在做压铸件时需要注意什么

铝合金砂型铸造工艺 学铸造技术上：铸件订单网

摘要：介绍了砂型铸造的生产过程及特点，包含了铸造工艺简介，并且以此为基础进一步涉入铝合金砂型铸造工艺。其中阐述了铝合金砂型铸造气孔缺陷研究及消除砂型铸造铝合金铸件气孔缺陷探索等。 关键字：砂型 铸造 铝合金

铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，已有约6000年的历史。中国约在公元前1700～前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期，工艺上已达到相当高的水平。铸造是指将室温中为液态但不久后将固化的物质倒入特定形状的铸模待其凝固成形的加工方式。被铸物质多为原为固态但加热至液态的金属（例：铜、铁、铝、锡、铅等），而铸模的材料可以是沙、金属甚至陶瓷。因应不同要求，使用的方法也会有所不同。

随着科技的进步与铸造业的蓬勃发展，不同的铸造方法有不同的铸型准备内容。以应用最广泛的砂型铸造为例，铸型准备包括造型材料准备和造型造芯两大项工作。砂型铸造中用来造型造芯的各种原材料，如铸造砂、型砂粘结剂和其他辅料，以及由它们配制成的型砂、芯砂、涂料等统称为造型材料造型材料准备的任务是按照铸件的要求、金属的性质，选择合适的原砂、粘结剂和辅料，然后按一定的比例把它们混合成具有一定性能的型砂和芯砂。

砂型铸造——在砂型中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。

一、砂型铸造的生产过程及特点

砂型铸造适合于在各种生产条件下，生产各种合金的铸件。

二、砂型铸造工艺简介（如图一） 砂型铸造工艺包括造型、熔炼与浇注、落砂与清理等工序。

三、铸造工艺图

1.浇注位置的选择（如图二、图三）

(1)应将铸件上质量要求高的表面或主要加工面，放在铸型的下面。 (2)对于一些需要补缩的铸件，应把截面较厚的部分放在铸型的上部或侧面。 (3)对于具有大面积的薄壁铸件，应将薄壁部分放在铸型的下部，同时尽量使薄壁立放或倾斜浇注。

(4)对于具有大平面的铸件，应将铸件的大平面放在铸型的下面。 2.铸型分型面的选择

(1)分型面应选在铸件的最大截面上，并力求采用平面。 (2)应尽量减少分型面的数量，并尽量做到只有一个分型面。 (3)应尽可能减少活块和型芯的数量，注意减小砂箱高度。

(4)尽量把铸件的大部分或全部放在一个砂箱内，并使铸件的重要加工面、工作面、加工基准面及主要型芯位于下型内。 3.主要工艺参数的确定

铸造工艺参数包括：①铸造收缩率；②机械加工余量；③起模斜度；④铸造圆角；⑤型芯头；⑥最小铸出孔及槽。 4.铸造工艺图

铸造工艺图是指导模样（芯盒）设计、生产准备、铸型制造和铸件检验的基本技术文件。

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低压铸造是使液态合金在较低压力（20～70KPa）下，自下而上地填充型腔，并在压力下结晶形成铸件。因此与压力铸造相比，所受压力大小不同，液态金属流动方向不同。

因为低压铸造充型平稳，液流和气流的方向一致，故气孔，夹渣等缺陷少；组织致密，铸件力学性能高；充型能力强，有利于形成轮廓清晰、表面光洁的铸件，故重要的铝合金铸件常采用低压铸造。

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按照浇注系统各组元截面积的比，可以有多种不同的模式，我们在这里只提到其中的三种。

1）封闭式浇注系统

特点是：直浇口末端的截面积＞横浇道的截面积＞内浇口的截面积，是制造铸铁件最常用的浇注系统，最小的阻流截面在内浇口处。

采用封闭式浇注系统时，由于系统内静压头和液流动能的作用，合金液是以喷射的方式进入型腔的，产生紊流和卷入液流表面的氧化膜是难以避免的，而且会冲击铸型，这些情况都对铸件的质量有负面影响。因此，这种浇注系统原则上不适用于易于氧化、而氧化物熔点又很高的铝合金和镁合金，但实际生产中也有人采用。

