華金擠壓鑄造蝸輪

1、擠壓鑄造擠壓鑄造ZA27鋅合金蝸輪鋅合金蝸輪廣東華金合金材料實(shí)業(yè)有限公司廣東華金合金材料實(shí)業(yè)有限公司朱權(quán)利朱權(quán)利 擠壓鑄造是對(duì)定量澆入鑄擠壓鑄造是對(duì)定量澆入鑄型型腔中的液態(tài)金屬施加較大型型腔中的液態(tài)金屬施加較大的機(jī)械壓力，使其成形、結(jié)晶的機(jī)械壓力，使其成形、結(jié)晶凝固而獲得零件毛坯的一種工凝固而獲得零件毛坯的一種工藝方法藝方法。一、擠壓鑄造概述一、擠壓鑄造概述柱塞加壓凝固法1-金屬型 2-柱塞 3-液態(tài)金屬 4-底板沖頭直接擠壓法1-金屬型 2-沖頭 3-液態(tài)金屬?zèng)_頭間接擠壓法1-上型 2-下型 3-沖頭 4-液態(tài)金屬 5-型腔按加壓方式不同， 擠壓鑄造的工藝過(guò)程擠壓鑄造的工藝過(guò)程 1.鑄型準(zhǔn)備

2、鑄型準(zhǔn)備2.澆注澆注 3.合型加壓合型加壓 4.開(kāi)型、取鑄件開(kāi)型、取鑄件帶傾轉(zhuǎn)式壓射筒擠壓鑄造機(jī)1-上型 2-下型 3-連桿 4-加壓缸5-壓射筒 6-定量勺 7-擠壓沖頭 8-制品采用電磁泵輸液固定式壓射筒擠壓鑄造機(jī)1-固定式壓射筒 2-金屬型 3-電磁泵 4-熔化爐 5-輸液管 擠壓鑄造的特點(diǎn)擠壓鑄造的特點(diǎn)1.無(wú)需澆冒系統(tǒng)，金屬液直接澆入型腔，無(wú)需澆冒系統(tǒng)，金屬液直接澆入型腔，金屬的金屬的利用率較高，并且利用率較高，并且吸氣少，鑄件可進(jìn)行熱處理。吸氣少，鑄件可進(jìn)行熱處理。2.金屬液始終在壓力作用下充型、結(jié)晶凝固，補(bǔ)金屬液始終在壓力作用下充型、結(jié)晶凝固，補(bǔ)縮效果好，晶粒較細(xì)，組織致密、均勻。

3、縮效果好，晶粒較細(xì)，組織致密、均勻。3.其力學(xué)性能接近鍛件，且各向性能均勻。其力學(xué)性能接近鍛件，且各向性能均勻。4.尺寸精度高，表面粗糙度低，加工余量小，成尺寸精度高，表面粗糙度低，加工余量小，成本便宜。本便宜。二、華金擠壓鑄造v擠壓鑄造設(shè)備v華金擠壓鑄造鋅合金蝸輪鑄造ZA27蝸輪v蝸輪一般采用錫青銅，但錫資源稀少及價(jià)格昂貴，使得錫青銅主要用于非常重要的蝸桿傳動(dòng)中。 ZA27鋅合金由于具有良好的鑄造性能、力學(xué)性能、摩擦磨損性能、加工性能及低廉的成本等優(yōu)勢(shì)，已作為耐磨材料被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)的較多領(lǐng)域，并部分代替青銅、黃銅等結(jié)構(gòu)材料。v但鋅合金結(jié)晶溫度范圍寬(ZA27：381487)7,8，呈糊

4、狀凝固， 而糊狀凝固獲得的蝸輪，一般會(huì)在其內(nèi)部產(chǎn)生諸如縮孔、縮松等缺陷，導(dǎo)致蝸輪力學(xué)性能和耐點(diǎn)蝕等性能的降低，甚至使得電梯曳引機(jī)在使用過(guò)程中較早地發(fā)生失效，并有引發(fā)安全事故的隱患。擠壓鑄造ZA27的組織性能v金相組織對(duì)比金屬型重力鑄造 擠壓鑄造 金屬型重力鑄造、擠壓鑄造制備 (ZA27)蝸輪的顯微組織分別如如上圖所示，金屬型重力鑄造制備的蝸輪晶粒粗大，易產(chǎn)生縮松；而在擠壓鑄造工藝下，樹(shù)枝晶明顯破碎，呈細(xì)小的等軸晶，無(wú)明顯縮松缺陷。拉伸斷口掃描照片擠壓鑄造的拉伸斷口重力鑄造的拉伸斷口不同鑄造工藝下蝸輪材料的針孔 擠壓鑄造 重力鑄造 v金屬型鑄造鋅合金蝸輪針孔度較多，且集中在蝸輪厚度過(guò)渡的部位，局

