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    对压铸件表面缺陷的产生原因和防止措施


    磨屑的收集与除杂金属磨屑有轻微氧化现象,应注意防水、防潮、防止长时间堆积结块。要定期批量收集并及时除杂。其杂质主要是砂轮磨料SiC和陶瓷结合剂。利用永磁滚筒下设置一风机(风向与带向垂直)即可简单分离。

      磨屑的利用方法把磨屑作为回炉料(中频炉)使用,每次填加不超过w10%.试验表明,对产品的化学成分和金相组织没有影响。收得率在63%~86%.下面分别介绍3种利用方法。

      将已除杂散状磨屑在铁液出炉前10min撒于铁液表面,在高温下,金属屑熔化。由于电磁搅拌作用,铁液的化学成分及温度很快趋于均匀。残留在磨屑中的SiC,由于熔点高达2200℃,基本以固态微粒形式和其他非金属杂质一起浮在铁液表面形成炉渣。经计算,金属收得率>63%.

      将已除杂磨屑装入铝质饮料罐中,在铁液出炉前10min压入铁液下面,这样不仅回收了铁屑,而且还对铁液进行了脱氧处理,使铁液得到净化。但应注意:(1)必须将铝罐的上顶盖全部取下,以免产生排气受阻;(2)装罐前清除罐内残留液体或其他在高温下会大量发气的杂物。这种方法使金属收得率>86%.

      将磨屑做成型块将已除杂的磨屑用水玻璃做粘结剂制成型块,然后自然干燥备用,型块尺寸,见图1.型块组成及配比75硅铁粉<0.106mm,其作用是与水玻璃的水解产物NaOH发生反应放出热量而产生硬化。

      混碾工艺:磨屑+硅铁粉干混+水玻璃+水湿混型块的入炉时间确定在加入废钢之后,将型块架在废钢上部,预热烘烤。切勿直接投入铁液中,以免发生铁液飞溅造成伤人事故。

      随着温度的上升,型块中的自由水和粘结剂凝胶网络中的结合水及析出物,不断以气态挥发,在600℃~700℃时型块强度most高,超过700℃时型块呈塑性状态,其强度开始下降,到1200℃时,变形率大大超出其膨胀率,型块因自重而发生蠕变、塌陷。直到沉入铁液溶化,非金属杂质浮在铁液表面,形成炉渣。这种方法比前2种较复杂些,金属收得率>82%.

      对金属磨屑的利用,一般厂家对此忽略了,但它投入小,收益大。如我厂在技改前年产5000t成品球,磨屑以80%的收得率,按5000元/t的most低售价计算,可增加收入64万元。

      气缸压铸工艺卢功辉(中国人民解放军第3611工厂技术中心铸造所,湖北襄樊441002)压铸约有80%的废品是由表面缺陷造成的,表面缺陷包括流痕、花纹、冷隔、网状毛刺、印痕、缩陷、分层等。流痕、花纹、冷隔缺陷占表面缺陷的70%以上。在各种压铸条件下,多数文献对铸件孔隙率、力学性能的影响分析较为全面,而对表面品质的分析却不太多见。

      我厂开发25Z33-04010型15t柴油车气缸,原为砂型重力铸造。原工艺出品率低、生产率低、成本高、表面品质差,不能满足大批量生产和产品表面品质的要求。根据该产品技术要求及其使用特点,在开发该产品时大胆采用了压铸工艺,取得了成功,获得了良好《铸造技术》6/2002经验交流的经济效益。本文结合该产品开发中所特有的表面缺陷,对该产品具体工艺参数的设计及对压铸件表面缺陷的产生原因和防止措施作以介绍。

      产品技术要求及材料工艺性能气缸材料牌号采用航空标准ZL102Y/HB5012-≤2.0%,Al、Si为基本成分,其余为杂质。力学性能要求:抗拉强度σHB≥60.其他技术要求:试水压0.8MPa,两分钟无晶成分合金,具有良好的流动性、抗热裂性(677℃无裂纹)、气密性(16.8MPa压力下试压裂而不漏),适应于浇注大型薄壁复杂件的压力铸造,其成分在正常的生产条件下严格控制也不是很困难。从产品技术要求看,只要工艺合理,铸件组织致密,试水压0.8MPa,显然不是问题,机械性能在正常的工艺条件下也比较容易达到。该件的关键在于成形与表面品质。

