铸铝工艺流程是什么?
一、装料
熔炼时,装入炉料的顺序和方法不仅关系到熔炼的时间、金属的烧损、热能消耗,还会影响到金属熔体的质量和炉子的使用寿命。装料的原则有:
1、装炉料顺序应合理。正确的装料要根据所加入炉料性质与状态而定,而且还应考虑到最快的熔化速度,最少的烧损以及准确的化学成分控制。
装料时,先装小块或薄片废料,铝锭和大块料装在中间,最后装中间合金。熔点易氧化的中间合金装在中下层。所装入的炉料应当在熔池中均匀分布,防止偏重。
小块或薄板料装在熔池下层,这样可减少烧损,同时还可以保护炉体免受大块料的直接冲击而损坏。中间合金有的熔点高,如AL-NI和AL-MN合金的熔点为750-800℃,装在上层,由于炉内上部温度高容易熔化,也有充分的时间扩散;使中间合金分布均匀,则有利于熔体的成分控制。
炉料装平,各处熔化速度相差不多这样可以防止偏重时造成的局部金属过热。
炉料应进量一次入炉,二次或多次加料会增加非金属夹杂物及含气量。
2、对于质量要求高的产品(包括锻件、模锻件、空心大梁和大梁型材等)的炉料除上述的装料要求外,在装料前必须向熔池内撒20-30kg粉状熔剂,在装炉过程中对炉料要分层撒粉状熔剂,这样可提高炉体的纯洁度,也可以减少损耗。
3、电炉装料时,应注意炉料最高点距电阻丝的距离不得少于100mm,否则容易引起短路。
二、熔化
炉料装完后即可升温。熔化是从固态转变为液态的过程。这一过程的好坏,对产品质量有决定性的影响。
A、覆盖
熔化过程中随着炉料温度的升高,特别是当炉料开始熔化后,金属外层表面所覆盖的氧化膜很容易破裂,将逐渐失去保护作用。气体在这时候很容易侵入,造成内部金属的进一步氧化。并且已熔化的液体或液流要向炉底流动,当液滴或液流进入底部汇集起来时,其表面的氧化膜就会混入熔体中。所以为了防止金属进一步氧化和减少进入熔体的氧化膜,在炉料软化下塌时,应适当向金属表面撒上一层粉状熔剂覆盖,其用量见表。这样也可以减少熔化过程中的金属吸气。
B、加铜、加锌
当炉料熔化一部分后,即可向液体中均匀加入锌锭或铜板,以熔池中的熔体刚好能淹没住锌锭和铜板为宜。
这时应强调的是,铜板的熔点为1083℃,在铝合金熔炼温度范围内,铜是溶解在铝合金熔体中。因此,铜板如果加得过早,熔体未能将其盖住,这样将增加铜板的烧损;反之如果加得过晚,铜板来不及溶解和扩散,将延长熔化时间,影响合金的化学成分控制。
电炉熔炼时,应尽量避免更换电阻丝带,以防脏物落入熔体中,污染金属。
C、搅动熔体
熔化过程中应注意防止熔体过热,特别是天然气炉(或煤气炉)熔炼时炉膛温度高达1200℃,在这样高的温度下容易产生局部过热。为此当炉料熔化之后,应适当搅动熔体,以使熔池里各处温度均匀一致,同时也利于加速熔化。
三、扒渣与搅拌
当炉料在熔池里已充分熔化,并且熔体温度达到熔炼温度时,即可扒除熔体表面漂浮的大量氧化渣。
A、扒渣
扒渣前应先向熔体上均匀撒入粉状熔剂,以使渣与金属分离,有利于扒渣,可以少带出金属。扒渣要求平稳,防止渣卷入熔体内。扒渣要彻底,因浮渣的存在会增加熔体的含气量,并弄脏金属。
B、加镁加铍
扒渣后便可向熔体内加入镁锭,同时要用2号粉状熔剂进行覆盖,以防镁的烧损。为防止铍的中毒,在加铍操作时应戴好口罩。另外,加铍后扒也的渣滓应堆积在专门的堆放场地或作专门处理。
C、搅拌
在取样之前,调整化学成分之后,都应当及时进行搅拌。其目的在于使合金成分均匀分布和熔体内温度趋于一致。这看起来似乎是一种极其简单的操作,但是在工艺过程中是很重要的工序。因为,一些密度较大的合金元素容易沉底,另外合金元素的加入不可能绝对均匀,这就造成了熔体上下层之间,炉内各区域之间合金元素的分布不均匀。如果搅拌不彻底(没有保证足够长的时间和消灭死角),容易造成熔体化学成分不均匀。
