鎂合金壓鑄的基礎(chǔ)識

鋁鎂合金輪胎模具

低壓鑄造手冊目錄一、 前言二、 鋁鎂合金輪胎模具低壓鑄造的安全方面三、 鋁鎂合金輪胎模具低壓鑄造設(shè)備四、 有色金屬 鋁鎂合金五、 現(xiàn)使用的制芯工藝六、 鋁鎂合金的熔煉和輪胎模具的鑄造七、 工藝過程中問題分析及處理辦法八、 鑄件的常見缺陷分析和處理九、 廢鋁的回收利用一、 刖言本手冊的目的是闡述有關(guān)鋁鎂合金輪胎模具低壓鑄造以及造型的基礎(chǔ)知識，對于不熟悉輪胎模具低壓鑄造的人員可以作為入門參考，對于有經(jīng)驗的低壓鑄造人士，可以提取其中有關(guān)的某些信息。低壓鑄造是一種很好的鑄造方法，與重力澆注相比低壓澆注成型具有充型平穩(wěn)、充型能力提高、壓力下結(jié)品凝固，有效改善鑄件的充型、凝固過程，消除了鑄件的一些常規(guī)鑄造缺陷。并且工藝、設(shè)備簡單，能生產(chǎn)比較大的鑄件。低壓鑄造工藝仍在快速發(fā)展中，現(xiàn)在設(shè)備制造商可以供應(yīng)鋁鎂合金，鋁合金，鋅合金，銅合金全自動低壓鑄造機(jī)，有的設(shè)備制造商全部負(fù)責(zé)供應(yīng)包括加熱設(shè)備在內(nèi)的整套低壓鑄造設(shè)備，包括一定范圍內(nèi)不同噸位的低壓鑄造機(jī)，能夠和生產(chǎn)不同規(guī)格產(chǎn)品的模式相配合.提高輪胎模具的質(zhì)量水平，或者開發(fā)新的應(yīng)用領(lǐng)域，需要熟知有關(guān)鋁鎂合金以及造型材料的性能，也要知道低壓鑄造工藝的限制和優(yōu)勢。為保證最終產(chǎn)品符合規(guī)格和設(shè)計出具有最佳鑄造性能的模具，鑄造產(chǎn)品生產(chǎn)者和模具設(shè)計者緊密合作是非常重要的。開發(fā)低壓鑄造件需要團(tuán)隊共同的努力，任何一個環(huán)節(jié)的不足都會造成最終的失敗。鋁鎂合金和最基本的一般鋁合金相似，但是必須清楚它們的重要差別，主要差別和金屬熔煉的處理有關(guān)內(nèi)容，絕對不可以忽視和低估這些差別。鋁鎂合金和一般鋁合金具有不同的性能，要求在熔煉和低壓鑄造參數(shù)以及模具設(shè)計方面作出相應(yīng)的調(diào)整，才能得到我們所欲達(dá)到的結(jié)果。二、鋁鎂合金輪胎模具低壓鑄造的安全方面2.1概述注意安全是鋁鎂合金輪胎模具低壓鑄造成功運作的前提，安全是第一位的；可以沒有生產(chǎn)，但不能沒有安全，當(dāng)不能保證安全時，寧可停止生產(chǎn)，生產(chǎn)的首要前提是安全。（一、）操作者必須配戴好勞保用品。＞具有面罩的頭盔＞耐高溫保護(hù)鞋＞工作手套（耐熱）＞對于直接接觸高溫工具的需要特殊保護(hù)＞防火耐高溫工作服。（二、）鑄件充型澆注時，操作者與鑄造設(shè)備要保持一定的距離，防止金屬液濺出傷人。（三、）鑄型確保密封、牢固后，才能允許充型澆注。（四、）開模前必須檢查壓縮空氣的狀態(tài)，確保充氣回到零位，才允許打開鑄型。（五、）當(dāng)有金屬液飛濺迸出時，充氣要立即中斷，停止充型。（六、）凡是與金屬液接觸的工具、設(shè)備必須預(yù)熱。為使所有的操作根據(jù)正確的工作規(guī)范進(jìn)行，必須具有個人安全意識。由于熔化的金屬可能引起個人傷害，在安全注意事項方面沒有任何妥協(xié)余地。2.2低壓鑄造鋁鎂合金及安全鋁鎂合金是由基本金屬或回收精煉的金屬生產(chǎn)。目前所有的低壓鑄造合金對金屬雜質(zhì)的含量有嚴(yán)格的限制，特別是鐵和硅。由于鋁鎂合金其有優(yōu)良耐腐蝕性，但抗拉力效果差，鑄造性能差。我公司使用的AC7A是日本牌號的一種的低壓鑄造合金。鋁鎂合金的熱性能和純鋁有很大的差別。特別是熔化性能相差較大，鋁—~ 鋁鎂合金低壓鑄造手冊__~42 鎂合金具有一定的熔化范圍而不是單一的熔化點。AC7A在585^時開始熔解，在約640°C時完全液化。對于其它合金，上下熔化點隨實際成份而變化。了解其熔沸點這對于鑄造溫度選擇的熔爐操作有重要的影響。