化學(xué)鑄造鋁合金及低壓鑄造知識(shí)課件

1、鑄造鋁合金及低壓鑄造1h第1頁(yè)，共84頁(yè)。一、鋁及鋁合金的基礎(chǔ)知識(shí)二、AL-Si合金的熔煉三、 AL-Si合金的變質(zhì)和細(xì)化四、化學(xué)成分偏析五、低壓鑄造工藝介紹六、A356的熱處理七、常見(jiàn)缺陷八、培訓(xùn)效果測(cè)試2h第2頁(yè)，共84頁(yè)。一、鋁及鋁合金的基礎(chǔ)知識(shí)固態(tài)密度（20）時(shí)為.7（g/cm3）液態(tài)密度（700）時(shí)為.37 (g/cm3）鋁熔點(diǎn) 660 鋁沸點(diǎn) 2467 鋁硅共晶溫度： 577 A356固相線溫度： 555 A356液相線溫度： 615 3h第3頁(yè)，共84頁(yè)。一、鋁及鋁合金的基礎(chǔ)知識(shí)合金：是兩種或兩種以上的金屬或金屬元素與非金屬元素熔合在一起所得到的具有金屬特性的物質(zhì)。相：合金中具有

2、同一化學(xué)成份、同一聚集狀態(tài)并以界面互相分開(kāi)的各個(gè)均勻的組成部分。合金中所有的相可分為固溶體和金屬化合物兩大類。4h第4頁(yè)，共84頁(yè)。一、鋁及鋁合金的基礎(chǔ)知識(shí)亞共晶：共晶:是在低于任一種組成物金屬熔點(diǎn)的溫度下所有成分的融合。過(guò)共晶：5h第5頁(yè)，共84頁(yè)。共晶相圖的一般特征LLL+ +A+BL+BL+AABB%TL+ABB%T溶質(zhì)6h第6頁(yè)，共84頁(yè)。7h第7頁(yè)，共84頁(yè)。一、鋁及鋁合金的基礎(chǔ)知識(shí)亞共晶： Si:8-10%共晶: Si:11-13%過(guò)共晶： Si:14-26%2022/8/48h第8頁(yè)，共84頁(yè)。 鋁及鋁合金分類鋁合金熱處理強(qiáng)化變形鋁合金非熱處理強(qiáng)化變形鋁合金變形鋁合金鑄造鋁合金9

3、h第9頁(yè)，共84頁(yè)。如何區(qū)分變形鋁合金和鑄造鋁合金？狀態(tài)圖上有開(kāi)始共晶轉(zhuǎn)變發(fā)生的D點(diǎn)（最大飽和溶解度）是這兩類合金的理論分界線。根據(jù)溶質(zhì)原子有無(wú)固溶度的變化又可分為可熱處理強(qiáng)化和不可熱處理強(qiáng)化兩類，以F點(diǎn)為分界線。鋁合金的分類示意圖F10h第10頁(yè)，共84頁(yè)。11h第11頁(yè)，共84頁(yè)。鑄造鋁合金牌號(hào)變形鋁合金牌號(hào)代號(hào)： ZL 鋁合金類別 順序號(hào) 1代表Al-Si類2代表Al-Cu類3代表Al-Mg類4代表Al-Zn類第一位數(shù)是表示主要合金元素 1XXX系未合金化的純鋁（99Al）； 2XXX系以Cu為主要合金元素的時(shí)效強(qiáng)化鋁合金； 3XXX系以Mn為主要合金元素可冷加工硬化的鋁合金； 4XXX

4、系以Si為主要合金元素的鋁合金； 5XXX系以Mg為主要合金元素的可加工硬化鋁合金； 6XXX系以Mg和Si為主要合金元素可熱處理強(qiáng)化的鋁合金； 7XXX系以Zn（和Mg）為主要合金元素的時(shí)效強(qiáng)化型鋁合金。12h第12頁(yè)，共84頁(yè)。鑄 造鋁合金鋁鋅系合 金鋁鎂系合 金鋁銅系合 金鋁硅系合 金鑄造、機(jī)械性能良好高溫強(qiáng)度高（耐熱），易腐蝕強(qiáng)度、塑性高，耐腐蝕，鑄造時(shí)易氧化強(qiáng)度高，易腐蝕，價(jià)格低13h第13頁(yè)，共84頁(yè)。成分特點(diǎn)Al-SiSi：613%鑄造性能、氣密性好，線膨脹系數(shù)較小，應(yīng)用廣泛。要變質(zhì)Al-CuCu：4%耐熱性高，室溫強(qiáng)度較高，但鑄造性能較差，密度較大。要熱處理Al-MgMg：5%

