浅谈挤压铸造

   2020-09-01 互联网黎美容17540
核心提示:    挤压铸造的实质是对定量浇人铸型型腔中的液态金属施加较大的机械压力,使其成形、结晶凝固而获得零
 

    挤压铸造的实质是对定量浇人铸型型腔中的液态金属施加较大的机械压力,使其成形、结晶凝固而获得零件毛坯的一种工艺方法。这种工艺方法也曾称为“液态金属模锻”、“液态金属冲压”、“液态金属锻造”、“冲头压力结晶”等,国际压铸学会统一定名为“squeezeeastm‘g”,根据译意,国内统称为挤压铸造。

  挤压铸造的工艺过程步骤如下:

  (1)铸型准备。清理型腔,喷刷涂料,对铸型预热(或冷却),将铸型温度控制在所需的温度范围内,并使铸型处于待浇的状态(图6.24a)。

  (2)浇注。将定量的金属液浇入铸型内(图6.24b)。

  (3)合型加压。将上下型锁紧,依靠冲头的压力使液态金属充满型腔,升压并在预定的压力下保持一定时间,使液态金属在较高的机械压力下结晶凝固。

  (4)开型、取铸件。卸压、开型,顶出铸件。

  挤压铸造的工艺形式有多种,按成形时液体金属充填的特性和受力情况,可分为柱塞挤压,直接冲头挤压,间接冲头挤压和型板挤压等四种形式。

  柱塞挤压铸造是用柱塞作为加压冲头,施压于凹型里的液体金属,保压至铸件完全凝固。加压时,液体金属基本上不产生充型运动。这种工艺方法主要适合于形状简单的厚壁铸件及铸锭。直接冲头挤压利用成形压头,在合型时把它插入液体金属中,使部分液体金属上流充填全部型腔,继续升压和保压至铸件全部凝固。加压时,液体金属进行充型运动。这种工艺方法没有浇注系统,浇入的液体金属全部成为铸件,铸件的高度取决于浇入的金属。可用于壁较薄、形状较复杂的铸件。间接冲头挤压铸造的冲头,其作用除将液态金属挤入型腔外,还通过由冲头和凹型组成的内浇道,将压力传到铸件上。由于铸件是在已合型闭锁的型腔中形成,它不受金属浇注量的影响,因而铸件尺寸精度高。但冲头不直接而只部分加压于铸件上,因此,加压效果较差,而且铸件上留有料饼及内浇道,金属利用率较低。这种工艺适合于产量较大,形状较复杂的中、小型铸件。

  型板挤压铸造是一种特殊的挤压铸造形式。其工艺过程是:向半开的楔形型腔中浇注液体金属,开动动型向静型合拢,液体金属被挤压上升并充填型腔,多余的液体金属外溢,在压力的作用下结晶凝固。这种工艺的特点是:合型时,上升的液体金属与型壁接触后结晶成一层很薄的硬壳,随着液态金属的上升,结晶层沿型壁不断生长,最后结晶硬壳中间多余的液态金属被挤出型外,两硬壳层被挤压成为整体的铸件,这种工艺方法适合于大型整体薄壁铸件。

  挤压铸造是介于铸造与锻造之间的一种新工艺方法,它兼有二者的一些优点。与压力铸造相比,其特点是:

  (1)压力铸造时,金属在高压作用下以极快的速度充填铸型,卷入气体,型腔里的空气也难全部排出,铸件中气体的含量较多,不能热处理;挤压铸造金属液直接浇入型腔中而不经过浇注系统,吸气少,铸件可进行热处理。

  (2)压力铸造时,金属液的流程长,冷却凝固快,而且浇道里的金属液比铸件先凝固,压力不可能维持到铸件结晶凝固终了,铸件得不到补缩,因此,铸件厚壁处的组织难以致密,晶粒也较粗大;挤压铸造时没有浇注系统,金属液在压力作用下充型、结晶凝固,补缩效果好,晶粒较细,组织致密、均匀。

  (3)压力铸造的模具结构复杂,加工工时多,加工费用高,金属的利用率低;挤压铸造的模具结构较简单,加工费用较低,寿命较长,金属的利用率较高。与锻造相比,挤压铸造具有如下特点:

  (1)锻件的力学性能一般比挤压铸件高,但通常存在各向异性,尤其是塑性指标在纵向与横向之间的差别很大,横向低很多,限制了锻件的应用;挤压铸件的力学性能虽稍低于锻件,但只要工艺正确,其力学性能可接近或达到锻件的水平,且各向性能均匀。

  (2)挤压铸件的成形是靠压力作用在封闭的型腔里的液态金属,使其结晶凝固而成的,而锻件是压力作用在固态金属上形成的。前者所需的压力比后者小得多,所需设备的功率比锻造小65%一75%。

  (3)挤压铸造为一次成形,生产率高,劳动强度较低,能源消耗低。

  (4)挤压铸件的尺寸精度比锻件和熔模精密铸件高,表面粗糙度相比之下也最低,加工余量小,一般为0.5—2mm,因此,所用的金属料少,成本较便宜。锻件要达到上述的尺寸精度和表面粗糙度是相当困难的。

  (5)挤压铸造适用于多种合金材料,包括铸造铝合金、锌合金、铜合金、铸铁、铸钢以及部分变形合金,而锻造的材质却很有限。

  总之,挤压铸件的尺寸精度高,表面粗糙度低,铸件的加工余量小,无需设置浇冒系统,金属的利用率高;铸件组织致密,晶粒细化,力学性能较高;可用于各种铸造合金和部分变形合金,适应性广;工艺过程较简单,节省能源及劳力,容易实现机械化和自动化,生产率高。

  挤压铸造工艺也存在一些问题,主要表现在:由于没有浇冒系统,浇注到铸型型腔的金属液中的氧化夹杂物无法排除,因此,对金属液的质量要求比普通铸造严格。目前挤压铸造设备的选型及生产尚存在一些问题,国内的挤压铸造设备大都采用各种类型的液压机或摩擦压力机,给挤压铸造生产带来不便。挤压铸造时,在大多数的情况下,定量浇注的精确性决定了铸件高度方向的尺寸精度,因此,要求定量浇注装置必须准确。挤压铸造工艺涉及到金属学、热力学和结构力学等学科,尚有大量的技术问题需要研究。例如,金属及合金在高压下的结晶凝固特点与在重力作用下不同,其熔点、状态图、热物理参数、晶核形成与长大,气体的溶解及析出,第二相的分布与形态等都将发生重大变化,它将直接影响铸件的质量。目前这方面的研究工作有待于进一步加强与发展。

 
举报 收藏 打赏 评论 0
 
更多>同类资讯
推荐图文
推荐资讯
点击排行
网站首页  |  付款方式  |  关于我们  |  联系方式  |  使用协议  |  版权隐私  |  网站地图  |  排名推广  |  广告服务  |  积分换礼  |  网站留言  |  RSS订阅  |  违规举报 营业执照  |  粤ICP备18059797号-1
×