如果不留意這點很容易引起事故。2.3安全問題的根源在鑄造環(huán)境中處理灼熱的液體金屬總是涉及到安全問題。一定要給予必要的關(guān)注，鋁鎂合金比一般鋁合金更危險。大部分危險都是由于熔化的鋁鎂合金和含氧的物質(zhì)發(fā)生劇烈反應(yīng)引起的。這些反應(yīng)會生成熱，有時會生成氣體，易導(dǎo)致火災(zāi)，金屬飛濺和爆炸。因此在實際中盡量避免熔化鋁鎂合金和含氧物質(zhì)接觸。應(yīng)特別注意避免潮濕的物質(zhì)和熔化金屬相接觸。當(dāng)面積、體積比較大時，鋁鎂合金也會在自然狀態(tài)下和水或氧氣發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)氣體以劇烈的形式反應(yīng)時，就會形成爆炸。和氧及氧化物反應(yīng)燃燒/氧化2Mg+O=2MgO2AL+O2=AL2O3和水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣爆炸Mg+HO=Mg+H2H+O=2HO2 2 2 2 2AL（液）+HO=H（氣）+ALO2 2 23精煉除氣：AL+CL+--ALCL（183氣）+CL2（氣）2.4鑄錠存放到達(dá)公司的鑄錠要排放在有塑膠的托盤板上。由于溫度和存放及運輸過程中的相對溫度變化中鑄錠會吸收一定的水分。鋁鎂合金鑄錠總會具有氣、裂紋和表 鋁鎂合金低壓鑄造手冊__w 面氧化，程度取決于合金類型和鑄造方法。以上特征和水分有關(guān)，如果鑄錠在潮濕的環(huán)境下存入較長的時間，會形成含有濕度的腐蝕物。鋁鎂合金如果腐蝕較嚴(yán)重，在預(yù)熱之前除去腐蝕物。在室內(nèi)存放時，最好在溫度變化不大的房間內(nèi)，應(yīng)特別注意不要使鋁鎂合金和水直接接觸。鋁鎂合金鑄錠不能和易燃的材料放在一起，防止鋁鎂合金存放發(fā)生火災(zāi)。如果鋁鎂合金發(fā)生燃燒或自然，噴水會加速火勢，并可以引起爆炸?！獈 鋁鎂合金低壓鑄造手冊__~6三、鋁鎂合金輪胎模具低壓鑄造設(shè)備4.1鋁鎂合金輪胎模具低壓鑄造機(jī)分為溫度控制柜子、氣壓控制柜和坩堝加熱設(shè)備；低壓鑄造機(jī)主要包括以下部分：>溫度加熱控制裝置。>氣體充型壓力控制系統(tǒng)。>氣體保持壓力控制系統(tǒng)爐溫顯示反饋系統(tǒng)鋁液溫度顯示反饋系統(tǒng)>壓力自動保護(hù)系統(tǒng)。自動報警系統(tǒng)緊急制動系統(tǒng)4.2低壓鑄造加熱設(shè)備及其他一次石膏加熱烘干爐二次石膏加熱烘干爐>鋼套、大基板加熱爐>升液管加熱爐>基本盤加熱爐>坩蝸加熱爐空氣干燥機(jī)密度測量儀3.1命名（牌號）AC7A（ASTM：514）AC7A是日本標(biāo)準(zhǔn)。3.2性能特征：（1） Mg比AC4D（鋁硅合金）多，在Mg多合金中，韌性低。（2） 溶解作業(yè)時容易發(fā)生氧化，容易吸收氫氣，爐內(nèi)流動性差，容易出現(xiàn)氣泡。（3）AC7A鑄造后原則上不熱處理，對強(qiáng)度的提高幾乎不起作用，但必要時在330度（9小時）左右，為了除掉應(yīng)力實施熱處理。3.3主要化學(xué)成分：CuSiMgZnFeMnNiTiPbSnCrAL0.1以下0.2以下3.5-5.50.15以下0.3以下0.6以下0.05以下0.2以下0.05以下0.05以下0.15以下其余3.4物理性能比重，20°C2.65kg/dm3指定熱963J/(kgK)熱傳導(dǎo)系數(shù)146W/(Km)熱傳導(dǎo)性20C155液相溫度635C固相溫度570C潛熱389000/kg運動黏度0.00106kg/m*s熱膨脹系數(shù)〔20-100C）2.4*10-6體積收縮率7.14臨界流動體積0.7表面張力0.465N/M彈性模量67.6（縱）23.5（橫）3.5主要機(jī)械性能:拉伸強(qiáng)度伸長HB硬度N/MM2%N/MM2180以上12以上90以上60鋁鎂合金是鑄造鋁合金耐腐蝕性能最高的一類合金，鎂在固溶狀態(tài)全部溶解，合金形成單一的a熔體，整個鑄件構(gòu)成一個等位體，在腐蝕介質(zhì)中不易發(fā)生化學(xué)腐蝕。