5、密度最小，耐蝕性、力學(xué)性能優(yōu)良，但鑄造性能較差。合金液易氧化鑄造工藝復(fù)雜Al-ZnZn：513%較高力學(xué)性能，但耐蝕性差，密度大。最便宜14h第14頁(yè)，共84頁(yè)。 (1) 凡成分位于D 點(diǎn)以左的合金，由于在室溫或高溫下可獲得以鋁為基的固溶體單相區(qū)，因而具有良好的塑性，可承受各類壓力加工。對(duì)于需經(jīng)軋制或擠壓成形的板材、管材或棒材等，均可選用該成分范圍內(nèi)的合金，故稱之為形變鋁合金。 (2) 凡成分大于D 點(diǎn)成分的合金，由于有共晶組織存在，其流動(dòng)性較好，且高溫強(qiáng)度也較高，可以防止熱裂現(xiàn)象，故適合于鑄造，稱之為鑄造鋁合金。15h第15頁(yè)，共84頁(yè)。鋁硅二元相圖（狀態(tài)圖）：共晶溫度為577，共晶點(diǎn)的硅含

6、量為12.6，共晶溫度時(shí)硅的溶解度最大，可達(dá)1.65，在室溫只有0.05%16h第16頁(yè)，共84頁(yè)。356A356.0A356.1A356.2ZL101AAC4CH17h第17頁(yè)，共84頁(yè)。18h第18頁(yè)，共84頁(yè)。Si含量對(duì)中金的影響Si是Al-Si合金組織中的第二相，Si含量的提高大大改善了合金的鑄造性能。在A356合金中，Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在65%7.5%范圍內(nèi)，Si的含量偏上限(7.5%)時(shí)，有利于提高流動(dòng)性。 19h第19頁(yè)，共84頁(yè)。Mg含量對(duì)中金的影響Mg元素對(duì)形成Mg2Si強(qiáng)化相是必不可少的。隨著Mg含量的提高，合金的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度都會(huì)有所提高，而伸長(zhǎng)率則降低。此外，Mg在熔化

7、、除氣和變質(zhì)過(guò)程中，特別容易燒損，因此應(yīng)嚴(yán)格控制其含量和燒損量。Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的適宜值為0.25%0.45%。20h第20頁(yè)，共84頁(yè)。 Sr含量對(duì)中金的影響 Sr變質(zhì)是其吸附在Si的晶坯上，使晶坯難以成核成大；變質(zhì)使共晶體中Si呈細(xì)小粒狀分布，因而改善了合金的力學(xué)性能。Sr是長(zhǎng)效變質(zhì)劑（6-8小時(shí)），以鋁鍶中間合金（Sr占10）加入進(jìn)行變質(zhì)處理使合金中的硅以粗大片狀組織變?yōu)榧?xì)?；M織，變質(zhì)良好時(shí)在金相觀察枝晶網(wǎng)及共晶硅質(zhì)點(diǎn)小，硅呈細(xì)小分布，使合金的機(jī)械性能特別是延伸率得到顯著提高 21h第21頁(yè)，共84頁(yè)。 Ti含量對(duì)中金的影響 加Ti以細(xì)化劑原子與被細(xì)化合金元素原子間的電子交換，以細(xì)化劑原

8、子為基形成動(dòng)力學(xué)上的化合物，即形核初始狀態(tài)的形成。少量鈦能細(xì)化合金晶粒組織，提供結(jié)晶核心，過(guò)多易聚集長(zhǎng)大成渣。22h第22頁(yè)，共84頁(yè)。Fe含量對(duì)合金的影響：Fe在合金中以Al9Fe2Si2的形式存在，這是一種粗大的、針狀的脆性相，F(xiàn)e的含量過(guò)多會(huì)割裂基體，反映在鑄件上會(huì)形成開(kāi)裂。生產(chǎn)中可以通過(guò)刷涂料的方法預(yù)防Fe參雜入合金。23h第23頁(yè)，共84頁(yè)。Mn對(duì)合金的影響Mn可以在鋁合金熱處理時(shí)起到固熔強(qiáng)化的作用，同時(shí)可以改變針狀的富Fe相的形狀，形成骨架狀的相，改善塑性。但對(duì)于Fe0.1%的高純合金，加Mn將形成（Fe、Mn）Al6，降低塑性。24h第24頁(yè)，共84頁(yè)。Mn對(duì)合金的影響Mn可以在

