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教您如何保證惠州鋁合金鑄造加工過程中質(zhì)量問題?

文章出處:新聞中心 責任編輯:東莞市劍鋒機械配件有限公司 發(fā)表時間:2024-11-04
  ?鋁合金鑄造加工是一種將鋁合金材料熔化后,注入特定的鑄型型腔中,經(jīng)過冷卻凝固,從而獲得具有一定形狀、尺寸和性能的鋁合金鑄件的制造工藝。它是現(xiàn)代金屬加工領(lǐng)域中廣泛應用的技術(shù),用于生產(chǎn)各種機械零件、汽車零部件、航空航天部件以及建筑和裝飾構(gòu)件等。
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成分檢驗:
鋁合金鑄造的原料主要是鋁錠以及各種合金元素添加物。在投入鑄造前,必須對原材料的成分進行精確檢驗。例如,對于常見的鋁 - 硅合金(如 ZL101),硅的含量應在 6.5% - 7.5% 之間。使用光譜分析儀等設(shè)備,確保合金元素的含量符合規(guī)定標準,任何偏差都可能影響鑄件的力學性能、耐腐蝕性等。
還要檢查原材料中的雜質(zhì)含量。像鐵、鈉等雜質(zhì)元素對鋁合金性能有不良影響。例如,過多的鐵會降低鋁合金的韌性和耐腐蝕性,其含量一般要控制在較低水平,如在某些鋁合金中,鐵含量應低于 0.6%。
原料預處理:
對鋁錠和合金元素添加物進行清潔處理,去除表面的油污、氧化膜和灰塵等雜質(zhì)。這些雜質(zhì)如果進入熔液,可能會導致氣孔、夾雜等缺陷。例如,可以采用機械打磨或化學清洗的方法來處理原材料。對于鋁錠表面的氧化膜,可以用堿洗的方式去除,然后用清水沖洗干凈,確保原材料表面純凈。
熔煉過程質(zhì)量保障
熔爐選擇與維護:
根據(jù)鋁合金鑄造的規(guī)模和要求選擇合適的熔爐。例如,對于中小批量生產(chǎn),電阻爐是一種常用的選擇;對于大規(guī)模生產(chǎn),燃氣爐或感應電爐效率更高。無論哪種熔爐,都要定期維護。檢查爐襯的完整性,爐襯損壞可能導致熱量散失、金屬液泄漏等問題。同時,要確保熔爐的加熱系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)等正常工作。
熔煉溫度與時間控制:
不同鋁合金有不同的熔點和最佳熔煉溫度范圍。例如,鋁 - 硅合金熔點在 577℃ - 630℃之間,實際熔煉溫度一般控制在 700℃ - 750℃。溫度過高會導致合金液吸氣(吸收氫氣等)、氧化加劇,產(chǎn)生氣孔和夾雜物;溫度過低則合金元素不能充分熔解,影響合金成分均勻性。熔煉時間也需要合理控制,過長的熔煉時間會增加金屬液與空氣接觸時間,導致吸氣和氧化,同時浪費能源。
精煉與除氣處理:
鋁合金在熔煉過程中容易吸收氣體,主要是氫氣??梢圆捎枚喾N除氣方法,如吹氣精煉法。使用惰性氣體(如氬氣或氮氣)通過旋轉(zhuǎn)噴頭或多孔塞吹入合金液中,氣泡在上升過程中會吸附氫氣并帶出液面。同時,添加精煉劑也很重要,精煉劑可以去除合金液中的氧化物和夾雜物。例如,使用六氯乙烷等精煉劑,它在高溫下分解產(chǎn)生的氣體能夠吸附夾雜物,使夾雜物上浮到液面被去除。
造型與制芯環(huán)節(jié)質(zhì)量控制
造型材料選擇:
鋁合金鑄造常用的造型材料有砂型、金屬型和熔模鑄造用的陶瓷型等。對于砂型鑄造,要根據(jù)鑄件的要求選擇合適的型砂。例如,對于高精度、復雜形狀的鑄件,可選用樹脂砂。樹脂砂具有較高的強度、良好的潰散性和尺寸精度,能夠很好地復制模具形狀,并且在鑄件凝固后容易清理。要確保型砂的透氣性、強度和耐火性等性能符合鑄造要求。透氣性差會導致鑄件產(chǎn)生氣孔,強度不足會使砂型在澆注過程中損壞,耐火性不夠則可能造成鑄件表面粘砂。
造型工藝控制:
在造型過程中,嚴格控制砂型的緊實度。緊實度過高會降低砂型透氣性,導致鑄件產(chǎn)生氣孔;緊實度過低則砂型強度不夠,可能在澆注時被沖垮。例如,手工造型時,通過控制舂砂的力度和次數(shù)來調(diào)節(jié)緊實度;機器造型時,調(diào)整好造型機的參數(shù),確保砂型的緊實度均勻一致。同時,注意砂型的分型面設(shè)計和脫模方式,避免在脫模過程中損壞砂型。