AC7A合金耐腐蝕性好，特別是對海水的耐腐蝕性，容易進(jìn)行樣極氧化得到美觀的薄膜，該合金伸長率最大，切削性好，但熔化、鑄造性能比較困難。3.4鋁鎂合金化學(xué)性能熱過程對化學(xué)成分的影響AL在熔化狀態(tài)下長時間放置時，鋁的含量會有稍微的下降，這是由于在熔化金屬有表面形成的氧化層含有大量的鋁。Be為減少表面氧化率，加入了5~15ppm含量的鍍。由于熔化液放置時，鍍很容易損耗，要重復(fù)熔化或在坩堝起火時，鍍的損耗更快。MnFe為使鐵的含量在規(guī)定的范圍以內(nèi)，在鋁鎂合金中加入錳，錳和鐵的含量在降溫時迅速下降，在升溫時又會有緩慢地增加。這反應(yīng)沉淀率和金屬間顆粒溶解率的區(qū)別，不必重新加入錳以恢復(fù)其原先的含量，因為會從坩堝壁熔解鐵，從而建立高鐵低錳含量的平衡。Ni鎳對于鋁鎂合金的抗腐蝕性能是非常有害的，成品率中的最大含量超過0.002%（鑄錠為0.001%），鎳在鋁鎂合金中極易熔解，并可能從相關(guān)設(shè)備中溶解鎳，例如使用高的不銹鋼材料。鋁鎂合金中雜質(zhì)雜質(zhì)原因特征金屬間顆粒除鐵時的沉淀0.5~15pm的結(jié)晶顆粒鹽rm.電解Na、Ca、Mg或K的氯化物（常帶有氧化物）氧化/氮化顆粒和空氣反應(yīng)1~100pm的微粒束氧化膜和空氣SF6（SO2）混合反應(yīng)長薄膜0.1~川m厚，10~150pm長―工__ 鋁鎂合金低壓鑄造手冊__~9五、現(xiàn)使用的制芯工藝5.1概述：制芯是鑄造完美輪胎模具地基礎(chǔ)，這個環(huán)節(jié)直接影響到最終輪胎花紋質(zhì)量的好壞。5.2制作石膏型芯的工藝步驟：（一、）基模的加工：在五軸數(shù)控上，按客戶要求的花紋將基模加工好，對在加工過程中不能形成的夾角和圓角進(jìn)行人工雕刻，對在加工中和搬運中形成的不足和缺陷，進(jìn)行修補(bǔ)，對刀痕進(jìn)行精心修磨。（二、）基模鋼片的鑲嵌：用小錘輕輕敲打基模鋼片，使其達(dá)到合適的位置，并用樣板控制高度，最后用膠將其牢固。對操作過程中形成的一切損傷都要及時修補(bǔ)。（三、）一次石膏的制作：＞組裝灌注模，并清理干凈；在基模外面鋪裹一層塑料薄膜，保好后，放入灌注模；＞做一層10mm厚橡皮泥，并鋪在基模表面上，四周與灌注模緊緊貼合；＞蓋上灌注模上蓋，插入通道鐵管，以留痕跡；做螺旋鐵絲，螺旋直徑100MM左右，并將一半埋入橡皮泥中；＞灌注模四周側(cè)壁安置模板；＞蓋上灌注模上蓋，灌注石膏；＞1小時后取出，拆掉橡皮泥，并修整一次石膏表面，打通或擴(kuò)張通氣孔；＞涂刷漆片，自然晾十。（四）硅膠模的制作：＞基模放入型腔，確?；Ｅc灌注模周圍充分緊密接觸，以灌注模的底部為基準(zhǔn)使基模的4個頂點具有相同的高度；＞底部用橡皮泥封死； 鋁鎂合金低壓鑄造手冊__~1°-~——＞配置硅膠，硅膠加固化劑（配比比例見附錄），在真空攪拌機(jī)中攪拌，氣壓（-0.1MPA）時間5分鐘；在基模上涂上脫模劑，脫模劑要均勻一致，基模一定要干凈；＞先在基模上均勻灌一層硅膠后，灌注點要始終保持在硅膠上面，到硅膠覆蓋花紋為止；＞再蓋上蓋子，上緊螺絲，緩慢注入硅膠，直到溢出；＞自然干燥20小時，按安裝的逆順序，取出硅膠模。（五、）將硅膠模上插好鋼片：＞在灌注模子的周圍涂抹臘，將灌注模四周螺絲松動，一側(cè)松開，將硅膠模推入，防止硅膠在安裝時受到擠壓變形，到位并安裝好；＞配制石膏G-6（配比見附錄），將石膏倒入水中，攪拌均勻；＞緩慢倒入模子，防止大量氣泡侵入，把產(chǎn)生的氣泡檔住，防止與石膏一起進(jìn)入灌注模，特別是接近硅膠部分的灌注，一定要緩慢均勻；＞凝固大約一個半小時后取出；＞石膏模取出時利用壓縮氣體吹硅膠模與石膏模的結(jié)合處，使其松動；＞取出后對石膏模進(jìn)行修理，對缺陷部位處要補(bǔ)平；＞對多余出的部分要去除；＞用電子秤稱出每塊石膏模的重量，并記錄出來，以便烘干后重量的對比。