注意內澆道位置、方向及大小,改善充填及排氣條件。適當提高澆注溫度和鑄型溫度,對局部溫度過低處應加熱,少用涂料。正確選用合金,提高流動性。

      防止措施,增加壓鑄型剛度,緊固壓鑄型各部件,《鑄造技術》6/2002經驗交流使壓鑄型穩定,或改用大噸位壓鑄機。曲柄式合模結構還應注意合模曲柄必須在合模死點位置時壓射。壓射室壓射活塞必須定期修配,調整壓射頭與壓室的間隙,使之配合良好。表面品質缺陷的其他類型如:拉傷、粘附物、鑄模龜裂紋、金屬液沖蝕麻點等,缺陷現象比較直觀,原因比較明顯。

      結束語嚴格的分析計算,依據其分析結果制定科學的防止措施,是成功解決試制開發產品中存在缺陷的重要手段。

      壓力鑄造是金屬液在高壓、高速下充型,填充條件是由壓力、速度、時間、溫度、排氣條件等因素組成。澆注系統、澆注設備、操作工藝3者的有機結合對壓力的傳遞、填充速度、填充時間、凝固時間、型腔溫度、金屬流溫度以及排氣條件等方面有著密切的關系。正確處理好3者之間的工藝關系就能解決好具體的工藝問題。


    【上一個】 鎂合金允許鑄件壁厚最小達到鋁合金的壓鑄性能也要在壁厚以上時才能與鎂合金相比 【下一個】 快速造型技術正在由快速原型制造向快速模具及金屬零部件制造方向發展

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