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      淺析低壓鑄造的工藝特點

      放大字體  縮小字體 發布日期:2020-09-24
      核心提示:淺析低壓鑄造的工藝特點劉欽雙1,劉軍2,劉強3河北省秦皇島市中信戴卡股份有限公司摘要:在鋁合金鑄件的鑄造技術中,最常見的莫

      淺析低壓鑄造的工藝特點

      劉欽雙1,劉軍2,劉強3

      河北省秦皇島市中信戴卡股份有限公司

      摘要:在鋁合金鑄件的鑄造技術中,最常見的莫過于低壓鑄造。低壓鑄造為汽車的輪轂等部件提供了良好的質量保障,其不可替代的優越性已經獲得了廣大汽車生產商的認可。本文主要介紹了低壓鑄造的歷史、原理、工藝特點和所需的條件,旨在為業內人士提供相應的參考。

      關鍵詞:低壓鑄造;工藝;特點

      低壓鑄造法從使用至今已經有幾十年的歷史,尤其在鋁合金鑄件方面占據重要的地位。低壓鑄造法是一種主流方法,其功能強大,能夠提高材料的強度,提升材料的性能。低壓鑄造是一種十分實用的鑄造方法,其所鑄造的鑄件質量良好,而且該方法自動化程度比較高。

      1、低壓鑄造的歷史

      低壓鑄造法有一百多年的歷史,20世紀20年代,將低壓鑄造法應用于鋁合金鑄造的兩個國家分別是法國和德國,不過還處于試應用階段。到了1945年,低壓制造開始大規模應用,主要是在英國生產雨水管道、啤酒容器。1958年,美國人將低壓鑄造法應用于汽車發動機的零件鑄造上,這就是低壓鑄造開始大范圍應用的契機。世界汽車工業開始注意到這個神奇的鑄造方法,并且,該方法于20世紀50年代末引進中國。

      在我國,低壓鑄造的使用始于1961年。當空冷氣缸頭的制造能夠神奇被低壓鑄造法實現的時候,這種方法開始被人高度重視。自此,低壓鑄造技術開始不斷在汽車行業中應用,其材料使用率非常高,尤其在鋁合金鑄件中,通過低壓鑄造技術實現的高達二分之一。通過該技術生產法的鋁合金鑄件質量優良,所生產的產品種類也在不斷擴展。20世紀70年代,低壓鑄造技術開始應用于汽車輪轂生產中,到了現代,人們開始注重汽車的輕量化發展,低壓鑄造技術開始制造性能更好、內部品質更高、機械性質要求更加嚴格的零件。

      2、基本原理

      低壓鑄造的基本原理主要是通過施加壓力促進熔湯進入到模具內,熔湯通過慢慢充填的方式逐漸凝固,澆口部分的凝固作為施加壓力結束的時刻。這樣所凝固出的鑄件將十分完美。以內其凝固的方向是從澆口方向開始的,與壓力不沖突,不會受到壓力的干擾,自然流暢完成凝固的過程和冷卻。

      3、低壓鑄造工藝特點

      低壓鑄造的壓力和速度在澆注時可以靈活調整,這樣就可以根據不同的鑄件形態進行鑄造。低壓鑄造主要采用底注式充型,這樣就可以確保金屬液穩定充型,還可以有效避免空間對金屬液的干擾,避免鑄件成型后形成質量缺陷。在壓力的作用下,成型后的鑄件質量高,表面光潔,具有很高的性能。同時,低壓鑄造大大減輕了勞動強度,環境較好,設備方便實用。與其他鑄造方法相比,低壓鑄造存在一定的特殊性,也具備了十分鮮明的工藝特點。