（六）石膏模的修整：＞選用刃面寬大的刀，對胎面花紋修整，修整后的表面保持平整、光滑；＞對于修多角或是棱角處，應(yīng)選用小窄刀，便于靈活操作，不易傷及其他表面;＞在石膏模切割線外和切割處的鋼片在此時撥掉，如在烘干后再撥，會容易整塊破裂，在拼園據(jù)割多余石膏時容易撬掉部分花紋。＞修整石膏時將石膏與水充分融合，保持溶液狀態(tài)，若石膏干枯則不宜與要修補(bǔ)面結(jié)合；（七、）石膏芯的拼裝:1、 拼裝臺的校準(zhǔn)（水平儀）：將兩個水平儀對稱放在拼裝臺上，通過底部的升降螺絲來校準(zhǔn)找平拼裝臺。2、 拼裝盤的校準(zhǔn)：（先找平，再找同軸度）：用百分表找平拼裝盤（0.05mm以內(nèi)），拼裝盤要與拼裝臺同軸。先用百分表確定零位之后，再在對稱的位置測量觀察相差值，如果相差值不在允許的公差范圍之內(nèi)（0.02mm），用橡皮錘敲打找正。同時保證平面度的穩(wěn)定性。（如果拼裝盤和拼裝臺之間有縫隙，用鐵片固定）3、 用拼裝盤、內(nèi)徑千分尺、百分表和拼裝圓柱，確定百分表的拼裝位置的數(shù)值:首先在拼裝臺上放上拼裝圓柱，盡可能使它與拼裝臺在同一軸線上（輕放）來減小誤差，把三個百分表打在拼裝圓柱上、中、下三個位置，求出拼裝圓柱的傾斜值。4、 在拼裝盤上放上任意一塊基模，并與拼裝盤的內(nèi)壁貼合，用鐵塊壓上固定；用三個百分表分別打在基模的兩端的徑表面與胎頂徑上，確定百分表的位置和數(shù)值。5、 調(diào)整好千分尺的長度（根據(jù)拼裝圓柱的直徑、傾斜值和圖紙的理論數(shù)據(jù)計算出的數(shù)據(jù)，并用卡尺校對，減小誤差，用支架固定好調(diào)好的千分尺，使它的一端貼在拼裝圓柱上，并且垂直圓柱的軸心。6、 校正百分表的讀數(shù)：先將百分表打在基模上記下百分表的讀數(shù)，然后打在內(nèi)徑千分尺上，如果數(shù)據(jù)相差太多，先看基模是否貼合在拼裝盤的內(nèi)壁上，如果貼合在上面，用千分尺和百分表校正一下拼裝圓柱，盡可能對稱校正，使其對稱測量的兩點在1-3絲內(nèi)。重新確定百分表的位置，之后將百分表打到基模上，將指針調(diào)到0，并記下小指針的位置。7、 用8塊基模在拼裝盤上分成8等分（按順序）：將干燥修好的二次石膏放在拼裝盤上，將上下中三個百分表打開讀數(shù)，如果測量數(shù)據(jù)小了，就在石膏內(nèi)部的下側(cè)墊紙片，如果數(shù)值大了，就在石膏內(nèi)部的下側(cè)用銼刀去掉一些，但前提是保證石膏與拼裝盤的內(nèi)壁要保持貼合。在裝下一塊石膏時將百分表打在拼裝的石膏模上，防止尺寸變化。8、 拼完萬后在石膏模的表面接合處用石膏固定，之后補(bǔ)上上下結(jié)合處，用百分表測量兩次的讀數(shù)變化，如果在公差范圍之內(nèi)（0-10絲），就用鐵皮固定，在用螺絲固定時用百分表觀察變化，上到小1-2絲即可，然后填沙、再觀察前后的變化，一般大6絲左右。9、 拼裝石膏的注意事項：1） 石膏拼裝時，注意節(jié)距的銜接，平面度和圓度符合要求。2） 在拼裝時盡量不要在石膏下墊東西和用銼刀去石膏，以免引起錯位。（八、）石膏芯修整＞石膏與水充分融合，保持溶液狀態(tài)，若石膏干枯則不宜與要修補(bǔ)面結(jié)合；＞修縫時要盡量少粘原狀未損毀部分，缺哪補(bǔ)哪，哪多余鏟哪，（特殊情況可以“先去后補(bǔ)”）；＞修完的面要與原基模相同處作比較，要比較形狀，比較位置；＞若掉的太多的花紋時，最好依原?；鶞?zhǔn)修補(bǔ)；＞補(bǔ)插鋼片時要注意所放位置正確，高度與原模保持一致＞接縫處胎面不要高出，且要求光滑；＞鋼片根部上的殘余石膏要清除干凈；＞將石膏芯從修心臺上轉(zhuǎn)到二次烘干爐內(nèi)的過程；＞起吊時還須將底盤的縫補(bǔ)上，切忌修補(bǔ)的地方不能高出平面，若高出則放在石膏板上就不平易導(dǎo)致石膏塊之間錯位，出現(xiàn)不良鑄造產(chǎn)品；＞入爐時要將便面石膏粉清理干凈（氣槍吹塵）。