制芯工藝控制:
芯子用于形成鑄件的內(nèi)腔,其質(zhì)量直接影響鑄件內(nèi)部質(zhì)量。制芯材料和工藝與造型類似,但芯子要求更高的強度、透氣性和退讓性。退讓性是指芯子在鑄件凝固收縮時能夠適當變形,避免阻礙鑄件收縮而產(chǎn)生裂紋。例如,對于一些細長的芯子,可以采用中空結(jié)構(gòu)或添加退讓性材料來提高退讓性。制芯后要對芯子進行烘干處理,去除水分,提高芯子的強度和穩(wěn)定性。
澆注過程質(zhì)量把關(guān)
澆注溫度控制:
澆注溫度對鋁合金鑄件質(zhì)量至關(guān)重要。澆注溫度過高,合金液流動性好,但會增加縮孔、縮松等缺陷的產(chǎn)生幾率,同時使鑄件的晶粒粗大,影響力學性能;澆注溫度過低,合金液流動性差,可能出現(xiàn)澆不足、冷隔等缺陷。對于不同形狀和尺寸的鑄件,澆注溫度要根據(jù)鑄件的形狀、尺寸和壁厚等因素來確定。例如,對于薄壁鋁合金鑄件,澆注溫度要相對高一些,以確保合金液能夠充滿型腔;對于厚壁鑄件,澆注溫度可以適當降低,防止產(chǎn)生過多的縮孔。
澆注速度控制:
澆注速度要適中。澆注速度過快,合金液對砂型的沖擊力大,容易造成砂型損壞、沖砂等缺陷,同時會使合金液卷入氣體,產(chǎn)生氣孔;澆注速度過慢,合金液可能在澆注過程中冷卻凝固,出現(xiàn)澆不足或冷隔現(xiàn)象。根據(jù)鑄件的大小和復雜程度來調(diào)整澆注速度。例如,對于大型、簡單形狀的鑄件,澆注速度可以稍快一些;對于復雜形狀的鑄件,澆注速度要適當放慢,使合金液能夠平穩(wěn)地充滿型腔。
澆注系統(tǒng)設(shè)計:
澆注系統(tǒng)包括澆口、直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道等部分,其設(shè)計要合理。作用是引導合金液平穩(wěn)、均勻地進入型腔。澆口的位置要選擇在有利于合金液流動和排氣的地方,一般位于鑄件的最高處或壁厚較大的部位。直澆道的高度和直徑要根據(jù)鑄件的高度和重量來確定,橫澆道和內(nèi)澆道的尺寸和形狀要能夠控制合金液的流速和流向。例如,采用開放式澆注系統(tǒng)可以使合金液平穩(wěn)地流入型腔,避免產(chǎn)生飛濺和渦流。
鑄件后處理質(zhì)量保證
清理工藝控制:
鑄件凝固后,首先要進行清理,去除鑄件表面的粘砂、澆冒口和芯子等。清理方法有機械清理(如拋丸、噴砂)和化學清理(如堿洗)等。拋丸清理是利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪將彈丸拋射到鑄件表面,去除粘砂和氧化皮。在拋丸過程中,要注意彈丸的大小、速度和拋射角度等參數(shù)。彈丸過小,清理效果不佳;彈丸過大,可能會損傷鑄件表面。噴砂清理適用于清理形狀復雜的鑄件,其原理與拋丸類似,但使用的是砂粒作為噴射介質(zhì)。堿洗清理主要用于去除鑄件內(nèi)部的芯子和一些難以用機械方法清理的粘砂,要控制堿液的濃度、溫度和洗堿時間,避免鑄件過度腐蝕。
熱處理工藝控制:
根據(jù)鋁合金鑄件的性能要求,可能需要進行熱處理。熱處理可以改善鑄件的力學性能、消除內(nèi)應力等。例如,對于一些鋁合金鑄件,進行時效熱處理可以提高其強度和硬度。在熱處理過程中,要嚴格控制加熱溫度、保溫時間和冷卻速度。加熱溫度過高或保溫時間過長,可能會導致鑄件過燒或變形;冷卻速度過快,可能會產(chǎn)生新的內(nèi)應力。同時,要選擇合適的熱處理設(shè)備,確保溫度均勻性和工藝的可重復性。
質(zhì)量檢測與修補:
對鋁合金鑄件要進行全面的質(zhì)量檢測。檢測內(nèi)容包括外觀檢查(查看是否有氣孔、縮孔、裂紋、砂眼等缺陷)、尺寸精度檢測(使用量具測量鑄件的尺寸是否符合設(shè)計要求)、力學性能檢測(如拉伸試驗、硬度測試等)和內(nèi)部質(zhì)量檢測(如采用 X 光探傷、超聲波探傷檢查鑄件內(nèi)部的缺陷)。對于檢測出的小缺陷,可以采用修補的方法進行處理。例如,對于表面氣孔和砂眼,可以采用補焊、浸滲等方法修復;對于尺寸偏差較小的鑄件,可以通過機械加工進行修正。

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