铝合金压铸模具零件的质量缺陷及改善措施

2020-06-051081

导言: 压力铸造作为一种特别的成形技能在许多职业和范畴获得了广 泛的应用, 特别是关于规模出产的汽车、 摩托车、 内燃机、 电子、 外表及航天 等职业,已成为其不行或缺的组成部分。

1.铝合金压铸技能概述

铝是地壳中分布广、 储量大的金属元素, 且铝材归于可再利用资 源,有利于环境保护。 纯铝呈银白色, 其熔点低,导电、 导热性好, 耐腐蚀。 铝 合金密度低、 比重小、 比强度大、 导热性好、 耐腐蚀性好、 价格低廉且易于成 形, 适合于加工各种型材,工业上的运用量仅次于钢, 是目前压铸业中用量大的一类有色金属结构资料。铝合金具有熔点高、 质量轻的特点, 高熔点 就意味着它可以作为耐高温资料, 被广泛应用于各行各业, 如发动机等;利 用质量轻的优势可以应用在航天器件方面,我国己经制作好的登月车, 绝 大多数便是用高强度铝合金制作成的, 这样的例子还有许多, 也正因为如 此, 铝合金成为了汽车、 航天等工业不行替代的金属资料。

2.铝合金压铸零件的质量缺点及改进办法

2.1气孔

气孔是指在压铸件内部或外表呈现的大小不等的孔眼、 空穴,有光滑的 外表, 形状多为圆形。气孔的发生会导致压铸件硬度缺乏和影响外表漂亮。

2.1.1压铸箱体螺栓孔周边的气孔现象

压铸铝合金箱体上有许多螺栓孔、 油孔以及各种装置孔, 这些直接影 响发动机的装配质量和运用性能,在压铸过程中需要严格操控其质量。

2.1.2发生原因

铝合金箱体压铸时因为液态金属充填型腔速度高, 模具型腔内的气体 不易排出, 容易残留在铝液中, 铝液冷却凝结后残留的气体在铸件内构成 很小的气泡, 即气孔。

在铝合金压铸出产过程中, 铝液浇注的温度一般在660℃左右, 但是在 这个温度下铝液中含有很多的气体(首要氢气), 氢气在铝合金的溶解度与 温度密切相关,在此温度下气体含量约为0.69cm3/100g气体的含量大约是 常态下19-20倍, 所以铝合金凝结之后, 这些气领会很多析出导致铝合金铸 件存有很多的气孔。别的, 因工艺构成的卷气、 离型剂发气引起的气孔也能 占到恰当的比例。

2.1.3改进办法

模具的排气通道规划存在必定的结构问题或排气孔排气不顺畅,在压 铸过程中就会导致模具腔内的气体无法完全扫除。浇铸系统规划也需要确 认截面积是否逐步减小。在铝合金熔炼过程中保证精粹质量的有用办法。 选择恰当的精粹剂, 反应时气泡均匀不断地发生, 然后通过物理吸附与铝 液中杂质进行有用地触摸并带至外表。调整工艺, 恰当的下下降速;承认离 型剂喷涂是否过多。基于以上原因可考虑运用真空压铸。

别的, 在有加工工序的螺栓孔周围的气孔, 小于螺纹长度1/3, 且不在 螺纹区域, 对扭矩没有影响, 不会影响其运用性能, 可以不必解决该处的气 孔问题。

2.2搀杂

2.2.1铁、 锰、 铬的效果

铝合金熔炼时,经常发现由重元素组成的固态化合物沉积在炉床上, 这种沉积物一般叫做炉渣。首要由含有铝、 硅和很多铁、 锰、 铬等在必定的 温度下的化合物晶粒构成, 压入铸件就构成搀杂。这些晶粒熔点高、 比严峻,以致于沉积在炉床上。炉渣沉积会发生有害的成果, 比如在铸件中构成 硬质点添加合金的粘模性, 下降合金的流动性。从理论上讲,当铁量超越 0.8%时,在含铁过饱和的铝液和模具钢完全触摸的情况下, 铁不会溶入。 因 此, 压铸铝合金的含铁量在0.81.0%之问。锰和铬在压铸铝合金中, 锰 和铬往往是被当作杂质的。实际上, 锰和铬或它们化合后, 可将含以铁较多 的相的安排从针状改动成立方晶体。这样, 可进步压铸件的韧性和强度。

2.2.2氧化夹渣

除去重金属构成的炉渣, 另一部分搀杂的首要来历为氧化物, 可分为 一次氧化物, 二次氧化物。一次氧化物是指在熔炼时未通过打渣残留在铝 液中的氧化物, 直接进入压铸件;二次氧化物是指在转运、 浇注中, 构成紊 流而与空气接发生的氧化物进入压铸件。