      3.1與普通鑄造相比所具備的特點低壓鑄造可以采用金屬型、砂型、石磨型等等,其應用范圍十分廣泛,所以低壓鑄造方法具備了許多普通鑄造方法所具備的優勢。低壓鑄造適合有色金屬,也適合黑色金屬,這也是許多普通鑄造方法所達不到的。低壓鑄造的充型十分平穩,這是因為其主要采用了底筑式,所以壓力和速度都可以靈活調整。在壓力的作用下,金屬液的凝固十分充分,利用率很高,還有較好的流動性,提高鑄件的質量,越復雜的鑄件越能夠展現出其優勢。

      3.2與壓力鑄造相比所具備的特點

      低壓鑄造可以進行多種類型的鑄件制造,并根據實際情況靈活進行熱處理,既能夠進行薄壁鑄件的制造,也能夠進行厚壁鑄件的制造,而且在鑄造的過程中能夠充分避開空氣的干擾,得到高質量鑄件,表面光滑,組織細密,氣泡少。而且鑄件的機械性能十分出眾,種類較多,比較精細,并具備較低的成本。

      3.3缺點受到澆口位置、數量的限制,以及內壁厚度的影響,產品會因此而受到一定的限制。為了充分體現金屬液良好的流動性,保證在澆口處開始凝固,那么就會加大鑄造周期,凝固速度也會變慢。金屬液充腔時,金屬液下型面的機械性能將會受到限制。

      4、低壓鑄造所需的條件

      4.1溫度

      熔湯的溫度會受到種類和外形的影響,不過總體差異不會太大。其溫度是否適合,將直接關系到產品的質量和美觀程度,因此要將溫度控制在合理范圍內。需要注意的是,模具溫度同樣不能忽視。

      從金屬液凝固的角度來看,模具溫度的分布主要是從澆口往上型方向逐漸變低,但是由于這樣會延長鑄造周期,影響凝固的速度,因此就要進行上型和橫型的冷卻。生產周期、金屬液溫度等方面需要仔細斟酌和調整,其會深刻影響到鑄件的內部與外部質量,所以可根據實際情況加大澆口的溫差,這樣就能夠改變現狀。

      4.2加壓時間

      加壓時間主要是指金屬液從充填到澆口處凝固的過程所花費的時間。加壓時間可能會受到各種因素的影響,這就需要考慮到氣缸頭的時間,該延長的就要盡量延長,延長的依據主要就是根據重量。加壓時間很容易受到溫度條件的影響,如果溫度穩定,加壓時間也會十分穩定。

      金屬液的凝固時間可能會因熱量的變化和溫度的降低而出現不穩定的情況。因為鑄件數量會不斷增加,溫度十分不穩定,同 時,澆口截面積減小,這樣就會造成凝固時間改變,導致鑄件產生質量的內部缺陷。因此一定要高度重視溫度、澆口和給料管等給湯系統等因素的影響。

      4.3凝固時間

      凝固時間指的是從加壓完畢到產品脫模的時間,鑄件脫模后并不算是真正完成,而是要確保鑄件不變形,保證鑄件的質量。這一部分所需的時間都要加入到凝固所需的時間中。凝固時間不會花費很久,與溫度有關,而且與加壓時間相比,凝固的速度會更快。為了縮短凝固時間,可通過加快冷卻速度的方式。

      4.4加壓條件

      為了保證充填效果,要注意調節加壓的速度,過快或者過慢都會影響填充效果和鑄件質量。具體來講,速度慢,就會引發熔湯流動性較差的問題;速度過快,產品會受到氣體的干擾,形成質量缺陷。因此,調節加壓的速度勢在必行。由于流速會受到流路形狀差異的影響,所以需要根據實際情況進行速度的控制。

      5、結束語

      綜上所述,低壓鑄造技術具有很大的優勢,是鋁合金鑄件的主流鑄造技術。與其他鑄造方法相比,該技術的使用范圍廣泛,鑄件質量高,精度高,性能好,自動化程度高。低壓鑄造技術自問世至今已經有百年歷史,其正在以更好的發展態勢影響著合金鑄造行業。

      參考文獻:

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      關鍵詞: 低壓鑄造

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