六、鋁鎂合金熔煉和輪胎模具的鑄造6.1概述合金的熔煉與澆注是鑄造生產(chǎn)中的主要環(huán)節(jié)。嚴(yán)格控制熔煉與澆注的全過程，對防止鑄造缺陷起著至關(guān)重要的作用。由于鋁鎂合金吸氫趨向大，氧化能力強(qiáng)，易溶解鐵和硅，在熔煉與澆注中必須嚴(yán)格預(yù)防，以獲得優(yōu)質(zhì)鑄件。優(yōu)質(zhì)的鑄件，來自于高質(zhì)量的熔體，化學(xué)成分符合要球，澆注溫度適中，澆注的鑄件組織致密，理學(xué)性能好。要保證得到良好的熔體，必須了解熔體在熔煉過程中與周圍介質(zhì)的相互作用和制約，搞清楚熔體與鑄件的關(guān)系，選擇正確合理的熔煉參數(shù)，制定合理的工藝方案，以確保生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的鑄件。6.2鋁鎂合金爐料的準(zhǔn)備及質(zhì)量控制（一、）化學(xué)成分為了熔煉出優(yōu)質(zhì)的鋁鎂合金熔體，首先選擇合格的原料，化學(xué)成分中，一定要控制雜質(zhì)的含量，原料斷口面不應(yīng)該有縮孔和氣孔并對原料進(jìn)行科學(xué)的管理及適當(dāng)處理，否則會嚴(yán)重影響合金的質(zhì)量，進(jìn)而遺產(chǎn)給鑄件。（二、）爐料處理爐料在使用前應(yīng)除去表面的鋁銹，特別是濕度大，放置時間長的爐料，嚴(yán)重的必須經(jīng)過吹砂處理，放置時間不長的，表面叫干凈的可以直接使用。但所有的爐料入爐前，均應(yīng)預(yù)熱，以除去表面吸附的水分，縮短熔煉時間，減少合金吸氣趨向，預(yù)熱在350-400度，3小時以上，也可放置在爐旁預(yù)熱。（三、）爐料的存放爐料應(yīng)存儲在溫度變化不大、干燥的倉庫內(nèi)。鋁鎂合金爐料受潮后，會受到空氣中水汽的腐蝕，生成鋁銹。鋁銹中的水以化學(xué)吸附的方式存在于氧化鋁和氫氧化鋁中，只有在超過900度的高溫時，鋁銹中的水才能析出。在一般的余熱中是無法去除的，所以存儲鋁鎂合金錠時要保持地面的干燥，不能清掃地面時灑水。6.3坩堝以及熔煉工具的準(zhǔn)備（1、）坩堝準(zhǔn)備—~ 鋁鎂合金低壓鑄造手冊__~142——熔煉鋁鎂合金常用的是鑄鋼、鑄鐵坩蝸。新坩蝸在使用前，應(yīng)加熱到750-800度，保持2-3小時，以燒出掉附著在坩蝸上的水分，以及一些微小的可燃顆粒。有條件的話，最好在熔煉合金以前，進(jìn)行滲鋁處理，這樣可以提高坩蝸的使用壽命。使用過的坩蝸在使用前應(yīng)在溫度不低于200度溫度下噴刷涂料，預(yù)熱到600-700度，并保持一段時間，使其整個爐體溫度均衡，（2、）熔煉工具的準(zhǔn)備壓瓢、撇渣勺、鋁液勺、打渣勺等使用前都要清理干凈并烘干，在150-200度溫度下涂以涂料，涂料后再徹底烘干，烘干溫度200-400度，并保持2小時以上，也可以放在坩蝸爐上烘干，在使用前盡量不要讓工具離開烘干環(huán)境。（3、）熔煉溫度的控制：熔煉溫度過低，不利于合金元素的溶解及氣體、夾雜的排除，增加欠鑄和冷隔的趨向，合金的流動降低；熔煉溫度過高，熔體溶解水汽、氫的能力增大，鋁鎂合金氧化嚴(yán)重，元素?zé)龘p厲害，從而導(dǎo)致合金鑄造性能下降，容易形成那個縮松，機(jī)械、加工性能下降，氣密性降低。在鑄造行業(yè)中，又一條澆注規(guī)則：高溫熔煉，低溫澆注。但這個高溫只是一個相對概念。把合金快速升溫到高溫（較高），以促進(jìn)合金的溶解和均勻化，此時進(jìn)行一些對熔體的處理，然后降低溫度到合適的澆注溫度，較低的澆注溫度，元素的偏析小，溶解氫和水汽的能力降低了，l利于獲得均勻致密、機(jī)械性能高的合金組織?？刂茰囟仁峭ㄟ^測量儀進(jìn)行的，通過熱電偶來傳遞熔體的溫度，它們的準(zhǔn)確程度直接決定了熔體的質(zhì)量好壞，所以要定期核對和校準(zhǔn)，對侵入熔體的熱電偶，外部要搞好鋼管保護(hù)，并每次粉以涂料保護(hù)。