铸造基础知识分享

铝金材冶铸大小准度相关制约要素解析

精华0227

  国内外对铝合金铸件领域的研究现状及发展趋势铸造铝合金是传统的金属材料,它广泛应用于航天、航空、汽车、机械等各行各业,随着现代工业及铸造技术的发展,对铸铝合金的需求越来越大。例如,20世纪80年代末到90年代初,在铸件总量停止甚至下降的时候,日本的铸件产量一直保持着年递增100%左右的高增长率。以汽车工业为例,由于要降低能耗,汽车需减重,各国广泛采用铝等有色铸件代替钢铁铸件。到2001年,小汽车总重量降低到800kg,其中铝合金零部件占到275kg,镁合金占到40kg.而汽车零部件70%为铸件,由此可知,铸铝件的研究及应用将继续得到发展。

  铸铝合金的研究一直备受关注,由于铝合金的熔点相对较低,故许多学者以其为对象研究铸造过程的机理。同时,为全面发挥铝合金的潜力,在铝合金熔炼工艺及铸造工艺上的研究较多,如:铝合金净化、变质、细化、合金化、钝化等,这些先进的工艺技术研究旨在改善铸造铝合金的工艺性,进一步提高合金的性能,生产出优质铸件,以满足人们对铸件的越来越高的要求。此外,许多特种铸造铝合金也相继研制出来。

  随着工业化进程的加快,现在铝合金铸件的发展趋势是:规模化的工业生产和良好的复杂铸件整体性能,铸件形状复杂、尺寸精密、大型薄壁整体无余量铸件将是将来一段时期内铸铝件的发展方向,与此相对应地研制若干个铸件组合成一个整体,提高铸件的整体结构性,如刚性、强度等,同时也提高了铸件的可靠性。

  近年来铸造铝合金的研究也得到了相应的发展,但其研究与应用也面临着严峻的挑战,首先,随着现代工业的飞速发展,人们对铸件的可靠性等要求越来越高,同时对合金综合性能和特种性能的要求不断提高。

  面对21世纪的挑战,如何使传统的铸造铝合金在新世纪保持继续发展的势头,如何开发研究新合金以满足各种需要,使得铸造铝合金这种传统的合金材料焕发新的光彩,是摆在我们面前的重要课题。

  影响铸件尺寸精度的因素在当今铸造行业中,铸件尺寸精度问题已经变得越来越重要了,但是由于影响铸件尺寸精度的因素非常多,总的来说,合金本身的性质、对铸造铝合金熔炼处理、原砂性能、黏结剂、浇注温度、涂料的选择等都是影响铸件尺寸精度的因素,若想方便而简捷地解决铸件尺寸精度的问题几乎是不可能的。由于铸件的尺寸精度几乎完全由铸型来保证,因此模型(母模)的设计和制造就成为关键,所以在设计时,除保证各几何尺寸准确无误外,芯头和芯座的配合要确保铸型装配时定位准确,不产生晃动。在造型时是待冷硬砂硬化到一定程度后再起模,此时砂型已具有良好的韧性,经得住起模时的敲打和振动,铸型不易产生破坏和变形。起模时砂型硬度值应在85以上,抗拉强度控制在0.14MPa左右,此外模型的转角处都应捣成圆角,以增加树脂砂强度,利于起模。另一方面,冷硬砂在硬化过程中,自由收缩率非常小,其尺寸变化量在0.1%以下,这一数值说明了型腔与模型尺寸和形状的一致性。还有一个重要的方面是利用各种检查样板,控制型腔尺寸及型芯的相对位置,尤其对结构复杂、用组芯造型的铃件更显重要。

  结语(1)根据正交试验和对比试验结果可知:尺寸精度,锆砂+呋喃+700℃;表面粗糙度,锆砂+PFPSET+720℃+涂料;综合指标,锆砂+呋喃+720℃+涂料。(2)涂料对铸件表面粗糙度有提高作用。(3)涂料能提高铸件的表面质量。

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