9、鋁合金熱處理時(shí)起到固熔強(qiáng)化的作用，同時(shí)可以改變針狀的富Fe相的形狀，形成骨架狀的相，改善塑性。但對(duì)于Fe0.1%的高純合金，加Mn將形成（Fe、Mn）Al6，降低塑性。25h第25頁(yè)，共84頁(yè)。 Cu、Zn對(duì)合金的影響 Cu會(huì)使A356合金的伸長(zhǎng)率和耐蝕性降低; 鋅 (Zn)也會(huì)降低合金的耐蝕性。 因此，爐料中應(yīng)盡量避免Cu元素和Zn元素的混入。26h第26頁(yè)，共84頁(yè)。二、AL-Si合金的熔煉鋁合金熔煉基本工藝流程：配料預(yù)熱加料熔化調(diào)整成分出爐調(diào)整成分除氣除渣靜置澆注鋁合金熔煉的內(nèi)容包括配料計(jì)算，爐料處理，熔煉設(shè)備選用，熔煉工具處理及熔煉工藝過(guò)程控制。27h第27頁(yè)，共84頁(yè)。二、AL-SI

10、合金的熔煉1、熔化爐內(nèi)的鋁液溫度：740-770 2、轉(zhuǎn)包內(nèi)的鋁液溫度：700-730 3、轉(zhuǎn)包內(nèi)加入Sr含量:0.020-0.027%4、轉(zhuǎn)包內(nèi)加入鋁鈦硼的量：0.1%5、Mg的含量：0.28-0.32%6、轉(zhuǎn)包內(nèi)鋁液密度：大于2.6g/CM7、鋁液來(lái)料轉(zhuǎn)包盛鋁液4T8、鋁液轉(zhuǎn)包盛鋁液1.2T28h第28頁(yè)，共84頁(yè)。1、鋁液中的熔渣鋁液中熔渣的種類主要有Al2O3、Mgo和SiO2等。其中Al2O3所占的比例在75%以上。因此，我們可以近似地將含渣量看作是含Al2O3的量。分布不均勻的大塊夾渣物使合金基體不連續(xù)，引起鑄件滲漏或成為腐蝕的根源。成彌散分布的夾渣物在低倍顯微鏡中不易發(fā)現(xiàn)，鑄件凝

11、固時(shí)成為鑄件的形核基底，生成針孔。二、AL-SI合金的熔煉29h第29頁(yè)，共84頁(yè)。2、鋁液中熔渣的來(lái)源1）爐料帶入的：比如 ，鋁銹（ Al(OH)3 ）在熔煉過(guò)程中分解為Al2O3和H2O。2）熔煉過(guò)程中化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的。比如 ，鋁和爐氣中的水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。2Al（液）+3H2O（氣）=Al2O3+6H（溶入鋁液）3）熔煉爐爐壁及熔煉工具帶入的。二、AL-SI合金的熔煉30h第30頁(yè)，共84頁(yè)。1、鋁液中氣體的種類鋁液中的氣體主要是氫氣和氧氣，在所有的爐氣成分中，只有氫能大量的溶解于鋁液中。根據(jù)測(cè)定，存在于鋁合金中的氣體，氫占85%以上.因而我們可以近似的把含氣量看成是含氫量。含氣量高會(huì)在鑄件

12、中生成氣孔，影響鑄件的力學(xué)性能、抗蝕性能和表面質(zhì)量。二、AL-SI合金的熔煉31h第31頁(yè)，共84頁(yè)。2、鋁液中氫的來(lái)源1）熔煉過(guò)程中化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的。比如 ，鋁和爐氣中的水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。2Al（液）+3H2O（氣）=Al2O3+6H（溶入鋁液）。2）爐料帶入的：比如 ，鋁銹（ Al(OH)3 ）在熔煉過(guò)程中分解為Al2O3和H2O。而H2O和鋁液按照上述化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氫原子溶入鋁液。二、AL-SI合金的熔煉32h第32頁(yè)，共84頁(yè)。二、AL-Si合金的熔煉1、除渣工藝1） 溶劑法除渣：利用溶劑吸附和溶解金屬液中的氧化夾雜物的能力，以達(dá)到去除這些氧化夾雜物的目的。2）過(guò)濾法除渣：用濾網(wǎng)或?yàn)V片對(duì)金屬