2）开放式浇注系统

对于铝合金铸件，为了避免紊流和氧化膜卷入，开放式浇注系统的应用较广，有的文献建议浇注系统各组元截面积之比为：

直浇口流出口截面积∶横浇道总截面积∶内浇口总截面积=1∶2∶4，也有人提出三者的比宜为1∶4∶4。

近年来，很多研究工作表明，横浇道截面积增大，并不能避免紊流和散流，而且充满浇注系统的时间长，合金液面易于氧化，并不能确保铸件的质量。再则，浇注系统的尺寸太大，还会导致工艺出品率降低，这也是不可取的。

3）自然流浇注系统

这是比较适用于铝合金铸造的模式，采用紧凑的浇注系统约束液流，保持液流稳定而不分散。直浇口与横浇道的连接部位应采用平滑过渡的方式，横浇道须转到另一方向时，转角处也应是平滑的圆弧。这样的浇注系统，J. Campbell等人称之为“自然流浇注系统”。

液流转90°弯时，由于摩擦力的作用，液流的流速约降低20%，因此，自然流浇注系统各组元之间的关系大致是：直浇口流出口截面积∶横浇道截面积∶内浇口总截面积＝1∶1.2∶1.4，至于浇注系统各组元的具体尺寸，要根据铸件的结构和浇注系统的总体安排具体考虑，目前还不可能有普遍适用的数据。重要的铸件、批量生产的铸件，设计浇注系统时应参考计算机模拟的结果，有条件的话，宜采用射线摄影技术校核。

铸造铝合金可用金属铸造成形工艺直接获得零件的铝合金，铝合金铸件。该类合金的合金元素含量一般多于相应的变形铝合金的含量。

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铸造铝合金中合金化元素硅的最大含量超过多数变形铝合金中的硅含量。除含有强化元素之外，还必须含有足够量的共晶型元素﹙通常是硅﹚，以使合金有相当的流动性，易与填充铸造时铸件的收缩缝。

铸造裂纹是一种在较高温度下形成的裂纹在体积收缩较大的合金和形状较复杂的铸件容易出现。

产生原因：

1．铸件结构设计不合理，有尖角，壁的厚薄变化过于悬殊

2．砂型(芯)退让性不良

3．铸型局部过热

4．浇注温度过高

5．自铸型中取出铸件过早

6．热处理过热或过烧，冷却速度过激

解决措施:

1．改进铸件结构设计，避免尖角，壁厚力求均匀，圆滑过渡

2．采取增大砂型(芯)退让性的措施

3．保证铸件各部分同时凝固或顺序凝固，改进浇注系统设计

4．适当降低浇注温度

5．控制铸型冷却出型时间

6．铸件变形时采用热校正法

7．正确控制热处理温度，降低淬火冷却速度

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针孔的解决，应从防止铝合金熔液吸气和加强铝熔液除气来入手。

预防铝合金铸件针孔形成的主要措施

由以上分析可知，

铝熔液很容易吸收氢气，

极少量的水蒸汽就可以轻易毁掉整炉

的铝液，因此首先要防吸气。铝合金铸件容易产生针孔缺陷，这既与铝合金本身特性

有关系，也与一系列的外界因素有关。为避免或减少铝合金在熔炼时产生针孔，保证

铝合金铸件具有优良品质，可针对性地采取适当的预防措施。

(1)

明确“精料、精工”原则，对炉料和熔炼设备和工具进行预处理。炉料使用

前应先用吹砂或其他方法去除表面的锈迹、泥沙等污物，并进行炉料预热，预热温度

为

350-

450℃，并保持

3h

以上，严防带入水分和油污等。

坩埚、锭模和熔炼工具，使用前应将表面油污、脏物等清除干净，并预热至

120

—250℃，涂刷防护涂料。

新坩埚、

新砌炉子及有锈蚀的旧坩埚，

使用前应用吹砂或其他方法将表面清除干

净，并进行烘炉处理，一般应加热至

700-

800℃，并保温

2-4h

，以去除坩埚所吸附的

水分及其他化学物质。熔炼工具应预热至

200-

400℃，保持

2h

以上。

(2)

铝合金在熔炼时，要力求做到快速熔炼，缩短高温下停留时间。

A1

—

Mg

合金

和其他铝合金熔化后保持时间过长时，需要用熔剂覆盖铝合金液面，以防止吸气，一

旦在生产过程中出现异常，

要及时与现场技术人员取得联系，

采取果断措施予以处理。

每一炉合金从开始熔化到浇注完毕的时间，

砂型铸造不得超过

4h

，

金属型铸造不得超

过

6h

，

压铸不得超过

8h

，

合金最高温度一般不超过

760t

，

坩埚底部涂料厚度需≥60mm。

(3)