搅拌应当平稳进行,不应激起太大的波浪,以防氧化膜卷入熔体中。
四、调整成分
在熔炼过程中,由于各种原因都可能会使合金成分发生改变,这种改变可能使熔体的真实成分与配料计算值发生较大的偏差。因而需在炉料熔化后,取样进行快速分析,以便根据分析结果是否需要调整成分。
A、取样
熔体经充分搅拌后,即应取样进行炉前快速分析,分析化学成分是否符合标准要求。取样时的炉内熔体温度应不低于熔炼温度中限。
快速分析试样的取样部位要有代表性,开然气炉(或煤气炉)在两个炉门中心部位各取一组试样,电炉在二分之一熔体的中心部位取两组试样。取样前试样勺要进行预热,对于高纯铝及铝合金,这了防止试样勺污染,取样应采用不锈钢试样勺并涂上涂料。
B、成分调整
当快速分析结果和合金成分要求不相符时,就应调整成分—冲淡或补料。
一、补料。快速分析结果低于合金化学成分要求时需要补料。为了使补料准确,应按下列原则进行计算:
1、先算量少者后算量多者;
2、先算杂质后算合金元素;
3、先算低成分的中间合金,后算高成分的中间合金;
4、最后算新金属
二、冲淡。
快速分析结果高于化学成分的国家标准、交货标准等的上限时就需冲淡。
在冲淡时高于化学成分标准的合金元素要冲至低于标准要求的该合金元素含量上限。
我国的铝加工厂根据历年来的生产实践,对于铝合金都制定了厂内标准,以便使这些合金获得良好的铸造性能和力学性能。为此,在冲淡时一般都冲至接近或低于该元素的厂内化学成分标准上限所需的化学成分。
C、调整成分时应注意的事项
1、试样用元代表性。试样无代表性是加为,某些元素密度较大,溶解扩散速度慢,或易于偏析分层。故取样前应充分搅拌,以均匀其成分,由于反射炉熔池表面温度高,炉底温度低,没有对流传热作用,取样前要多次搅拌,每次搅拌时间不得少于5min。
2、取样部位和操作方法要合理。由于反射炉熔池大而深,尽管取样前进行多次搅拌,熔池内各部位的成分仍然有一定的偏差,因此,试样应在熔池中部最深部位的二分之一处取出。
取样前应将试样模充分加热干燥,取样时操作方法正确,使试样符合要求,否则试样有气孔、夹渣或不符合要求,都会给快速分析带来一定的误差。
3、取样时温度要适当。某些密度大的元素,它的溶解扩散速度随着温度的升高而加快。如果取样前熔体温度较低,虽然经过多次搅拌,其溶解扩散速度仍然很慢,此时取出的试样仍然无代表性,因此取样前应控制熔体温度适当高些。
4、补料和冲淡时一般都用中间合金,熔点较高和较难熔化的新金属料,应予避免。
5、补料量和冲淡量在保证合金元素要求的前提下应越少越好。且冲淡时应考虑熔炼炉的容量和是否便于冲淡的有关操作。
6、如果在冲淡量较大的情况下,还应补入其它合金元素,应使这些合金元素的含量不低于相应的标准或要求。
五、精炼
工业生产的铝合金绝大多数在熔炼炉不再设气体精炼钢过程,而主要靠静置炉精炼和在线熔体净化处理,便有的铝加工厂仍还设有熔炼炉精炼,其目的是为了提高熔体的纯净度。这些精炼方法可分为两类:即气体精炼法和熔剂精炼法。
六、出炉
当熔体经过精炼处理,并扒出表面浮渣后,待温度合适时,即可将金属熔体输注到静置炉,以便准备铸造。
七、清炉
清炉就是将炉内残存的结渣彻底清出炉外。每当金属出炉后,都要进行一次清炉。当合金转换,普通制品连续生产5-15炉,特殊制品每生产一炉,一般就要进行大清炉。大清炉时,应先均匀向炉内撒入一层粉状熔剂,并将炉膛温度升至800℃以上,然后用三角铲将炉内各处残存的结渣彻底清除。