13、液進(jìn)行過(guò)濾。以達(dá)到去除這些氧化夾雜物的目的。33h第33頁(yè)，共84頁(yè)。二、AL-SI合金的熔煉2、對(duì)氣體的預(yù)防措施1）熔煉及澆注工藝要正確，熔煉溫度不宜過(guò)高，澆注溫度不宜過(guò)低。多次重熔爐料要適當(dāng)控制。2）爐料要烘干燥、干凈，去除銹及油污。3）熔煉及澆注工具要烘干。4）金屬型必須干凈，要預(yù)熱至規(guī)定溫度。5）可在適當(dāng)位置加排氣塞。34h第34頁(yè)，共84頁(yè)。二、AL-SI合金的熔煉按作用機(jī)理的不同，精煉工藝可分為吸附精煉和非吸附精煉兩大類。1、吸附精煉吸附凈化是指通過(guò)鋁液直接與吸附劑（如各種氣體、液體、固體精煉劑及過(guò)濾介質(zhì)）相接觸，使吸附劑與熔體中的氣體和固態(tài)氧化夾雜物發(fā)生物理化學(xué)的、物理的或機(jī)械的

14、作用，達(dá)到除氣、除雜的目的。其方法有吹氣法（又稱氣泡浮游法）、過(guò)濾法、熔劑法等。35h第35頁(yè)，共84頁(yè)。二、AL-SI合金的熔煉2、非吸附精煉非吸附方式是指不依靠向熔體中加吸附劑，而通過(guò)某種物理作用（如真空、超聲波、密度差等），改變金屬氣體系統(tǒng)或金屬夾雜物系統(tǒng)的平穩(wěn)狀態(tài)，從而使氣體和固體夾雜物從鋁熔體中分離出來(lái)的方法。其方法有靜置處理，真空處理，超聲波處理等。36h第36頁(yè)，共84頁(yè)。二、AL-SI合金的熔煉3 、本公司精煉措施我們?cè)谏a(chǎn)中的精煉方式是充氮?dú)饩珶?。氮?dú)鈴牡撞砍淙脘X合金液，鋁液中的Al2O3夾雜物被氮?dú)馀菸?，隨氮?dú)庖黄鸶〉胶辖鹨旱谋砻妗ｄX液內(nèi)的氮?dú)馀葜袣浞謮簽榱?，氫氣在壓力?/p>

15、的驅(qū)動(dòng)下自鋁液擴(kuò)散進(jìn)入氮?dú)馀葜?。因此，氮?dú)馀萆仙耐瑫r(shí)帶走Al2O3夾雜物及氫氣。通氮溫度控制在710720 ，并且氮?dú)庵幸欢ú荒苡兴魵?。氮?dú)庠谕ㄈ脘X液之前要通過(guò)干燥器處理，進(jìn)行嚴(yán)格的脫水處理。37h第37頁(yè)，共84頁(yè)。38h第38頁(yè)，共84頁(yè)。39h第39頁(yè)，共84頁(yè)。三：鋁硅合金的變質(zhì)和細(xì)化變質(zhì)前的力學(xué)性能低，切削性能差，必須進(jìn)行變質(zhì)處理，使板片狀的共晶硅轉(zhuǎn)變成纖維狀，并消除初晶硅。變質(zhì)方法：加入變質(zhì)劑（變質(zhì)元素有Na、Sr、Ba、Sb、Re）。影響變質(zhì)效果的因素：1、變質(zhì)時(shí)間要適宜，時(shí)間長(zhǎng)則變質(zhì)元素的燒損量多，從而導(dǎo)致變質(zhì)效果差。2、鑄件壁厚越厚變質(zhì)效果越差。3、隨硅含量的增加變質(zhì)效果

16、越好。40h第40頁(yè)，共84頁(yè)。三：鋁硅合金的變質(zhì)和細(xì)化變質(zhì)劑：ALSr10細(xì)化劑：ALTi5B1清渣劑的主要成分：氟化鈉、氯化鈉、氯化鉀、冰晶石粉41h第41頁(yè)，共84頁(yè)。三：鋁硅合金的變質(zhì)和細(xì)化鈉鹽去除了合金液中的氧化物及夾雜物導(dǎo)致變質(zhì)、鋁硅鈉三元共晶變質(zhì)假說(shuō)鈉引起硅的同素異晶轉(zhuǎn)變假說(shuō)鈉毒化了鋁硅合金液中的可能存在的硅的膠體顆粒假說(shuō)鈉破壞了硅的自發(fā)形核假說(shuō)鈉變質(zhì)導(dǎo)致共晶鋁相生長(zhǎng)領(lǐng)先于共晶硅相假說(shuō)、鈉降低了鋁液中硅的擴(kuò)散速度假說(shuō)共晶硅的形態(tài)與共晶反應(yīng)溫度有關(guān)假說(shuō)42h第42頁(yè)，共84頁(yè)。變質(zhì)處理：提高鋁硅系列鑄造鋁合金機(jī)械性能的有效工藝措施。通常在含Si量為414%的范圍內(nèi)，含Si量越高變質(zhì)

