《低壓鑄造法的指導(dǎo)手冊(cè) 》.doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除低壓鑄造法的指導(dǎo)手冊(cè)1、低壓鑄造用合金 1）鋁合金鑄造合金（JIS H 5202） 參照后附表格 2）不純物的影響、機(jī)械性質(zhì) 硅：硅可以使鋁合金流動(dòng)良好，并能減少縮孔改善耐壓性。另外可以 改善焊接性，減小熱膨脹系數(shù)，大量添加雖能提高耐磨性，但切 削性會(huì)變差。 銅：銅可以改善鋁合金的機(jī)械性質(zhì)和切削性，但是耐腐蝕性和熔湯流 動(dòng)性變差，引起熱間斷裂。 鐵：少量的鐵可以減少鋁合金的縮孔、使結(jié)晶細(xì)微化，但是機(jī)械性質(zhì) 普遍降低。特別是合金中硅的含量超過5%以上時(shí)會(huì)產(chǎn)生三元化合 物，組織變粗變脆。 錳：錳對(duì)鋁合金的結(jié)晶細(xì)微化和防止縮孔都有效果，但其添加量要根 據(jù)合金中鐵的含量來變化，否則會(huì)產(chǎn)生粗大的初晶、機(jī)械性能顯 著下降。 鎂：鎂可以改善鋁合金的機(jī)械性質(zhì)和切削性，但是熔湯流動(dòng)性和耐壓 性變差，熱間斷裂也顯著增加。對(duì)于含硅的合金而言，隨著Mg2Si 的析出硬化可以改善機(jī)械性質(zhì)。另外含鎂8%以上的合金熱處理后 可以改善機(jī)械性質(zhì)。 鎳：鎳可以改善鋁合金高溫中的機(jī)械性質(zhì)。但是添加量超過5%以上時(shí) 鋁合金容易產(chǎn)生縮孔。 鈦：添加少量的鈦可以使鋁合金的結(jié)晶細(xì)微化、改善機(jī)械性質(zhì)。 鋅：鋅和鎂一起添加可以改善鋁合金的機(jī)械性質(zhì)，但是耐腐蝕性下降， 而且添加量過多的話容易產(chǎn)生縮孔。 鈹：鈹會(huì)先氧化，在熔湯表面生成穩(wěn)定的保護(hù)皮膜，因此可以防止Al-Mg 系列合金熔解時(shí)的氧化，阻止生成沉淀物，改善機(jī)械性質(zhì)和熔湯流 動(dòng)性。2、地金配合 1）添加元素的母合金 鋁-銅母合金：鋁和銅的比率是5050或6733。 鋁-硅母合金：JIS H 2211的C3A以及鋁和硅的比率是8020或74 26。 鋁-錳母合金：鋁和錳的比率是9010。 鋁-鎳母合金：鋁和鎳的比率是9010或8020。 鋁-鎂或鋁-鎂-鈹母合金：鋁和鈹?shù)谋嚷适?55或鋁、鎂和鈹?shù)谋嚷?是9055。 鋁-鈦母合金：鋁和鈦的比率是982。 2）配合計(jì)算： a = （WA +WB Y）/（WA + WB） a：目標(biāo)成分（%） WA ：熔湯重量（kg） ：熔湯重量的成分（%） WB ：添加地金重量（kg） Y：添加地金的成分（%）3、熔解作業(yè) 1）熔解方法 熔解時(shí)最需要注意的是氣體吸收和氧化。因此快速熔解時(shí)要避免過度的 溫度上升（800以下）。應(yīng)該在熔解爐充分加熱后放入材料，而且順序 是先放回爐料和碎小材料，后放新材料。但注意鎂合金要最后放。 由于鎂合金容易氧化，因此需要直接送入熔湯中。如果使用的是集中熔 解爐，那么應(yīng)該在除氣處理前添加。 2）熔湯處理作業(yè) 處理目的 用除氣處理來防止氣孔、氧化物等缺陷，為了提高3種或4種合金 的機(jī)械性質(zhì)要在澆鑄前進(jìn)行處理。