压铸模具制作工艺流程
压铸模具制作工艺流程:
审图—备料—加工—模架加工—模芯加工—电极加工—模具零件加工—检验—装配—飞模—试模—生产
A:模架加工:1打编号,2 A/B板加工,3面板加工,4顶针固定板加工,5底板加工
B:模芯加工:1飞边,2粗磨,3铣床加工,4钳工加工,5CNC粗加工,6热处理,7精磨,8CNC精加工,9电火花加工,10省模
C:模具零件加工:1滑块加工,2压紧块加工,3分流锥浇口套加工,4镶件加工
模架加工细节
1, 打编号要统一,模芯也要打上编号,应与模架上编号一致并且方向一致,装配时对准即可不易出错。
2, A/B板加工(即动定模框加工),a:A/B板加工应保证模框的平行度和垂直度为0.02mm,b :铣床加工:螺丝孔,运水孔,顶针孔,机咀孔,倒角c:钳工加工:攻牙,修毛边。
3, 面板加工:铣床加工镗机咀孔或加工料嘴孔。
4, 顶针固定板加工:铣床加工:顶针板与B板用回针连结,B板面向上,由上而下钻顶针孔,顶针沉头需把顶针板反过来底部向上,校正,先用钻头粗加工,再用铣刀精加工到位,倒角。
5, 底板加工 :铣床加工:划线,校正,镗孔,倒角。
(注:有些模具需强拉强顶的要加做强拉强顶机构,如在顶针板上加钻螺丝孔)
模芯加工细节
1) 粗加工飞六边:在铣床上加工,保证垂直度和平行度,留磨余量1.2mm
2) 粗磨:大水磨加工,先磨大面,用批司夹紧磨小面,保证垂直度和平行度在0.05mm,留余量双边0.6-0.8mm
3) 铣床加工:先将铣床机头校正,保证在0.02mm之内,校正压紧工件,先加工螺丝孔,顶针孔,穿丝孔,镶针沉头开粗,机咀或料咀孔,分流锥孔倒角再做运水孔,铣R角。
4) 钳工加工:攻牙,打字码
5) CNC粗加工
6) 发外热处理HRC48-52
7) 精磨;大水磨加工至比模框负0.04mm,保证平行度和垂直度在0.02mm之内
8) CNC精加工
9) 电火花加工
10) 省模,保证光洁度,控制好型腔尺寸。
11) 加工进浇口,排气,锌合金一般情况下浇口开0.3-0.5mm,排气开0.06-0.1mm,铝合金浇口开0.5-1.2mm排气开0.1-0.2,塑胶排气开0.01-0.02,尽量宽一点,薄一点。
滑块加工工艺
1, 首先铣床粗加工六面,2精磨六面到尺寸要求,3铣床粗加工挂台,4挂台精磨到尺寸要求并与模架行位滑配,5铣床加工斜面,保证斜度与压紧块一致,留余量飞模,6钻运水和斜导住孔,斜导柱孔比导柱大1毫米,并倒角,斜导柱孔斜度应比滑块斜面斜度小2度。斜导柱孔也可以在飞好模合上模后与模架一起再加工,根据不同的情况而定。
主要过程为:
(1)配料:根据需要生产的具体合金牌号,计算出各种合金成分的添加量,合理搭配各种原材料。
(2)熔炼:将配好的原材料按工艺要求加入熔炼炉内熔化,并通过除气、除渣精炼手段将熔体内的杂渣、气体有效除去。
(3)铸造:熔炼好的铝液在一定的铸造工艺条件下,通过深井铸造系统,冷却铸造成各种规格的圆铸棒。
2、挤压:挤压是型材成形的手段。先根据型材产品断面设计、制造出模具,利用挤压机将加热好的圆铸棒从模具中挤出成形。常用的牌号6063合金,在挤压时还用一个风冷淬火过程及其后的人工时效过程,以完成热处理强化。不同牌号的可热处理强化合金,其热处理制度不同。
3、氧化:挤压好的铝合金型材,其表面耐蚀性不强,须通过阳极氧化进行表面处理以增加铝材的抗蚀性、耐磨性及外表的美观度。
其主要过程为:
(1)表面预处理:用化学或物理的方法对型材表面进行清洗,裸露出纯净的基体,以利于获得完整、致密的人工氧化膜。还可以通过机械手段获得镜面或无光(亚光)表面。