2.2.3改进办法

严格操控铝锭的成分, 尤其是重金属的含量不能超支,在来料查验时 必须严格要求。别的, 对熔炼炉要进行定时的炉床清理,在浇包转运铝水 时, 尽量减小震荡, 一是可以防止重金属氧化物进入铝溶液, 二是防止与空 气的充沛触摸构成二次氧化物。定时打渣, 一般每炉待转铝液都要进行打 渣处理, 接连投料熔炼时, 周期可根据实际情况调整。在浇包转运时要平 稳, 防止溅起。在浇注时要操控低速, 防止推进时构成紊流。

2.3缩孔

缩孔是指压铸件厚截面处呈现形状不规则的孔洞, 孔的内壁粗糙。甚 至可导致压铸件内局部呈现蜂窝状安排, 影响铸件强度。产品加工面孔洞 显露。压铸铝合金产品的外外表,有一层恰当细密的安排, 而工件内部会因 为缩松现象呈现一些细微的孔洞, 假如加工量超越了细密层的厚度, 孔洞 就会明显添加。

2.3.1发生原因

在压铸过程中铝液被压入并充溢型腔后铝液开端凝结, 因为模具外表 的温度较低而且伴有水冷, 铝液先从与模具触摸的外表开端凝结,在外 面先构成一层硬壳, 然后逐步向内开端凝结。铝液跟着温度的下降逐步收 缩体积变小, 但铸件的外外表已经构成了一层密封的硬壳, 所以跟着铝液 的逐步凝结,在后凝结的方位会构成一些中空的空间, 即缩孔。过大的壁 厚构成内部冷却凝结速度慢, 液态金属充溢型腔后,在缩短过程中得不到 足量弥补, 容易发生在厚薄不均的铸件上。

2.3.2改进办法

消除缩孔的方法可通过减少缩孔所在区域的壁厚, 使其可以快速均匀 的凝结来实现, 也可通过对铸件和模具结构进行优化来实现。有时因为某 区域的功能和结构原因, 壁厚无法减薄, 可以考虑添加铸件加工预制孔深 度来改动加工区域。从工艺角度来说,在该区域的模具上添加冷却水路, 加 强冷却, 加快铝液的凝结速度,以减小缩孔的体积,并把缩孔操控在非重要 区域;还可以添加压力提升安排的细密性。缩孔与气孔一般不能的消 除, 只能去减少或搬运, 乃至有时只是改动加工呈现缩孔的问题。

2.4裂纹

铝合金压铸件的基体被损坏或断开,构成细长的缝隙 (长度可达 5Omm, 呈直线状或波浪形的纹理等不规则形状,在外力效果下有延伸的 趋势, 这种缺点称为裂纹。

2.4.1发生原因

合金成分异常(如镁含量过高), 进步了粘模性,在顶出时拉模严峻呈现 裂纹;在合金成分不变的前提下, 温度较高的状态也是会发生裂纹, 且周围 的安排有明显的缩松现象。在冷却凝结时, 因为冷却顺序不同, 外部的区域 首要缩短对该处发生向外的拉应力,在缩松的部位构成裂纹。

2.4.2改进办法

正确操控合金成分,在某些情况下可在合金中加纯铝锭以下降合金中 含镁量或铝合金中加铝硅中问合金以进步硅含量;为缓解模具过热,在该 处模具内添加冷却水路, 通过水冷来下降该区域的模具温度, 坚持模具热 平衡;改动铝合金压铸件结构, 加大圆角, 改动起模斜度, 减小出模难度, 减 少壁厚差;变更或添加顶出方位, 使顶出受力均匀, 消除局部受力过大。

2.5拉伤

沿开模方向铸件外表呈线条状的拉伤痕迹,有必定深度, 严峻时为整 面拉伤;金属液与模具外表粘和,导致铸件外表缺料。

2.5.1发生原因

模具型腔外表有损害;出模方向无斜度或斜度过小;顶出不平衡;模具松 动;浇注温度过高或过低, 模具温度过高导致合金液粘附;脱模剂运用效果欠好;铝合金成分含铁量低于0.8%;冷却时刻过长或过短;压铸机平行度差。

2.5.2改进方法

修理模具外表损害;批改斜度, 进步模具外表光洁度;调整顶杆, 使顶出 力平衡;紧固模具;操控合理的浇注温度和模具温度180-500℃;替换脱模剂 或用防拉伤涂料;调整铝合金含铁量;调整冷却时刻;修正内浇道, 改动铝液 方向;调整压铸机平行度。