延長使用壽命，同時保護(hù)熔體的質(zhì)量?！獈 鋁鎂合金低壓鑄造手冊__~15-~——（4）熔煉時間的控制為了減少鋁鎂合金的氧化、吸氣和對坩蝸中鐵的溶解，盡量減少鋁鎂合金在爐體中的停留時間，要快速容量。根據(jù)有關(guān)資料介紹，鋁鎂合金的融化對鑄造完畢不得超過4小時，4小時以上熔體變得惡化，鑄件內(nèi)在質(zhì)量明顯變差。（5、）熔體的澆注融化的鋁鎂合金在進(jìn)行一些處理時，難免會熔體暴露在空氣中，使其氧化，盡管氧化鋁的密度鋁鎂熔體的密度大，但值相差不遠(yuǎn)，所以鋁液氧化后，進(jìn)入熔體必須經(jīng)過相當(dāng)長的時間才能沉到坩蝸底部，而這層氧化膜由于表面積大，表面疏松，吸附能力極強(qiáng)，極易吸附水汽，導(dǎo)致整體氧化膜有上浮的趨向，從總體效果來分析，它們和熔體的密度幾乎等同，所以難以排除，所以只能通過縮短熔體與空氣的直接接觸時間來控制（有條件可以用惰性氣體保護(hù)），并且減少鋁鎂合金熔體的攪拌。>澆注時確保熔體的出爐的溫度，必須在一個合適的范圍值內(nèi)>與澆注配套的工裝必須加熱到工藝要求的溫度>盡量保持澆注環(huán)境的相對穩(wěn)定，不可有“過堂風(fēng)”，在澆注環(huán)境中吹過。>加壓時一定要保持壓力的均衡性，使鋁鎂合金充型保持平穩(wěn)充型，防止充型猛烈，造成紊流，使合金液造成二次氧化。6.4鋁鎂合金熔煉過程的基本原理鋁鎂合金在溫度升高融化過程中，不是一個簡單由固體到液體的過程，在這個過程中，高溫的固體和融化后的液體，時時在與和他們周圍接觸的介質(zhì)相互作用。（1）鋁鎂合金熔體與氧的作用：氧是鋁鎂合金的強(qiáng)氧化劑。隨爐體溫度的升高，熔體溫度的升高，氧與鋁鎂合金的氧化加劇，生成氧化鋁和氧化鎂。在未融化的鋁鎂合金的固體表面上，在形成氧化鋁氧化膜的同時一部分被水化，形成氫氧化鋁，氧化鋁有強(qiáng)烈的吸附水氣的能力.在鋁鎂合金中鎂的含量4.5-5.5%，熔體氧化時， 鋁鎂合金低壓鑄造手冊__~16-~——有很大部分是氧化鎂，它的密度和熔體接近也是難以排除，氧化鎂隨熔體溫度變化時不斷的翻動而進(jìn)入熔體的任何部位，這種氧化物在鑄件和鑄錠的斷口處可以區(qū)別出來，它與其他的基體有顏色上的不同。（2） 鋁鎂合金與氫的反應(yīng)：鋁鎂合金熔體中氣體，主要是以氫的形式存在，其含量占?xì)怏w總量的70-90%，鋁鎂合金得含氣量，可以理解為就是含氫量。氫主要來源于鋁鎂合金熔體與爐氣和環(huán)境中的水蒸氣發(fā)生反應(yīng)生成的氫.AL+H2O—AL2O3+H2溫度越高，反應(yīng)越劇烈，在730度以上是，反應(yīng)急劇增加，即使有少量的水蒸汽，也會生成大量的氫，在鋁鎂合金熔體與水蒸汽反應(yīng)的界面，氫在鋁鎂合金介面上的分壓相當(dāng)大，致使氫強(qiáng)烈的溶入鋁鎂合金熔體，爐體中和周圍環(huán)境的水蒸汽越多，熔煉時間越長，溫度越高，合金熔體吸氫地趨向就業(yè)嚴(yán)重。鋁鎂合金在固態(tài)鑄錠狀態(tài)下，會生成AL2O3和AL（OH）3,AL（OH）3在高于400度的溫度下分解，變?yōu)锳L2O3和h2o,al2O3成為夾雜，進(jìn)入熔體，這又是熔體中增加氫的一個因素。氫在固體中氫的溶解度很小，在液態(tài)中，隨溫度的升高溶解度急劇增加，但熔體溫度降低凝固時過飽和的氫析出，形成氣體，但氣體多時，在凝固體中當(dāng)來不及逸出時，就會形成空洞，所以高溫高濕的天氣盡量不澆注。（3） 鋁鎂合金與氮的作用：氮幾乎不溶解于鋁鎂合金，但在溫度超過760度時，如果向鋁鎂合金熔體中，出入氮氣，氮氣便會與鎂生成Mg3N2,所以，當(dāng)精煉時我們不用氮氣，而是用高純氬精煉。（4） 鋁鎂合金與坩蝸的作用：使用鑄鋼、鑄鐵坩蝸時，由于鐵、硅的溶解，使得熔體中地鐵和硅含量增加，溫度越高，鐵硅的在鋁鎂合金中的溶解度越大，鐵硅對鋁鎂合金來說是雜志成分，不但給鑄成件帶來機(jī)械性能的下降，也使得熔體的鑄造性能下降。 