(2)阳极氧化:经表面预处理的型材,在一定的工艺条件下,基体表面发生阳极氧化,生成一层致密、多孔、强吸附力的AL203膜层。
(3)封孔:将阳极氧化后生成的多孔氧化膜的膜孔孔隙封闭,使氧化膜防污染、抗蚀和耐磨性能增强。氧化膜是无色透明的,利用封孔前氧化膜的强吸附性,在膜孔内吸附沉积一些金属盐,可使型材外表显现本色(银白色)以外的许多颜色,如:黑色、古铜色、金黄色及不锈钢色等。
压铸铝行业的四种底子工艺分别是退火、正火、淬火和回火,这四种工艺被称为压铸中的“四把火”,其在压铸过程中,淬火与回火的关系非常密切,两者缺一不可。据了解,退火是给工件加温,当加热到恰当温度时,根据所选用的材料的不同,对压铸件进行缓慢冷却,已达到金属内部组织靠近平衡情况。正火是将工件加热到合适的温度后在空气中冷却,主要用于改善材料的切削功用,也可用于对一些需要不高的零部件作为结束压铸。淬火是将工件加热保温后,在水、或者由以及其他无机盐溶液等淬冷介质中快速冷却,经过此道工序,生产出来的钢件将会变硬,同时也使钢件变脆。为了使钢件脆性降低,可将淬火后的钢件放置于650摄氏度以下高于常温的某一温度进行长时间的保温,然后进行冷却,这被称为回火。铝压铸件的应用铝材料和铝合金具有良好的流动性和可塑性,因此可以做出各种形状复杂、难度大的压铸件,用铝合金和金属铝铸造的铸件具有较高的精度和表面光洁度,这在很大程度上减少了铸件的机械加工量、大大降低了劳动强度、同时节约了电力、金属材料。因其具有较高的内在质量和外在质量,铝压铸件被广泛应用于汽车制造、内燃机生产、摩托车制造、电动机制造、传动机械制造、精密仪器、园林美化、电力建设、等各个行业中,成为压铸业的新宠。
1、使用再生铝制作铝合金。具体工艺流程是:选料——清洗——成分化验——分类——熔化——精炼除气——成分化验——成分调配——成分检验——浇铸铝锭——包装入库
2、使用A00铝(纯铝)配置铝合金。具体工艺是:确定合金牌号及成分——按投入的A00铝计算需要投入的其它成分的量——按照计算好的量将A00铝及和合金的中间合金锭投入熔炉熔化——精炼除气——成分检测——成分微调——成分检测——浇铸铝锭-包装入库
铝电解生产流程
现代铝工业生产采用冰晶石――氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂,氧化铝是溶质被溶解,以碳素作为阳极(预焙阳极块),铝液作为阴极,通入直流电流后,在940℃~970℃下,电解槽两极上进行电化学反应,即电解。阳极产物主要是二氧化碳,和一氧化碳气体,但其中含有一定量的氟化氢(HF)等有害气体和固体粉尘,须对阳极气体进行净化处理,除去有害气体和粉尘后排入大气。阴极产物是铝液,铝液通过真空抬包从槽内抽出,送往铸造车间,在混合炉内净化澄清之后,浇注成铝锭,或生产成线坯,型材等。其生产工艺流程图如下图3-1:
氧化铝 氟化铝 碳阳极
直流电
阳极气体
铝 液
废气排空 返
电
解
槽
载氟氧化铝
铝 锭
合金、线坯
图3-1 铝电解生产工艺流程图
第二节 铝电解生产原辅材料
1. 氧化铝:
氧化铝通常称为“铝氧”,是一种白色粉状物,熔点为2050℃,沸点为3000℃,真密度为3.6g/cm3。它的流动性好,不溶于水,能溶解在熔融的冰晶石中。它是铝电解生产的中的主要原料。
氧化铝在电解生产中的作用是:a. 不断地补充电解质中的铝离子,使其浓度保持在一定的范围内,保证电解生产的持续进行;b.氧化铝覆盖在电解质壳面上可以起到良好的保温作用,覆盖在阳极炭块的氧化;c.在烟气净化系统中充当吸附剂,用来吸附阳极气体中的氟化氢(HF)气体。