      工艺设计、试制结果分析及防止措施2.1工艺设计已知铸件投影面积A:295mm每模,质量固相线-液相线T:577℃~600℃。一般铸件体积为、质量为0.3kg以下时为小铸件,体积为中小型铸件。从生产实例知,对于小型铸件只要浇注位置和导流方式合理,其他的设计内容比较容易满足所需条件,大件的各项设计内容则必须严格。从质量和体积看,该件属中型、厚壁铸件,因此浇注位置、导流方式和内浇口截面积设计应引起足够的重视。气缸结构,见图1.铸件结构已经决定了分型位置和分型的方式―――必须在法兰面,并且浇口也必须开在法兰面上。该件法兰面有1个深为2.4mm深的浅槽。根据经验可知,如果将浇口直接开设在法兰面上,虽然模具结构简化了,但铝液喷射在该位置会产生飞溅,并可能卷裹气体,所以内浇口开设位置必须高于该浅槽。

      试制设备:J1125S型250t卧式冷室压铸机。

      浇注工艺参数根据变质剂、除气剂对工艺的要求,取变质温度:的浇注温度降低材料的力学性能,加速模具的疲劳龟裂纹,工艺中取680℃~700℃。预热模具可以避免模具对金属液的激冷作用,同时可以减小压铸模的疲劳应力。过高,则铸件孔隙率上升、力学性能下降,工2.3前期试制结果铸件整个表面布满流纹、冷隔缺陷,个别铸件表面有平滑的凹坑和分层现象。

      各类表面缺陷产生的原因分析及其防止措施流痕、花纹类铸造缺陷特征,与金属流动方向一致的弧形条纹,有明显可见的与金属基体颜色不一样的无方向、无发展的趋势纹路。

      流纹类缺陷防止措施:首先要注意工艺设计参数及压铸机工艺参数,使内浇道速度、填充流量及压力满足充填要求。其次注意内浇道位置、大小和导流方式以及排气、溢流位置等。另外铸造条件要合适,特别是铸造花纹要注意提高压铸型温度和浇注温度,涂料选用适当用量,过量的涂料会使表面流纹加剧。

      冷隔类铸造缺陷特征,具有明显的不规则的非穿透性(个别铸件也可能存在穿透性的)的下陷纹路,形状细小而狭长,目测或放大5倍左右时,观察交接边缘光滑。

      冷隔类缺陷基本产生原因为两股金属流相互夹杂存在,其间结合力极弱。一般合金成分不正确,流动性差充型能力不够,容易导致冷隔缺陷,但该产品选用流动性极好的共晶成分合金ZL102Y/HB5012-86,因此只要熔炼成分配比正确,该因素显然不是主要原因。

      其次浇注系统设计不合理,内浇道位置不当或流路过长导致金属液充型阻力过大或充型能力不够也容易导致冷隔。该产品开始工艺设计内浇口沿中线对分,在偏心开设,如图3所示,一部分充型金属液能够直接进入法兰面较深的型腔,降低了充型阻力,解决了该件存在的冷隔缺陷。另外浇注温度或铸型温度过低时,分流金属液相遇后不能很好的熔合导致冷隔是一般试制工艺中常见的原因。本工艺试验中,模温升高至100℃,提高浇注温度至700℃冷隔缺陷有明显地减少。

      冷隔防止措施,注意内浇道位置、方向及大小,改善充填及排气条件。适当提高浇注温度和铸型温度,对局部温度过低处应加热,少用涂料。正确选用合金,提高流动性。

      防止措施,增加压铸型刚度,紧固压铸型各部件,《铸造技术》6/2002经验交流使压铸型稳定,或改用大吨位压铸机。曲柄式合模结构还应注意合模曲柄必须在合模死点位置时压射。压射室压射活塞必须定期修配,调整压射头与压室的间隙,使之配合良好。表面品质缺陷的其他类型如:拉伤、粘附物、铸模龟裂纹、金属液冲蚀麻点等,缺陷现象比较直观,原因比较明显。

      结束语严格的分析计算,依据其分析结果制定科学的防止措施,是成功解决试制开发产品中存在缺陷的重要手段。

      压力铸造是金属液在高压、高速下充型,填充条件是由压力、速度、时间、温度、排气条件等因素组成。浇注系统、浇注设备、操作工艺3者的有机结合对压力的传递、填充速度、填充时间、凝固时间、型腔温度、金属流温度以及排气条件等方面有着密切的关系。正确处理好3者之间的工艺关系就能解决好具体的工艺问题。


    【上一个】 镁合金允许铸件壁厚最小达到铝合金的压铸性能也要在壁厚以上时才能与镁合金相比 【下一个】 快速造型技术正在由快速原型制造向快速模具及金属零部件制造方向发展