17、效果越顯著。變質(zhì)處理是在鋁合金熔液精煉除氣之后進(jìn)行。生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的變質(zhì)劑是鈉鹽和鉀鹽混合而成的。下面介紹幾種變質(zhì)元素在變質(zhì)時(shí)起到的作用。1 、鈉和鍶的變質(zhì)鋁液中微量的鈉和鍶會(huì)使共晶硅從片狀轉(zhuǎn)變成纖維狀，使力學(xué)性能尤其是伸長(zhǎng)率大幅度提高。三：鋁硅合金的變質(zhì)和細(xì)化43h第43頁(yè)，共84頁(yè)。2、銻變質(zhì)銻變質(zhì)只適用于亞共晶合金，變質(zhì)效果對(duì)冷卻速度敏感，常用于金屬型鑄造，變質(zhì)后共晶硅呈短桿狀，需輔以熱處理，使共晶硅進(jìn)一步熔斷、?；?，方能明顯提高力學(xué)性能。經(jīng)過(guò)銻變質(zhì)的鋁液流動(dòng)性好，充型能力強(qiáng)，而且銻不易燒損。缺點(diǎn)：容易和Mg反映，使合金的強(qiáng)度下降，必須補(bǔ)加Mg，不能和Na變質(zhì)的回爐料混雜，否則變質(zhì)作用

18、抵消。三：鋁硅合金的變質(zhì)和細(xì)化44h第44頁(yè)，共84頁(yè)。3、變質(zhì)效果檢測(cè)變質(zhì)不足時(shí)，斷口晶粒粗大，發(fā)亮的硅晶粒清晰可見(jiàn)，整個(gè)斷口呈暗灰色。正常的變質(zhì)斷口，晶粒極細(xì)，沒(méi)有硅亮點(diǎn)，斷口泛銀白色，斷口邊緣出現(xiàn)發(fā)亮的剪切唇，寬度越大，變質(zhì)效果越好，伸長(zhǎng)率越高。過(guò)變質(zhì)斷口，晶粒粗，呈青灰色。三：鋁硅合金的變質(zhì)和細(xì)化45h第45頁(yè)，共84頁(yè)。四.偏析的基本概念合金在冷凝過(guò)程中，由于某些因素導(dǎo)致的化學(xué)成分不一致稱為偏析對(duì)于某一種合金而言，所產(chǎn)生的偏析往往有一種主要型式，但有時(shí)，由于鑄造條件的影響，幾種偏析也可能同時(shí)出現(xiàn)。46h第46頁(yè)，共84頁(yè)。 偏析的分類晶內(nèi)偏析區(qū)域偏析比重偏析47h第47頁(yè)，共84頁(yè)。

19、晶內(nèi)偏析晶內(nèi)偏析，又稱樹枝狀晶偏析，簡(jiǎn)稱枝晶偏析。其特征是同一個(gè)晶粒內(nèi)，各部分化學(xué)成分不一致，并且往往在初晶軸線上含有熔點(diǎn)較高的成分多。48h第48頁(yè)，共84頁(yè)。區(qū)域偏析區(qū)域偏析，即在整個(gè)鑄件斷面上，各部分化學(xué)成分不一致的現(xiàn)象，它主要由于合金進(jìn)行選擇凝固所引起的。區(qū)域偏析可分為正向和逆向偏析.正向偏析是熔點(diǎn)較低的成分或合金元素熔質(zhì)集中在鑄件的中心和上部，其含量從鑄件邊緣至中心逐漸增加。逆向偏析則相反，熔點(diǎn)較低的成分或合金元素熔質(zhì)集聚在鑄件邊緣。49h第49頁(yè)，共84頁(yè)。比重偏析由于合金中兩組元比重不同，而在同一鑄件中出現(xiàn)上下部分成分不一致的現(xiàn)象，即比重偏析。出現(xiàn)這種偏析時(shí)，鑄件上部合金中某一成

20、分較多，而下部另一成分較多。50h第50頁(yè)，共84頁(yè)。 五、鋁合金車輪低壓鑄造對(duì)于鋁合金車輪的鑄造工藝，我公司目前主要有兩種：一種是金屬型重力鑄造，一種是低壓鑄造。公司主要采用的是低壓鑄造。51h第51頁(yè)，共84頁(yè)。反重力鑄造 反重力鑄造是外力場(chǎng)充型工藝的一種，是指液態(tài)金屬在與重力相反方向力的作用下完成的充型、補(bǔ)縮和凝固過(guò)程的鑄造方法，也稱反壓鑄造。 低壓鑄造 壓差鑄造 真空吸鑄52h第52頁(yè)，共84頁(yè)。3.第三階段 ：凝固結(jié)晶階段2.第二階段 ： 充型階段1.第一階段 ：升液階段壓力p時(shí)間低壓鑄造53h第53頁(yè)，共84頁(yè)。 差壓鑄造的實(shí)質(zhì)是低壓充型與壓力下結(jié)晶兩種鑄造方法的結(jié)合?？色@得無(wú)氣孔