在化学纯度方面,要求氧化铝中杂质含量和水份要低。因为氧化铝中那些电位正于铝元素的氧化物,例如SiO2(二氧化硅)和Fe2O3(氧化铁),在电解过程中会被铝还原,或者优先于铝离子在阴极析出。析出的硅、铁,进入铝内,降低铝的品位,而那些电位负于铝元素的氧化物,如Na2O、CaO(氧化钙)会分解冰晶石,一是引起氟化盐消耗,二是增加铝中的氢含量,三是产生氟化氢气体,污染环境。P2O3(五氧化二磷)会影响电流效率。氧化铝的化学成分要求见表3-1。
表3-1 我国氧化铝质量标准(YB814-75)
等级
代号 化学成份(%)
Al2O3含量
不少于 杂质含量不大于
SiO2 Fe2O3 Na2O 灼碱
一级
二级
三级
四级
五极
六级 Al2O3—1
Al2O3—2
Al2O3—3
Al2O3—4
Al2O3—5
Al2O3—6 98.6
98.5
48.4
98.3
98.2
97.8 0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.15 0.03
0.04
0.04
0.05
0.05
0.06 0.50
0.55
0.60
0.60
0.60
0.70 0.8
0.8
0.8
1.0
1.0
1.2
除化学成分外,中心下料预焙槽对氧化铝的物理性能也有特殊要求:
a. 具有较小的吸水性,在电解质中溶解性好;
b.粒度适宜,加料时飞扬损失少,能严密地覆盖在阳极炭块上,防止阳极在空气中氧化;
c. 保温性能好,活性大,从而能有效地吸收HF气体。
d. 安息角:35~38°。
根据氧化铝的物理性能不同,可分为三类:砂状、粉状和中间状,下表3-2列出三种氧化铝的特性。
表3-2 不同类型氧化铝的特性
氧化铝类型 安息角(°) 灼 减(%) 累 计 (%)
-44μm -74μm
砂 状
中间状
粉 状 30
40
45 1.0
0.5
0.5 5 -15
30-40
50-60 40-50
60-70
80-90
砂型铸造的主要流程有:
模具生产部分:按照图纸要求制作制作模具,一般单件生产可以用木模、批量生产可以制作塑料模、金属模,大批量铸件可以制作模板。
2.混砂阶段:按照砂型制造的要求及铸件的种类不同,配制合格的型砂,以供造型所用。
3.造型(制芯)阶段:包括了造型(用型砂形成铸件的形腔)、制芯(形成铸件的内部形状)、配模(把坭芯放入型腔里面,把上下砂箱合好)。造型是铸造中的关键环节。
4.熔炼阶段:按照所需要的金属成份配好化学成份,选择合适的熔化炉熔化合金材料,形成合格的液态金属液(包括成份合格,温度合格)
5.浇注阶段:把合格的融熔金属注入配好模的砂箱里。浇注阶段危险性比较大,要特种注意。
6.清理阶段:浇注后等融熔金属凝固后,把型砂清除掉,打掉浇口等附设件,就形成了所需要的铸件了。
扩展资料
总体概述
制造砂型的基本原材料是铸造砂和型砂粘结剂。最常用的铸造砂是硅质砂。硅砂的高温性能不能满足使用要求时则使用锆英砂、铬铁矿砂、刚玉砂等特种砂。为使制成的砂型和型芯具有一定的强度,在搬运、合型及浇注液态金属时不致变形或损坏,一般要在铸造中加入型砂粘结剂,将松散的砂粒粘结起来成为型砂。应用最广的型砂粘结剂是粘土,也可采用各种干性油或半干性油、水溶性硅酸盐或磷酸盐和各种合成树脂作型砂粘结剂。砂型铸造中所用的外砂型按型砂所用的粘结剂及其建立强度的方式不同分为粘土湿砂型、粘土干砂型和化学硬化砂型3种。
粘土湿砂
