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壓鑄已在汽車、拖拉機(jī)、儀表、行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用
目前,壓鑄已在汽車、拖拉機(jī)、儀表、行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。 壓鑄可分黑色金屬壓鑄件和有色金屬壓鑄,雖然統(tǒng)稱壓鑄,但起工藝和設(shè)備都有很大的區(qū)別,鋅壓鑄,銅壓鑄,鋁壓鑄等,一般來講,銅的壓鑄大多是半液態(tài)或者近固態(tài)成型,鋅就純液態(tài)成型了,鋁也屬于液態(tài),但其活動性好容易氧化,流動性差難以成型,對與結(jié)構(gòu)復(fù)雜件,排氣都很困難。
中國壓鑄件產(chǎn)品的種類呈多元化,包括汽車、摩托車、通訊、家電、五金制品、電動工具、IT、照明、扶梯梯級、玩具燈等。隨著技術(shù)水平和產(chǎn)品開發(fā)能力的提高,壓鑄產(chǎn)品種類和應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)寬,其壓鑄設(shè)備、壓鑄模和壓鑄工藝都發(fā)生了巨大的變化。壓鑄鋁合金壓鑄鋁合金自1914年投入商業(yè)化生產(chǎn)以來,隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和冷室壓鑄機(jī)的發(fā)明,得到了快速發(fā)展。壓鑄鋁合金按性能分為中低強(qiáng)度(如中國的Y102)和高強(qiáng)度(如中國的Y112)兩種。目前工業(yè)應(yīng)用的壓鑄鋁合金主要有以下幾大系列:AlSi、Al-Mg、Al-Si-Cu、Al-Si-Mg、Al-Si-Cu-Mg、Al-Zn等。
發(fā)達(dá)國家90%以上的鋁鑄件用于汽車零件制造業(yè)
我國鑄造業(yè)的現(xiàn)狀是產(chǎn)量大,年產(chǎn)鑄件約1200萬噸,廠點(diǎn)多,達(dá)2萬多個(gè),鑄造業(yè)的從業(yè)人員在120萬人以上。我國鑄造行業(yè)的一大特色是改革開放以來鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)迅猛發(fā)展,成為我國鑄造行業(yè)的一支重要力量
目前,各鑄件生產(chǎn)大國的鋁、鎂合金鑄件所占比例在13%~19%之間,有些國家(如意大利)更是高達(dá)30%~40%,而我國的鋁、鎂合金鑄件所占的比例不到10%。發(fā)達(dá)國家90%以上的鋁鑄件用于汽車零件制造業(yè)。
加強(qiáng)筋厚度和壓鑄件壁厚關(guān)系
對于大平面或壁薄的壓鑄件,其強(qiáng)度、剛性較差,易變形,這時(shí)利用加強(qiáng)筋可以有效防止壓鑄件收縮、斷裂,消除變形,增強(qiáng)壓鑄件的強(qiáng)度與剛性,對過高的柱、臺等結(jié)構(gòu),可以利用加強(qiáng)筋改善應(yīng)力分布狀況,防止根部斷裂,同時(shí)加強(qiáng)筋可以輔助熔化金屬的流動,提高鑄件的填充性能。加強(qiáng)筋的根部厚度不大于此處壁的厚度,一般厚度設(shè)計(jì)為0.8~2.0mm;加強(qiáng)筋的脫模斜度一般設(shè)計(jì)為1°~3°,高度越高設(shè)計(jì)脫模斜度越小;加強(qiáng)筋根部需添加圓角,以避免零件截面急劇變化,同時(shí)輔助熔化金屬流動,減小零件應(yīng)力集中,提升零件強(qiáng)度,圓角一般接近與此處壁厚;加強(qiáng)筋高度一般不超過其厚度的5倍,加強(qiáng)筋厚度一般要求均勻,若設(shè)計(jì)太薄,加強(qiáng)筋本身易斷裂,若太厚,則易產(chǎn)生凹陷、氣孔等缺陷。表1為加強(qiáng)筋厚度和壓鑄件壁厚關(guān)系。
鋅合金的液態(tài)收縮和凝固收縮愈大,縮孔的體積就愈大。
1、縮松
縮松是鋅合金壓鑄件凝固的區(qū)域沒能獲得液態(tài)合金的補(bǔ)造成的分散、細(xì)小的縮孔。
根據(jù)的分布形態(tài),縮松分為宏觀縮松和微觀縮松兩類:
(1)宏觀縮松指用肉眼或放大鏡可以看到的細(xì)小孔洞。通常出現(xiàn)在縮孔的下方。
(2)微縮縮松是指分布在枝晶間的微小孔洞,在顯微鏡下才能看到。這種縮松的分布面更大,甚至遍及鑄件整個(gè)截面,也很難完全避免。對于一般鑄件也不作為非良品對待,除非一些對致密性和機(jī)械性能要求很高的鋅合金壓鑄件。
總之,傾向于逐層凝固的合金,如純金屬、共晶成分的合金或結(jié)晶溫度范圍窄的合金,形成縮孔的傾向大,不易形成縮松;而另一些傾向于糊狀凝固的合金如結(jié)晶溫度范圍寬的合金,產(chǎn)生縮孔的傾向小,卻極易產(chǎn)生縮松。因此縮孔和縮松可在一定范圍內(nèi)互相轉(zhuǎn)化。
縮孔和縮松的防止妙招:
采用適當(dāng)?shù)墓に嚧胧?,使鑄件實(shí)現(xiàn)“順序凝固”,即可獲得無縮孔的鑄件。
所謂順序凝固是指,采用一些適當(dāng)?shù)墓に嚧胧?,使鑄件遠(yuǎn)離冒口或澆口的部位先凝固。這樣,鑄件先凝固部位I的由凝固引起的體積縮減,可由較后凝固的部位II的液態(tài)合金補(bǔ)充;部位II的收縮由部位III的液態(tài)合金補(bǔ)充;部位III的收縮由冒口中的液態(tài)合金來補(bǔ)充,使鑄件各部位的收縮均能獲得補(bǔ)充,將縮孔轉(zhuǎn)移至冒口中。去除冒口,獲得致密的鑄件。