21、、無(wú)夾雜、組織致密的鑄件。差壓鑄造 差壓鑄造又稱反壓鑄造、壓差鑄造。是在低壓鑄造的基礎(chǔ)上，鑄型外罩個(gè)密封罩，同時(shí)向坩堝和罩內(nèi)通入壓縮空氣，但坩堝內(nèi)的壓力略高，使坩堝內(nèi)的金屬液在壓力差的作用下經(jīng)升液管充填鑄型，并在壓力下結(jié)晶。54h第54頁(yè)，共84頁(yè)。分類按工作時(shí)壓力筒內(nèi)充氣壓力的大小低壓差壓鑄造：0.50.6MPa中壓差壓鑄造：510MPa高壓差壓鑄造：10MPa按壓差產(chǎn)生的方式增壓法差壓鑄造減壓法差壓鑄造55h第55頁(yè)，共84頁(yè)。真空吸鑄56h第56頁(yè)，共84頁(yè)。 真空吸鑄的基本原理是，將與真空系統(tǒng)連接的結(jié)晶器（即鑄型），浸入金屬液，抽真空使結(jié)晶器內(nèi)成負(fù)壓而將金屬液吸入，由于結(jié)晶器壁內(nèi)通有循

22、環(huán)冷卻水，所以其中的金屬液實(shí)現(xiàn)由外向中心的順序凝固，當(dāng)凝固層達(dá)到所需尺寸時(shí)，關(guān)閉真空泵使結(jié)晶器內(nèi)未凝固的金屬液返回坩堝。這樣就獲得了筒形鑄件，鑄件的長(zhǎng)度取決于結(jié)晶器的長(zhǎng)度，厚度則取決于凝固時(shí)間。這種無(wú)芯生產(chǎn)筒形鑄件的方法與砂型鑄造、離心鑄造以及連續(xù)鑄造方法相比，裝備費(fèi)用較低。 基本原理57h第57頁(yè)，共84頁(yè)。真空吸鑄工藝1，鑄型型腔真空度。因受大氣壓限制，不同材料的鑄件能達(dá)到的最大高度不一樣。2，結(jié)晶器侵入金屬液的深度。3，真空保持時(shí)間。58h第58頁(yè)，共84頁(yè)。（四） 真空吸鑄的特點(diǎn)（1）由于結(jié)晶器內(nèi)的空氣壓力小，減小了金屬液在充型時(shí)的吸氣傾向。（2）獲得鑄件的組織致密、晶粒細(xì)小、無(wú)氣孔和

23、砂眼等缺陷，使鑄件的機(jī)械性能提高。（3）鑄件不用澆口、冒口，減少了金屬的消耗。（4）生產(chǎn)率高，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。（5）通過(guò)控制凝固時(shí)間，可以生產(chǎn)不同壁厚的管子。（6）不能生產(chǎn)形狀復(fù)雜的鑄件，且鑄件的內(nèi)表面不光滑，尺寸不易控制。由于以上特點(diǎn)，真空吸鑄主要用來(lái)生產(chǎn)內(nèi)燃機(jī)的銅合金軸套和鋁合金錠坯。59h第59頁(yè)，共84頁(yè)。五、鋁合金車輪低壓鑄造1 、鋁合金車輪低壓基本原理1）低壓鑄造基本原理在密閉的保溫爐內(nèi)充入干燥的壓縮空氣，使鋁液在壓力的作用下沿升液管上升，進(jìn)入模具型腔，并保持一定的壓力，同時(shí)對(duì)模具進(jìn)行強(qiáng)制冷卻（水冷和風(fēng)冷），使鋁液在型腔內(nèi)順序凝固，冷卻至冒口后，卸除壓力，未凝固的鋁液流回保

24、溫爐內(nèi)，打開(kāi)模具，取出工件。60h第60頁(yè)，共84頁(yè)。五、鋁合金車輪低壓鑄造低壓鑄造的優(yōu)點(diǎn)：充型平穩(wěn)，自下而上。自然形成溫度梯度。金屬利用率高。壓力下結(jié)晶。61h第61頁(yè)，共84頁(yè)。五、鋁合金車輪低壓鑄造2）順序凝固順序凝固原則是采用各種措施，保證在鑄件上輪輞的部分到冒口之間形成一個(gè)遞增的溫度梯度，從而按照輪輞的部分先凝固，然后輪輻的部分，最后是冒口本身凝固。影響順序凝固的因素： 冷卻系統(tǒng)的設(shè)置。涂料的噴涂厚度。 模具壁厚的梯度設(shè)置。 毛坯的壁厚梯度設(shè)置。62h第62頁(yè)，共84頁(yè)。五、鋁合金車輪低壓鑄造2、鋁合金車輪的低壓鑄造工藝1）充型壓力升液充型升壓保壓卸壓壓力曲線63h第63頁(yè)，共84頁(yè)