當(dāng)單獨(dú)或復(fù)合添加鈦和硼時(shí)最好 進(jìn)行結(jié)晶粒微細(xì)化處理。熔湯成分（材料分析） 分光分析性能的提高使分析時(shí)間縮短，因此在爐前可以進(jìn)行分析確 認(rèn)。 熔湯溫度 73020 熔湯保溫 由于不能在快速熔解爐里進(jìn)行處理，因此在保溫爐中對(duì)高溫引起的 含氣量、氧化物的增加、結(jié)晶粒的粗大化、象鎂一樣容易氧化的合 金元素的消耗等進(jìn)行處理后保溫。 環(huán)境 熔解作業(yè)的環(huán)境比較惡劣，因此要注意煙塵、噪音、廢氣等。 3）熔湯管理 溫度管理 7205化學(xué)成分管理 最近隨著分析裝置的發(fā)展，能夠迅速并準(zhǔn)確地進(jìn)行成分分析的發(fā)光 分光分析裝置得到了普及。分析裝置本體、分析室、空調(diào)設(shè)備、試 料調(diào)整裝置、試料采樣用模具、試料切斷機(jī)等都是必要的，有相關(guān) 的管理圖等硬件、軟件是最好的。含氣量管理A、漸冷法 在充分干燥的隔熱性良好的磚材中央挖一個(gè)4080的半圓柱狀凹 孔，用熔湯充分預(yù)熱干燥后注入熔湯，檢查凝固表面。用勺子攪動(dòng) 熔湯表面數(shù)次，等出現(xiàn)新表面后在凝固之前數(shù)清浮上來的氣孔數(shù)量 來判斷除氣處理的好壞。 B、減壓凝固法 將熔湯注入保溫性能良好的容器中減壓，凝固后使用除氣處理的判 斷裝置。（減壓設(shè)定值：700mHg-670mHg）氧化物、非金屬雜質(zhì)的管理A、 用過濾器測(cè)定雜質(zhì)用金屬網(wǎng)或玻璃纖維布判斷一定面積中含有多少個(gè)雜質(zhì)。B、 雜質(zhì)觀察用肉眼或放大鏡觀察急冷凝固的平板試料的截面上有多少個(gè)雜質(zhì)。 數(shù)清一定面積的截面上有多少個(gè)雜質(zhì)來評(píng)價(jià)熔湯的清潔度。清潔度的判定等級(jí)k值清潔度的判定鑄造可否的判定A10嚴(yán)重污染的熔湯必須處理 4)熔湯運(yùn)送 應(yīng)該穩(wěn)定地移動(dòng)處理后的熔湯。4、涂模作業(yè) 1）涂模的目的 延遲注湯時(shí)熔湯溫度的下降，并作為使熔湯流動(dòng)性良好的隔熱材料使 用。 在模具表面上形成凹凸面，幫助排出模具表面殘留的氣體。 延遲模具的急冷凝固，使凝固速度接近均一狀態(tài)。 防止熔湯對(duì)模具表面的腐蝕。 防止拔模時(shí)產(chǎn)生拉傷。 2）涂模的方法 拋丸處理 模具表面的脫模劑、氧化皮膜、鋁合金等用玻璃珠、軟拋丸、鋼絲磨 光等進(jìn)行處理。 預(yù)熱溫度 把模具表面溫度均勻地預(yù)熱到22010。（最好用電爐） 噴涂 從薄小的突起部處，正對(duì)表面盡量以90度直角并離表面20-30cm噴涂 數(shù)次（劃格子狀）。噴涂時(shí)模具表面溫度是19010。 涂模的膜厚 100-200 3）涂模的種類 目前涂模劑主要是以鎂系列、石墨系列為基礎(chǔ)的為中心。使用鎂系列 的涂模劑的目的是重視隔熱、產(chǎn)品表面和模具壽命等。使用石墨系列 則是防止吸熱、熔湯流動(dòng)不良、拉傷等。 4）模具的檢修（組裝、分解） 分解模具時(shí)仔細(xì)確認(rèn)模具的腐蝕狀況、拉傷、拔模銷的狀態(tài)，然后再 進(jìn)行作業(yè)，這是非常重要的。