5、部針孔度為4-5級(jí)，其余部分為2級(jí)。擠壓鑄造技術(shù)制備的鋅合金蝸輪，整個(gè)表面幾乎沒(méi)有發(fā)現(xiàn)針孔的存在，可判定針孔度為1級(jí)。v針孔或縮松減小了構(gòu)件的實(shí)際受力面積，而且有可能成為裂紋源，并破壞了材料的連續(xù)性，降低了鑄件的強(qiáng)度和塑性，同時(shí)針孔還影響材料的耐點(diǎn)蝕性能。故針孔度等級(jí)越低，材料的機(jī)械性能和耐腐蝕性能越好。 ZA27力學(xué)性能對(duì)比位置1 位置2 位置3 拉伸試棒取樣部位 力學(xué)性能拉伸試棒 vZA27擠壓鑄造蝸輪力學(xué)性能v重力鑄造抗拉強(qiáng)度250-400 MPa ，伸長(zhǎng)率 2-6 %v擠壓鑄造抗拉強(qiáng)度 350-450 MPa ，伸長(zhǎng)率 8-18%v擠壓鑄造+合金化+熱處理抗拉強(qiáng)度450-520 MPa

6、 ， 伸長(zhǎng)率3-10 %擠壓鑄造ZA27合金高溫力學(xué)性能擠壓鑄造ZA27耐磨性能v磨損體積隨加載力的變化曲線 801001201401601802002202402600510152025303540VS(10-3mm3)Load(N) ZA27擠壓鑄造蝸輪本體 KK青銅重力鑄造蝸輪本體 ZA27重力鑄造蝸輪本體磨損體積隨加載力的變化曲線擠壓鑄造ZA27耐點(diǎn)蝕性能 v鋅合金蝸輪的耐點(diǎn)蝕性能如下面圖片所示的電梯曳引機(jī)中進(jìn)行，載重2000kg（試驗(yàn)加大曳引輪直徑），提升高度71m，電梯速度0.5m/s，曳引比為2:1，平衡系數(shù)為0.45，運(yùn)行時(shí)間為300h，曳引機(jī)表面平衡溫度為90100。測(cè)試結(jié)果

7、分別如后面圖片所示。測(cè)試用曳引機(jī) 擠壓鑄造重力鑄造點(diǎn)蝕對(duì)比金屬型重力鑄造100小時(shí) 擠壓鑄造 300小時(shí)分析討論v在蝸桿傳動(dòng)中，由于材料和結(jié)構(gòu)上的原因，蝸桿的強(qiáng)度總是高于蝸輪輪齒的強(qiáng)度，所以失效常發(fā)生在蝸輪輪齒上。由于蝸桿傳動(dòng)中，齒面間相對(duì)滑動(dòng)速度較大，故蝸輪常以疲勞磨損失效。疲勞磨損也叫接觸疲勞，其表現(xiàn)形式主要有點(diǎn)蝕、剝落和剝層等，它是指當(dāng)兩個(gè)接觸體相對(duì)滾動(dòng)或滑動(dòng)時(shí)，在接觸區(qū)形成的循環(huán)應(yīng)力超過(guò)材料的疲勞強(qiáng)度的情況下，表面層將引發(fā)裂紋，并逐步擴(kuò)展，最后使裂紋以上的材料斷裂剝落下來(lái)的磨損過(guò)程。v發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕的實(shí)物照片 蝸輪齒面在長(zhǎng)期應(yīng)力作用下，從合金表面薄弱部位（疏松、夾渣、氣孔、針孔、偏析等）萌生點(diǎn)蝕裂紋，而后向內(nèi)傾斜擴(kuò)展，最后二次裂紋折向表面，裂紋以上的材料折斷脫落下來(lái)即形成點(diǎn)蝕。結(jié)論v相比重力鑄造，采用擠壓鑄造制備ZA27合金蝸輪，可減少或消除蝸輪實(shí)體的縮孔、疏松、針孔缺陷，減輕偏析，細(xì)化