2. 5 因产品壁厚差过大而引起的气孔
产品形状常有壁厚差过大问题,在壁厚中心是铝液最后凝固的地方,也是最易产生气孔的部位,这种壁厚处的气孔是析出气孔和收缩气孔的混合体, 不是一般措施所能防止的。
对产品的形状在设计时就应考虑尽量减少壁厚不均匀,或过厚的问题,采取空心结构,在模具设计上应考虑增设抽芯或冷铁,或水冷,或增加模具此处的冷却速度。在压铸生产中,要注意厚度大部位的过冷量,适当降低浇注温度等。
从上述气孔的分类可知,在铝合金压铸生产中产品产生气孔的原因很多,必须找出原因对症下药才能解决问题。防止气孔的措施和途径主要有:
(1)保证铝合金熔炼的精炼除气质量,选用好的精炼剂、除气剂,减少铝液中的含气量,及时清除液面浮渣、泡子之类氧化物,防止再次带入气体进入压铸件中。
(2)选择良好的脱模剂,所选用的脱模剂应是在压铸中不产生气体的,又有良好脱模性能的。
(3)保证模具排气通畅不堵死,排气顺畅,保证模具中的气体完全排出,尤其是在铝液最后聚合处排气通道必须通畅。
(4)调整好压铸参数,充型速度不可过快,防止卷气。浇铸温度也要控制好。
(5)产品设计和模具设计中应注意抽芯和冷却的使用,尽量减少壁厚差过大。
(6)对常在固定部位出现的气孔,应从模具和设计上改善。
3.铝合金压铸技术的新发展
近年来,人们为了解决压铸件内部存在的气孔和缩孔问题,使之能生产出高强度、高致密性、可焊接、能进行热处理、可扭曲等各种性能的压铸件,在继续完善真空压铸以外又发展了挤压铸造和半固态压铸等新技术,并概括地称之为“高密度压铸法”。
3. 1 真空压铸技术
真空压铸法是将型腔中的气体抽空或部分抽空,降低型腔中的气压,以利于充型和排除合金熔体中的气体,使合金熔体在压力作用下充填型腔,并在压力下凝固而获得致密的压铸件。
3. 2 充氧压铸技术
压铸件中的气体绝大部分为N2和H2,几乎没有O2,主要原因是O2与活性金属发生反应生成了固体氧化物,这为充氧压铸技术提供了理论基础。充氧压铸是在压铸前将氧气充入型腔,取代其中的空气。当进入型腔时,一部分氧气从排气槽排出,残留的氧与金属液发生反应,生成弥散状的氧化物微粒,在铸型内形成瞬间真空,从而获得无气孔的压铸件。
3. 3 半固态压铸技术
半固态压铸是在液态金属凝固时进行搅拌,在一定冷却速度下获得约50%甚至更高固相组分的浆料,然后通过压铸使浆料成形的技术。目前,半固态压铸有两种工艺:即流变成形工艺和触变成形工艺。前者是将液态金属送入特殊设计的压射成形机筒中,由螺旋装置施加剪切使其冷却成半固态浆料,然后进行压铸。后者是将固态金属粒或碎屑送入螺旋压射成形机中,在加热和受剪切的条件下使半固态金属颗粒经压铸成形。
3. 4 挤压压铸技术
挤压压铸又称“液态金属模压”。其铸件致密性好,力学性能高,且无浇冒口。我国一些企业已将 其应用于实际生产中。挤压压铸技术具有极好的工艺优势,它不仅能替代传统的压铸、挤压铸造、低压铸造、真空压铸工艺,还能对差压铸造、连铸连锻、半固态流变铸造工艺进行兼容。专家认为,挤压压铸技术是一项前沿性的新技术,横跨多个工艺领域,内涵丰富,创新性强,极具挑战性。
3. 5 电磁泵低压铸造技术
电磁泵低压铸造是一种新崛起的低压铸造工艺,同气体式低压铸造技术相比,在加压方式方面与其完全不同。其采用非接触式的电磁力直接作用于液态金属,大大降低了由于压缩空气不纯及分压过高所带来的氧化和吸气等问题,实现了铝液的平稳输送和充型,可防止由于紊流造成的二次污染。另 外电磁泵系统完全采用计算机数字元控制,工艺执行非常准确、重复性好,使这种工艺在成品率、力学性能、表面质量和金属利用率等方面都具有明显优势。随着研究的不断深入,这项工艺也愈来愈成熟。
4.结 语
铝合金圆盘、圆筒压铸件由于其壁厚不均匀,容易产生气孔和缩气孔等压铸质量缺陷。通过不断的浇注试验,工程师可以寻求更优化的压铸工艺参数。这样既能选择合理的工艺参数,又能避免实际浇铸的成本浪费,为企业带来显著的经济效益。希望通过本课题能对实际生产有一定帮助,最终的目的是生产出合格的压铸件,满足企业实际生产的需求。从近年来的国内外压铸研究来看,随着理论研究方面工作的更加深入,尤其是计算机模拟技术的发展,使金属在填充型腔的流动形态、金属在型腔中的凝固过程、型腔内金属液体的流动压力、模具的温度、梯度、模具的变形等方面有很大的理论突破。
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