25、。五 、鋁合金車輪低壓鑄造2）低壓鑄造工藝1-2為升液階段，壓力曲線至2時(shí)，鋁液到達(dá)升液管的頂部，但還未進(jìn)入模具型腔，此時(shí)的壓力為190-210mbar，時(shí)間為82秒；2-3為充型階段，鋁液平穩(wěn)進(jìn)入模具型腔，至3時(shí)，鋁液充滿型腔，壓力為310-350mbar，時(shí)間為102秒；3-4為加壓階段，此時(shí)壓力快速升高，至4時(shí)，達(dá)到最高壓力800-860mbar，時(shí)間為82秒；4-5為保壓階段，在保持最高壓力的同時(shí)，對(duì)模具進(jìn)行冷卻，使型腔內(nèi)的鋁液順序凝固，至5時(shí)，車輪形成；5-6為卸壓階段,車輪成形后，卸壓，待模具自然冷卻40-60秒以后開(kāi)模，進(jìn)入下一鑄造循環(huán)。64h第64頁(yè)，共84頁(yè)。五、鋁合金車輪低

26、壓鑄造3、涂料的作用目前現(xiàn)場(chǎng)使用的涂料主要分為兩類，一類用于頂模立面和邊模，這類涂料顆粒較粗，絕熱效果較高，主要起保溫和排氣的作用；一類用于底模和頂模底部，這類涂料顆粒細(xì)膩，主要起提高鑄件面質(zhì)量的作用。主要作用：保護(hù)模具，避免鋁液對(duì)模具直接沖擊；調(diào)整模具的溫度場(chǎng)；利于型腔內(nèi)的氣體排出；利于鋁液的充型；65h第65頁(yè)，共84頁(yè)。五、工藝?yán)鋮s系統(tǒng)的作用和冷卻布置1 、冷卻系統(tǒng)的作用在一個(gè)鑄造生產(chǎn)周期中，冷卻時(shí)間約占整個(gè)生產(chǎn)周期的80%左右，由此可見(jiàn)冷卻系統(tǒng)非常重要。其具體的作用如下： 控制模具的溫度實(shí)現(xiàn)鑄件的順序凝固 改善熱節(jié)點(diǎn)部位的縮松等鑄造缺陷縮短鑄件的成型周期 保證鑄件的機(jī)械性能66h第66

27、頁(yè)，共84頁(yè)。五、工藝?yán)鋮s系統(tǒng)的作用和冷卻布置邊模1-邊模頂部水冷2-邊模筋條水冷底模4-底模冒口風(fēng)水冷5-底模中圈風(fēng)水冷6-底模大圈風(fēng)水冷7-底模外圈風(fēng)水冷底模8-上模中圈風(fēng)水冷9-上模中心風(fēng)水冷10-上模五孔風(fēng)水冷11-上模大圈風(fēng)水冷3-邊模槽底水冷12-上模槽底風(fēng)水冷冷卻系統(tǒng)分布圖2 、工藝?yán)鋮s布置67h第67頁(yè)，共84頁(yè)。六、鋁合金的熱處理 T 1 從較高溫之成形加鑄造、擠形等過(guò)程中冷卻下自然時(shí)效 T 2 從較高溫之成形施以冷加工并自然時(shí)效。 T 3 固溶體處理后，冷加工并自然時(shí)效 T 4 固溶體處理后，直接自然時(shí)效 T 5 輕較高溫度成形施以人工時(shí)效 68h第68頁(yè)，共84頁(yè)。六、鋁

28、合金的熱處理 T 6 固溶處理后+人工時(shí)效 T 7 固溶處理后人工時(shí)效至過(guò)時(shí)效狀態(tài) T 8 固溶體處理后，冷加工并人工時(shí)效 T 9 固溶體處理后人工時(shí)效并冷加工 T 10 較高溫之成形施以冷加工并人工時(shí)效69h第69頁(yè)，共84頁(yè)。類別代號(hào)用途備注固溶處理加自然時(shí)效T4通過(guò)加熱、保溫及快速冷卻實(shí)現(xiàn)固溶強(qiáng)化以提高合金的力學(xué)性能，特別時(shí)提高塑性及常溫抗腐蝕性能因?yàn)楣倘芴幚砗蟮绞褂靡?jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間，所以實(shí)際上是固溶處理加自然時(shí)效固溶處理加不完全人工時(shí)效T5固溶處理后進(jìn)行不完全人工時(shí)效，時(shí)效是在較低的溫度和較短的時(shí)間下進(jìn)行，進(jìn)一步提高合金的強(qiáng)度和硬度合金保持有高的塑性，但耐腐蝕性能下降，特別是晶間腐蝕傾向

