如何避免翻砂浇铸铝铸件出现缺陷?-泊头市顺平模具制造有限公司
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如何避免翻砂浇铸铝铸件出现缺陷?

2019-12-25 11:03:53

翻砂浇铸铝铸件压铸过程中,液态金属在高压高速条件下填充型腔,液态金属流体易出现紊流现象导致在压铸过程中铸件易产生由气体和氧化膜卷入形成的孔洞缺陷,而孔洞对压铸铝件的力学性能尤其是疲劳性能有着影响。对压铸孔洞与力学性能之间的关系进行了许多。由气体卷入引起的孔洞对铸件拉伸性能的影响,提出压铸铝件满足性能要求的孔隙率与较大孔洞尺寸;孔洞形状、尺寸、位置及孔洞之间的距离对AZglD镁合金压铸铝件应力集中的影响,指出孔洞的尺寸越大,形状越复杂,其引起的应力集中愈大;随着壁厚增加压铸镁合金的孔隙率减少,晶粒变大,强度降低但伸长率升高;含孔洞压铸铝件断裂的主要影响因素是断面处的孔洞百分比,进一步说,具有较低孔隙率的试样也可能由于孔洞偏聚造成薄弱部位起先断裂。结合铸造孔洞预测与力学有限元分析,模拟了考虑孔洞的试样拉伸行为并计算出其伸长率,与实验较为吻合,提供了一种铸件从设计到生产的优化方法。

由于翻砂浇铸铝铸件具有精度高、外表光洁、质量轻等特点,因而在汽车生产中了广泛应用。自1905在诞生一台应用于工程零部件生产的压铸机以来,压铸技术取得的发展。压铸工艺过程的不稳定性因素比较复杂,压铸机的动态特性以及液压油粘性的变化,能量损耗等导致生产过程的不确定性增加。过程控制的优劣取决于各个参数如压力,增压时间,压射速度,二速起动点的调节,模温,合金温度,涂料的控制程度及合金的精练与除气处理。

如何避免翻砂浇铸铝铸件出现缺陷?

1、对于网格类和隔板较多的翻砂浇铸铝铸件,要避免产生浇不足的缺陷,除了要将内浇口对准网格或隔板的走向外,铸件本身的排气也是十分重要的工艺要素。

2、组芯造型时,应把握好以下四方面,砂芯放置的稳定性;砂芯定位的准确性;组芯造型的可操作性;组芯与其他工艺要素的互容性。组型造型时,应在组型砂块外进行围砂,以防产生漏箱。

3、对于通身壁厚较薄的环形或框形铸件,当浇注系统设置在铸件部位时,直浇口与横浇道圈之间的浇道做成折线形式,以防收缩时产生拉应力使铸件产生变形与裂纹。

4、砂型铸造时,对于尺寸过大而无适用砂箱的铸件以及对于不止一个面有较复杂腔室的铸件,采用组型和组芯造型的方法能取得较好的效果。

5、对于翻砂浇铸铝铸件中局部很厚的部位,在其上设置冒口要十分慎重,以防在原有热节的基础上再形成工艺热节,在局部很厚的部位,配用冷铁的效果往往要好于单用冒口的效果。

翻砂浇铸铝铸件由于存在孔洞等铸造缺陷,不仅加速了疲劳裂纹的萌生,还减少了疲劳裂纹扩展的时间,导致压铸铝件的疲劳寿命较短。有指出,疲劳性能和缺陷的尺寸大小直接相关。铸件的疲劳性能与缺陷的分布位置有关,取自板状铸件近表面且远离浇道口处的试样疲劳性能较好,相反板状铸件部位靠近浇道口处的试样疲劳性能差,但压铸铝件的疲劳性能和壁厚关系仍有待进一步观察。铸件中靠近表面的孔洞可以直接充当疲劳裂纹萌生的缺口,并且减少了疲劳裂纹的扩展时间。一般来说,铸件中的孔洞尺寸越大越靠近表面,应力集中就越强烈,疲劳裂纹容易萌生于这些部位。影响压铸铝件疲劳性能主要的因素是孔洞缺陷(尺寸大小、形状和位置分布等),疲劳断裂试样90%以上都是在孔洞处萌生裂纹。通过对疲劳断口的sEM观察判定疲劳裂纹的萌生区域,再利用图像分析软件对疲劳源处的缺陷特征做定量处理,说明了临近表面处孔洞尺寸的增加会缩短疲劳寿命。