組裝時(shí)要清除產(chǎn)品形狀部以外的涂模劑， 注意排氣道是否堵塞，還要再滑塊等部位涂上防粘膏。 5）升液管的檢修 使用鐵升液管時(shí)要1個(gè)星期更換1次并注意防止腐蝕。要完全清除掉取 出的升液管上的鋁渣和產(chǎn)生的鋁鐵合金，然后反復(fù)涂模、干燥，讓其有 1mm左右的涂層。但要注意涂模后由于熱膨脹的不同可能要脫落。 使用陶瓷升液管時(shí)雖然沒有腐蝕的擔(dān)心，但是對(duì)于沖擊和橫向的承重很 脆弱，因此在清除氧化物時(shí)要小心。5、鑄造作業(yè) 1）低壓鑄造法的原理 用0.3-1.0cm2的低壓氣體對(duì)密閉在容器里的熔湯表面施壓，熔湯通過浸 在熔湯里的升液管向裝在升液管上方的鑄模里注湯，熔湯在鑄模里凝固 后，施加在熔湯表面的壓力卸壓，升液管里的熔湯返回容器后從鑄模中 取出鑄件。 最低的熔湯從離澆口遠(yuǎn)的地方開始充填，越靠近澆口熔湯溫度越高，澆 口部分的溫度最高。冒口部分溫度高作為生產(chǎn)良好鑄件的條件是指向性 凝固的關(guān)鍵之處。 2）低壓鑄造的鑄造條件設(shè)定 熔湯溫度 熔湯溫度的基準(zhǔn)是使用合金熔點(diǎn)溫度+100度，但壁厚的鑄件稍低一 點(diǎn)，壁薄或形狀復(fù)雜的鑄件應(yīng)稍高一些。 模具溫度 大致范圍是300-400，澆口附近在450以上。如果充填性好的話， 模具溫度保持盡量低的溫度能得到良好的鑄件。但是鑄造條件一定的 話，在模具設(shè)計(jì)階段模具溫度就大致決定下來了。 局部的溫度調(diào)整可以通過加熱器或冷卻（水冷、噴霧、空氣）來進(jìn)行 補(bǔ)充調(diào)整。 加壓壓力 熔湯表面到鑄模產(chǎn)品部位最高處的壓力+0.05kg/cm2 加壓時(shí)間 150-210sec。有時(shí)根據(jù)模具的預(yù)熱、熔湯溫度和工作時(shí)的條件情況等 會(huì)長(zhǎng)一點(diǎn)。6、低壓鑄造的知識(shí) 1）模具的預(yù)熱 用加熱器或盡量低溫的燃燒器對(duì)模具進(jìn)行升溫是非常重要的。與鑄造條 件一樣按照下模溫度高、滑塊溫度、上模溫度較低的順序進(jìn)行升溫。 高溫加熱會(huì)使模具壽命縮短、造成涂模的劣化，而且還會(huì)誘發(fā)因升溫不 穩(wěn)造成的鑄造缺陷。 2）鑄造條件的設(shè)定 熔湯溫度（700） 模具溫度 上模溫度：330-380 滑塊溫度：350-400 下模溫度：380-430 澆口溫度：430-480 加壓壓力與加壓時(shí)間 到澆口處： 0.15kg/cm20.03kg/cm2 3sec 到產(chǎn)品上部：0.05kg/cm20.02kg/cm2 10sec3sec 冒口壓力： 0.05kg/cm20.02kg/cm2 5sec2sec 保持壓力： 保持冒口壓力 180sec30sec 3）作業(yè)順序 上一模的產(chǎn)品確認(rèn)裝過濾器吹氣循環(huán)開始（加壓充填、冷卻、 取產(chǎn)品） 4）鑄造不良及對(duì)策 縮孔 由指向性凝固的破裂、不良元素（特別是Fe）等引起，需要重新修 改方案、確認(rèn)加壓時(shí)間，關(guān)于不良元素要檢查合金的成分，并防止 從設(shè)備中混入不良元素。 