29、增強(qiáng)固溶處理加完全人工時(shí)效T6可獲得最高的抗拉強(qiáng)度，但塑性有所下降，時(shí)效在較高的溫度和較長(zhǎng)的時(shí)間下進(jìn)行合金耐腐蝕性能降低70h第70頁(yè)，共84頁(yè)。鋁合金的固溶時(shí)效強(qiáng)化機(jī)制71h第71頁(yè)，共84頁(yè)。六、鋁合金車輪的熱處理1 、T6熱處理T6熱處理是固熔處理+淬火+完全人工時(shí)效。2 、固熔處理固溶主要目的是將強(qiáng)化相完全溶于工件，并迅速冷卻得到常溫下的過(guò)飽和固溶體。在固溶過(guò)程中嚴(yán)格監(jiān)控爐內(nèi)溫度，入料前要保證加熱區(qū)爐溫在525-545，保溫溫度在525-545，保溫時(shí)間為50.5H，溫度底保溫時(shí)間短固溶不充分，溫度高則易過(guò)燒。72h第72頁(yè)，共84頁(yè)。六、鋁合金車輪的熱處理3、淬水按工藝規(guī)范的規(guī)定參數(shù)

30、執(zhí)行，以保證產(chǎn)品質(zhì)量，如出爐時(shí)故障工件不能及時(shí)淬水，轉(zhuǎn)移時(shí)間超過(guò)25S，則該爐次直接進(jìn)行重?zé)?，并檢測(cè)機(jī)械性能。淬水選擇的介質(zhì)是溫度小于90的熱水。在淬水過(guò)程中鑄件會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，使鑄件變形，產(chǎn)生裂紋的可能性變大。變形檢查：必須100全檢如果操作手多次校正仍不合格由質(zhì)控部判定；同時(shí)每車進(jìn)行平面度檢測(cè)。（5mm）73h第73頁(yè)，共84頁(yè)。六、鋁合金車輪的熱處理4、時(shí)效處理時(shí)效過(guò)程中過(guò)飽和固溶體中會(huì)析出硬而脆的化合物，呈細(xì)小彌散狀分布在基體上起第二相強(qiáng)化作用，從而合金硬度強(qiáng)度均會(huì)提高。溫度控制為120135溫度過(guò)高將導(dǎo)致彌散象析出過(guò)多而不能提高機(jī)械性能，溫度低會(huì)導(dǎo)致硬度低。時(shí)效處理也使鑄件在比較高的溫

31、度下釋放部分內(nèi)應(yīng)力，減小變形量和產(chǎn)生裂紋的概率。74h第74頁(yè)，共84頁(yè)。六、鋁合金車輪的熱處理力學(xué)性能：金屬材料的力學(xué)性能是指金屬材料在載荷的作用下所表現(xiàn)的性能（抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率、硬度） 抗拉強(qiáng)度:金屬材料在斷裂前所能承受的最大應(yīng)力稱為抗拉強(qiáng)度，用符號(hào)b表示?？估瓘?qiáng)度是金屬由均勻塑性變形向局部集中塑性變形過(guò)渡的臨界值。 屈服強(qiáng)度：是金屬材料發(fā)生屈服現(xiàn)象時(shí)的屈服極限，亦即抵抗微量塑性變形的應(yīng)力。對(duì)于無(wú)明顯屈服的金屬材料，規(guī)定以產(chǎn)生0.2%殘余變形的應(yīng)力值為其屈服極限，稱為條件屈服極限或屈服強(qiáng)度。 75h第75頁(yè)，共84頁(yè)。六、鋁合金車輪的熱處理延伸率：金屬材料在載荷作用下，產(chǎn)生塑性變形而不被破壞的能力。測(cè)試塑性的式樣在拉斷后，標(biāo)距長(zhǎng)度的增加量與原標(biāo)距長(zhǎng)度的百分比稱為延伸率，用表示=L/L100%。硬度：硬度是衡量金屬材料軟硬程度的指標(biāo)，它是指金屬表面抵抗局部塑性變形或破壞的能力，是檢驗(yàn)毛坯或成品件、熱處理件