鋁鎂合金低壓鑄造手冊__~172——(5)鋁鎂合金熔體的處理：鋁鎂合金在澆注前，一般均需要進(jìn)行處理，覆蓋保護(hù)、精煉處理、細(xì)化處理等，以獲得純凈的、組織細(xì)小的優(yōu)質(zhì)鋁鎂合金熔體。A:覆蓋劑的作用：能隔絕大氣中水蒸氣與鋁鎂熔體的接觸，減少氫進(jìn)入鋁鎂合金熔體機(jī)會；吸附鋁鎂合金熔體中氧化物以及氧化物表面上的小氣泡；在沒有覆蓋劑時，鋁鎂合金熔體上的氧化膜非常致密，氫在層致密的氧化膜下，難以逸出，添加覆蓋劑后，使熔體表面上的致密保護(hù)膜破碎成細(xì)小的顆粒，氫可以通過顆粒之間的空隙，順利的逸出。B:精煉劑的作用：精煉劑一般都是氯鹽，氯鹽不但有良好的去除氧化夾雜的能力，也有良好地除氣能力。氯鹽能與鋁鎂合金氧化物反應(yīng)，去除表面氧化膜，使合金中的氫容易逸出，并且氯與鋁鎂合金的主體鋁反應(yīng)，生成氯化鋁，在183度時被氣化，同時達(dá)到了除氣的效果。C:中間合金的作用：鋁鈦硼中間合金加入鋁鎂合金熔體中，促使熔體內(nèi)部生核，細(xì)化鋁鎂合金基體品粒，品粒細(xì)化不僅可以提高合金的機(jī)械性能，同時改善了鑄造性能，在凝固是可以促進(jìn)補(bǔ)縮，利于鑄件的致密性。6.5輪胎模具的鑄造過程(1)材料準(zhǔn)備及溶解計算，設(shè)備檢查設(shè)備損傷＞材質(zhì)：AC7A。＞計算鑄造所使用的金屬量：花紋圈、湯道、升液管、坩蝸底部、相對安全留量和除渣消耗量。＞設(shè)備檢查。＞工具的清洗和涂料的粉刷。預(yù)熱：＞鑄錠預(yù)熱：鑄錠在熔化之前，應(yīng)預(yù)熱至150°C以上，以防止水分進(jìn)入熔化金屬。＞溶解爐在700度的溫度下，預(yù)熱一小時以上，徹底將坩蝸上所吸附各種形式的水清除掉。＞將精煉劑，除渣劑和中間合金與鋁錠一起放在坩蝸上干燥。＞升液管在700度溫度下保持4小時以上，以便在澆注時接近鋁鎂合金的溫度。＞基本盤在450度溫度下保持4小時以上.＞鋼套、基本盤400度溫度下保持4小時以上。坩蝸爐預(yù)熱后鋁錠稱重后放入，加上坩蝸蓋，防止熱量的散失，同時減少空氣中水分進(jìn)入熔體，鋁鎂錠開始盡量少放，以便能迅速形成熔池。靜置、控溫：測量密度的同時，靜置熔體，進(jìn)一步細(xì)化，同時控制熔體的溫度達(dá)到澆注的溫度710-715度。鑄造設(shè)備的安裝：＞檢查或安制坩蝸上盤根，安裝大基板、熱電偶；＞安裝升液管，在升液管上部放置石棉墊；＞基本盤(湯道)，安裝石膏板，煤油噴燈預(yù)熱湯道時間：3-6分＞迅速吊裝石膏芯到石膏板上；＞在石膏上部安放石棉繩；安裝鋼套；＞塞放石棉氈，填充石英砂；＞基本盤的2次預(yù)熱--預(yù)熱時間：3-6分(9)鑄造的控制＞在設(shè)備安裝前試壓，并檢查各控制參數(shù)是否正常---壓力：1.05,-時間：3600秒；＞控制充型溫度在710-715之間;—~ 鋁鎂合金低壓鑄造手冊__~19-~—＞觀察充型壓力和時間是否正常；＞觀察達(dá)到到保壓的壓力是否屬于正常值；＞檢查安裝的鑄造設(shè)備是否漏氣；＞紀(jì)錄各個階段（300s）的壓力和各設(shè)備溫度；＞在凝固階段將爐氣溫度控制在710-730度（保證鋁液不會凝固，可以補(bǔ)縮）（10）鑄件的清理：卸壓后，將鑄造裝配設(shè)備，拆裝，鑄件放置12小時后脫型水洗，用高壓水槍清洗花紋圈，直到?jīng)]有石膏痕跡。6.6低壓鑄造參數(shù)的選擇壓力計算：p二入*h*dP:壓強(qiáng)入：阻力系數(shù)h:液面倒鑄件頂部的高度d:金屬液的密度充型時間：t=h/vT:充型時間h:液面倒鑄件頂部的高度v:對鋁鎂合金液的填充速度。鋁鎂合金的澆注溫度：710-715度。鑄型溫度：t鑄型=T澆注溫度*1/3澆注系統(tǒng)：升液管截面積：湯道截面積：內(nèi)澆口界面積二1：1.6：2.5—~ 鋁鎂合金低壓鑄造手冊__~20_2——七、工藝過程中問題分析及處理辦法>一次石膏是如何配比的？A3石膏（100）：水（56-59）,25度左右的純凈水，均勻攪拌、，除去內(nèi)部氣泡。