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铝合金铸件在汽车工业中应用非常广泛,汽车引擎、变速器、前后桥、车架和车身等很多零部件都是由铝合金铸件制成的。铝合金铸件具有轻量化、较较高强度、良好的耐腐蚀(以实际报告为主)(以实际报告为主)性和可塑性等优点,可以很大提高汽车的整车性能,同时也能够降低汽车的油耗和排放量。铝合金铸件在航空航天工业中也有着广泛的应用,例如飞机发动机中的涡轮叶片、燃气轮机叶轮、液压泵轮、散热器和汽缸盖等零件,都是由铝合金铸件制成的。铝合金铸件具有较高的比强度和比刚度,适用于高速运转和高温环境下的应用,可以提高飞机的整体性能。铸铝件轮毅冷铁的设置设计跟原因分析
(一)、铸铝件轮毅冷铁的设置设计
该类铸铝件一般采用砂型铸造。轮毅形状像一个底部凸起,带有隔板的分格果盘。此类铸铝件在工艺设计时要注意以下因素:一是大平面容易产生氧 化夹杂及气孔,应采用底注方式,使铝液尽可能地平稳充型。二是铸铝件浇注时,过粗的(大于φ30mm)直浇道极易产生裹携性气孔,故对于大型铸铝件可采用一组或两组直浇道进行浇注,每组直浇道由几根较细的直浇道组成。三是由于铸铝件上隔板较多且薄,浇注系统的设置应尽量保证隔板的充型。四是如果铸铝件壁厚较厚,较好采用计算机凝固模拟技术,对冒口及冷铁的设置进行优化设计。
用于大型特种风机的轮毅,材质为ZL104,该铸铝件外径为φ1676mm,高度为320mm,盘底凸起平面厚度为30mm,外圆壁厚为63mm,隔板壁厚为20mm,盘内等分为13格空腔,中间部位镶铸铸铁轴套。采用盘底朝上的砂型铸造底注工艺,每格空腔都由1个泥芯形成(包括隔板圆孔和盘底圆孔)。浇注系统采用底注形式,且沿圆周均匀分布,以使铝液能平稳均衡地上升,尽量减少氧 化夹杂,并较快地充满隔板。
由于外圆周壁厚达63mm,因此是厚壁铸铝件。在铸铝件外圆顶部圆周上,均匀地设置8个腰圆冒口,经计算机凝固模拟分析,可以不设置冷铁。需镶铸的铸铁轴套要烘干后下入型腔,轴套工作温度为90℃-120℃,铝液浇入型腔后将轴套镶铸,干型干芯。该产品毛坯质量为510kg,工艺出品率为78%。
(二)、铝合金铸件原因分析
经过我们多次对比试验,多方面查找分析原因,并通过生产实践验证,认为产生汽车铝合金铸件夹渣和气孔的原因在于以下三个方面:
1浇注系统设计不合理
一般在设计浇注系统时,既要满足充型平稳,又要考虑实现顺序凝固。我们以某一汽车铝合金铸件为例,具体加以说明。该铝合金压铸件原浇注系统,金属液从浇冒口进去,充满后,浇口同时也充当冒口的作用,两铝合金铸件按外形尺寸较长方竖直分布于直浇道的两侧,铝合金铸件上没有设置冒口,这样,就使得铝合金铸件的充型高度比较高,在金属液充型下落过程中接触空气,出现激溅、氧 化、卷入空气,使充型极不平稳,同时金属液中的夹杂物不易上浮聚集于浇冒口部位,从而造成在浇口部位的铝合金铸件面上氧 化夹渣和气孔等缺陷比较多。
2铸型排气性差
我们还是以上述铝合金铸件为例,给以说明。由于原浇注方案的浇注系统设计造成充型高度比较高,使得型腔下部(即远离浇口的部位)汇集的气体不能顺利排除,造成型腔下部铝合金铸件有较多的气孔产生;同时,由于原先安放的排气塞的V型槽槽数分别为16个和12个,槽数过多,使得V型槽开口处比较窄,导致铸型排气不顺畅,另外,V型槽也容易被铝液堵塞;该排气塞选用黄铜制作,使用一段时间后,容易导致排气塞磨损而松动,加之黄铜比45钢易粘附铝液,所以,排气塞常常松动、堵塞,造成铸型内的气体不能排出,从而在该部位形成气孔。
3铸型保温性能差
原先型腔喷涂的涂料是车间以滑石粉、水玻璃等为原料自己配制的,其保温性能不好,导致铸型温度分布不均衡,使得铝合金铸件不能按规定的方向顺序凝固,不能使夹杂物和气体然后汇集于设置的冒口处,因此这种涂料不能改变充型条件,常常使铝合金铸件产生夹渣和气孔等缺陷。
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