加强在潮湿季节熔炼的预防措施。在雨季或空气潮湿季节铸造铝合金，更应

注意采取去气防护措施，对熔炼用具、锭模、坩埚和炉料等都要严格按规范进行预热

处理，以防带人过多的水分和油污而引起各类针孔的产生。

(4)

采取必要的精炼工艺，去除铝合金中的气体。一般情况下，所谓“去气”就

是去除合金中的气体，“精炼”是指去除合金中的夹杂物。因铝合金熔炼时，除气和

精炼两个工序多合在一起进行，

故在生产实践中习惯将这两个工序称为精炼。

由于铝

合金中的气体主要是氢气，

去气也就是去除氢气。

目前去气的主要方法是通过在铝合

金中加入精炼除气剂来制造大量的气体

(

气泡中的气体可能是铝液内部经化学反应产

生的，也可能是由部分精炼除气剂直接带入的

)

，利用分压原理，让溶解于铝液中的

氢原子向气泡扩散

(

此时气泡的分压为零

)

，

由于气泡密度轻，

当气泡上浮到铝液表面

时，气泡破裂，氢气逸入大气中，最终达到去除氢气的目的。

目前，

为了消除铝合金铸件针孔，

最常用的办法是在熔化过程中加入氯盐和氯化

物除气。采用氯盐和氯化物除气剂除气时，要用钟罩将除气剂压入距坩埚底部

100mm

处，

沿坩埚直径

1

／

3(

距坩埚内壁

)

的圆周匀速移动。

为防止铝液大量喷溅，

除气剂可

分批加入，除气结束除渣，并按规定的时间进行静置。

(5)

采用铸造工艺方法进行除气。通常情况下，砂型铸造也可以采用静置、多扎

出气孔和加大冒口等方法进行去气。

在设计金属型时就必须有排气预防措施：

①利用

分型面或型腔零件组合面的间隙进行排气。

②开排气槽。

即在分型面或型腔零件的组

合面上，以及芯座与顶杆表面上做排气槽，这样既能排气，又能蓄气。③设排气孔。

排气孔一般开设在金属型的最高处，

或金属型内可能产生“气阻”的地方。

④设置排

气塞。排气塞是金属型常用的排气设施。在一平面上需要设置数个排气塞时，可用一

个排气环来代替，

将它设计在型腔的“气阻”处，

或型腔的大平面上，

以便排气畅通。

对低压脉冲磁场技术制备的2A12铝合金半固态坯料进行部分重熔,利用光学显微镜和图像分析仪等,对半固态坯料部分重熔微观组织的演变进行了研究.结果表明,随着加热温度的提高或保温时间的延长,坯料的平均晶粒尺寸增大,重熔液相增加,晶粒的圆整度提高.最佳的部分重熔工艺参数如下:加热温度为620℃左右,保温时间为20～40 min.形成初生α-Al晶粒为均匀的近球形颗粒,平均晶粒尺寸为116～120 μm,液相率在40％左右,适合于半固态触变成形.组织演化机制分析表明,部分重熔的初期阶段,重熔液相较少,晶粒主要通过凝并快速长大；随加热温度的升高和保温时间的延长,重熔液相增加,晶粒主要通过原子扩散慢速长大并发生球化.

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能做啊，加热到550度左右，然后快速冷却，最好是水冷，但可能会变形奥。。。

然后做时效处理，180-200左右，10-12小时就好了。

热处理过程跟挤压是差不多的，但是材料性能肯定达不到挤压的效果。

由于熔铝注入锭模后的冷却收缩,使所有的铝合金材料都产生内应力。如果这些铸锭用作生产所需形状成品毛料(棒、厚板及薄板毛料),那么,在对材料进行一系列加工时,可使内应力明显减少。例如,棒坯用于切制螺纹产品的加工,铸锭按挤压所需尺寸的机械加工,厚板毛料。

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7000系列铝棒 属于航空系列，是铝镁锌铜合金，是可热处理合金，属于超硬铝合金，有良好的耐磨性。

铝棒的熔铸包括熔化、提纯、除杂、除气、除渣与铸造过程。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。

铝棒种类：

铝棒也是有种类之分的，一般根据其铝棒所含有的铝元素的多少将有如下种类的划分，并且不同类型的铝棒其表现出来的特性以及应用领域也是各不相同的