以粘土和适量的水为型砂的主要粘结剂,制成砂型后直接在湿态下合型和浇注。湿型铸造历史悠久,应用较广。湿型砂的强度取决于粘土和水按一定比例混合而成的粘土浆。型砂一经混好即具有一定的强度,经舂实制成砂型后,即可满足合型和浇注的要求。因此型砂中的粘土量和水分是十分重要的工艺因素。
以型砂和芯砂为造型材料制成铸型,液态金属在重力下充填铸型来生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得,铸型制造简便,对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应,长期以来,一直是铸造生产中的基本工艺。
砂型铸造所用铸型一般由外砂型和型芯组合而成。为了提高铸件的表面质量,常在砂型和型芯表面刷一层涂料。涂料的主要成分是耐火度高、高温化学稳定性好的粉状材料和粘结剂,另外还加有便于施涂的载体(水或其他溶剂)和各种附加物。
粘土湿砂型铸造的优点是:①粘土的资源丰富、价格便宜。②使用过的粘土湿砂经适当的砂处理后,绝大部分均可回收再用。③制造铸型的周期短、工效高。④混好的型砂可使用的时间长。⑤砂型舂实以后仍可容受少量变形而不致破坏,对拔模和下芯都非常有利。缺点是:①混砂时要将粘稠的粘土浆涂布在砂粒表面上,需要使用有搓揉作用的高功率混砂设备,否则不可能得到质量良好的型砂。②由于型砂混好后即具有相当高的强度,造型时型砂不易流动,难以舂实,手工造型时既费力又需一定的技巧,用机器造型时则设备复杂而庞大。③铸型的刚度不高,铸件的尺寸精度较差。④铸件易于产生冲砂、夹砂、气孔等缺陷。
粘土干砂型制造这种砂型用的型砂湿态水分略高于湿型用的型砂。
粘土砂芯用粘土砂制造的简单的型芯。
参考资料来源:百度百科:砂型铸造
铝合金加工工艺为五种
1.喷沙也叫喷丸
利用高速砂流的冲击作用清理和粗化金属表面的过程。这种方法的铝件表面处理能够使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度,使工件表面的机械性能得到改善,因此提高了工件的抗疲劳性,增加了它和涂层之间的附着力,延长了涂膜的耐久性,也有利于涂料的流平和装饰。该铝合金工艺我们经常在苹果公司的各类产品中看到,以及被现有的电视机面壳或中框也越来越多采用。
2.抛光
利用机械、化学或电化学的方法,使汽车铝件表面粗糙度降低,以获得光亮、平整表面的加工方法。抛光工艺主要分为:机械抛光、化学抛光、电解抛光。汽车铝件采用机械抛光+电解抛光后能接近不锈钢镜面效果,给人以高档简约、时尚未来的感觉(当然易留下指纹还要多加呵护)。
3.拉丝
金属拉丝是反复用砂纸将铝板刮出线条的制造过程。拉丝可分为直纹拉丝、乱纹拉丝、旋纹拉丝、螺纹拉丝。金属加工微信,内容不错,值得关注。金属拉丝工艺,可以清晰显现每一根细微丝痕,从而使金属哑光中泛出细密的发丝光泽,产品兼备时尚和科技感。
4.高光切削
采用精雕机将钻石刀加固在高速旋转(一般转速为20000转/分)的精雕机主轴上去切削零件,在产品表面产生局部的高亮区域。切削高光的亮度受铣削钻头速度的影响,钻头速度越快切削的高光越亮,反之则越暗并容易产生刀纹。金属加工微信,内容不错,值得关注。
5.阳极氧化
阳极氧化是指金属或合金的电化学氧化,铝及其合金在相应的电解液和特定的工艺条件下,由于外加电流的作用下,在铝制品(阳极)上形成一层氧化膜的过程。阳极氧化不但可以解决铝表面硬度、耐磨损性等方面的缺陷,更能延长铝的使用寿命并增强美观度,已成为铝表面处理不可缺少的一环,是目前应用最广且非常成功的工艺。
铝合金的加工工艺流程
以上资料网上整理而来,可作为参考