（2、）石膏干燥完畢后，打開加熱爐門子取石膏時，要緩慢將爐門打開一個縫隙，防止過多、過快的冷空氣進(jìn)入爐內(nèi)，造成冷熱相激的現(xiàn)象，使石膏表面形成裂紋或碎片脫落。（3、）石膏在干燥后與干燥前的重量比值一般為：65-70%時，說明干燥已經(jīng)完成。如果超過這個比例說明干燥不充分，必須繼續(xù)干燥，否則在拚裝時會出現(xiàn)不由自主變形的現(xiàn)象。>石膏二次干燥過程是如何控制的？第一階段常溫一220度10HTOC\o"1-5"\h\z第二階段220度 6H第三階段150度 2H第四階段150度 6H>二次石膏出爐后，為何不能用帶有濕的石膏修補(bǔ)？二次石膏出爐后，此時非常干燥，溫度150度左右，極易吸收空氣中的水分，如果此時再用帶自由水的石膏修補(bǔ)石膏芯，會把更多的水存入石膏芯中，但石膏芯在720度左右的溫度澆注時，存在的自由水和水汽就在石膏芯中跑出，進(jìn)入鋁鎂合金熔體，并以4000多倍的體積增大，導(dǎo)致模具內(nèi)形成大的孔腔。> 為何鋁鎂合金熔煉時不選用粘土石墨坩堝？鋁鎂合金中鐵和硅以嚴(yán)格被控制的雜質(zhì)身份出現(xiàn)的，鐵和硅在鋁鎂合金中會形成FeAL3和Mg2Si化合物，顯著降低合金的機(jī)械性能，鐵不單降低合金的鑄造性，使合金的—~ 鋁鎂合金低壓鑄造手冊__~212——流動性變差，更主要的是合金的抗腐蝕性降低。而市面上的石墨坩蝸中很多是粘土與石墨的匯合制成的，粘土中二氧化硅會鋁鎂反應(yīng)，而污染熔體。而我們使用的鑄鋼坩蝸，同樣含有這兩種元素，所以我們都嚴(yán)格的涂刷涂料，＞為何鋁鎂合金熔煉時，溫度不得超過760度？鋁鎂合金熔煉時，溫度一般最高不超過740度，鋁鎂合金中的鎂，在760度時，極易燃燒掉，盡管鋁鎂形成共品體，但中有部分鎂處于游離狀態(tài)，這部分很不穩(wěn)定，在760度能全部氧化損失掉，所以熔煉溫度一般控制在740度以內(nèi)，確保鎂元素的固留。在超過760后，氧化膜中的YAL203變成aAL203體積收縮13%，使本來連續(xù)的氧化膜變得破裂開來，熔體內(nèi)部的鋁鎂合金直接暴露在空氣中，使熔體氧化繼續(xù)進(jìn)行，所以為了保證氧化膜的完整性，溫度應(yīng)控制在760度以下。＞為何在熔煉時一定要除渣？熔煉時，大多熔體都會氧化，鋁鎂合金尤其嚴(yán)重，氧化時生成的這些氧化物就是我們所說的渣，他們大多顯多孔狀，顆粒較大，一般在1mm左右，對鑄件的不利影響：1、 降低了合金的機(jī)械性能，特別是抗疲勞強(qiáng)度、沖擊韌性和延伸率2、 降低了熔體的流動性，使得鑄造性能下降。3、 降低了加工性能，在加工過程中易開裂。＞如何檢查的坩蝸使用情況？坩蝸材料為中碳或無竦的低合金鋼，對于電阻加熱，坩蝸表面、底部經(jīng)受灼熱的電阻長時間烘烤氧化合結(jié)垢，縮短坩蝸的使用壽命，應(yīng)經(jīng)常檢查坩蝸。確定坩蝸的報廢標(biāo)準(zhǔn)。通常情況下，坩蝸的厚度只有原來的一半時，就可以報廢，目視檢查包括檢查坩蝸內(nèi)外表面有無裂紋，為坩蝸都建立使用卡片，內(nèi)容包括使用時間，坩蝸厚度，維修等。＞在石膏上分瓣線上的鋼片如何處理?

鋁鎂合金低壓鑄造手冊~22八、鑄件的常見缺陷分析和處理在鑄造中，由于受到很多難以估計的因素的影響缺陷是難以避免的，低壓鑄造中可能發(fā)生多種缺陷，一些常見的缺陷如下：1、 填充不足：原因可能是上升速度不夠，冷模，低金屬溫度，澆口不合適，排氣銷氣不好。處理：增加充型壓力；提高模具溫度；提高金屬液溫度；修整澆鑄系統(tǒng)；修整排氣銷。2、 冷紋發(fā)生于已經(jīng)凝固化部分和流動相遇時，原因可能是金屬液和模具溫度過低引起的。處理：提高金屬液的澆鑄溫度；提高模具的預(yù)熱溫度。3、 氣孔原因是內(nèi)部包有空氣或析出溶解的氫氣以及有水氣。處理：提高精煉質(zhì)量；鋁錠、工具要充分預(yù)熱干燥。4、 收縮孔和氣穴發(fā)生于鑄件局部過熱的地方