熔湯流動(dòng)不良 引起熔湯流動(dòng)不良的原因有熔湯溫度、加壓速度、模具溫度、模具 不良、排氣道堵塞、鑄造方案不適合等。需要確認(rèn)各種鑄造條件并 修改。 拉傷、粘模 由拔模斜度不夠、涂模層太薄、模具整備不良等引起。要從增加拔 模斜度、改善涂模耐久性、模具維護(hù)保養(yǎng)等方面進(jìn)行改善。 過熱 原因是熔湯溫度、循環(huán)時(shí)間、涂模層太薄等，常常發(fā)生在澆口附近， 在設(shè)定時(shí)間內(nèi)沒有得到完好的凝固。需要進(jìn)行強(qiáng)制冷卻、修補(bǔ)涂模 層、修改鑄造條件等。7、低壓鑄造法的特點(diǎn) 1）低壓鑄造法的優(yōu)勢(shì) 鑄造材料利用率很高 采用沒有冒口、澆道的澆口，可以大幅度減少材料費(fèi)和加工工時(shí)。 可以達(dá)到指向性凝固 容易達(dá)到作為良好鑄件鑄造條件的指向性凝固，減少內(nèi)部缺陷。 卷氣、雜質(zhì)少 加壓速度可以調(diào)整，也很容易設(shè)置過濾器，熔湯穩(wěn)定地進(jìn)行層流充填。 可以使用砂芯。 容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，可以多臺(tái)、多工序進(jìn)行。 作業(yè)者的熟練程度變得不太重要。 容易生產(chǎn)大型鑄件。 材料的使用范圍廣。 2）低壓鑄造法的不足 澆口方案受到制約，有時(shí)需要改變產(chǎn)品形狀。 鑄造周期長(zhǎng)，生產(chǎn)性差。 澆口附近的凝固組織粗大，機(jī)械性能不高。 必須進(jìn)行整體的嚴(yán)密的管理（溫度、壓力）。8、輪轂的模具設(shè)計(jì) 為了設(shè)計(jì)良好的鑄造方案，要促使指向性凝固，考慮澆口形狀，為了完全 排出模具內(nèi)的氣體要仔細(xì)探討排氣構(gòu)造。 1）澆口方案 澆口面積的大小是作為不引起熔湯亂流的截面積， a = G1000/tur（2gH）1/2 a = 澆口的最小面積 G = 含澆口的鑄件重量（kg） t = 到澆口之前的澆鑄時(shí)間（sec） u = 阻力系數(shù)0.3-0.4 r = 熔湯的比重（2.3-2.4） g = 重力加速度980cm/sec2 H = 從熔湯面到鑄件上部的高度cm 2）模具的分型方法與排氣 分型面要盡可能直線分型。 排氣的方向盡量設(shè)在垂直方向。 向鑄造模具內(nèi)注湯時(shí)，為了不產(chǎn)生背壓可以對(duì)模具的分型再進(jìn)行分型。 在分型時(shí)要注意產(chǎn)生飛邊的方向會(huì)使加工工時(shí)增加。 3）加工基準(zhǔn)面的設(shè)定 分割加工基準(zhǔn)面會(huì)產(chǎn)生加工的偏差，因此比較理想的是在下模分割。 4）作業(yè)性（分解、安裝） 為了更好地進(jìn)行涂模作業(yè)，要在模具的構(gòu)造上考慮方便分型的裝卸。 5）冷卻方法 冷卻方法有空氣、噴霧、水等，最近有的廠家用水對(duì)下模進(jìn)行冷卻。9、熱處理 1）熱處理時(shí)間 約8小時(shí)（固溶處理）*約6小時(shí)（時(shí)效硬化處理）AC4CH-T6 約8小時(shí)（固溶處理）*約7小時(shí)（時(shí)效硬化處理）AC4CH-T61 2）熱處理溫度 約535（固溶