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铝合金铸造,金属型浇铸系统设计

铝合金铸造

金属型工艺,在机械制造领域的应用不断扩大,其中以铝合金铸件应用最为广泛。因此本文重点探讨和简述铝硅系合金铸件的金属型结构及浇注系统的相关问题。

在金属型型腔结构良好的基础上,浇注系统设计的正确与否,对铸件的质量及工艺出品率将产生重要的影响。

(1)铸型内热分布合理,便于定向凝固,使铸件得到充分补缩。

(2)浇注系统应尽量缩短,简单而又不失其功能完整性。

(3)应是开放式浇注系统。

(4)金属液经浇注系统应平稳地注入型腔,不应有冲击、涡流、飞溅,有效阻止金属液的二次氧化。

(5)在浇注过程中应利于型腔排气和撇渣。

(6)在确保质量的前提下,最大限度地提高工艺出品率并为铸件的清理工序创造有利条件。

在实际生产中,要把传统的金属型重力铸造浇注系统的优点,有机地结合在一起是困难的,偏重于充型平稳性(底注),就得不到合理的型腔热分布;偏重于型腔热分布合理(顶注),就失去了浇注平稳性,顾此失彼。因此,传统的金属型重力铸造工艺,长期以来造成了工艺出品率和毛坯使用率低的不利局面。

任何形式的铸造工艺,只要是重力铸造,它定向凝固的表现是自下而上的结晶凝固,充分利用上面设置的冒口对铸件进行补缩。因各种铸件的形状结构不同,导致金属液在型腔内的结晶凝固是一个复杂的过程,壁厚差较大的铸件,在这个过程中,既有定向凝固又有同时凝固的表现,尽管如此,浇注系统的设计,仍要严格遵守重力铸造定向凝固的原则,使型腔的热分布符合铸件自下而上的冷凝顺序。

铝合金热导率大,容积热容量小,金属液在流动过程中,温度会迅速下降,铝液性质活泼,极易吸气和氧化,如果浇注时,表面形成的氧化膜始终完整,对下面的铝液有很好的保护作用,防止二次氧化,如果浇注时不平稳或不够平稳,氧化膜破裂,将表面的氧化渣卷入下面的铝液中,就很难再上浮至表面,各种气体也不易析出,因铝和氧化铝的密度相近,造成铸件内部夹渣,补缩率大,易出现缩孔、缩松、针孔及夹渣等铸造缺陷,因此,铝合金铸件的平稳浇注就显得格外重要。

铝合金重力铸造有其固有的特点。金属型冷却速度快,对铸件有较强的激冷效果,铸件晶粒细化,组织致密,有较高的综合力学性能,尺寸精确,表面光洁,质量得到提高,影响铸件质量的不确定因素有所降低,特别适合大批量的生产。结构良好的金属型,可做到最大限度地减少加工余量和冒口尺寸,而工艺出品率和毛坯利用率,较普通的砂型重力铸造有所提高,使铸件的成本相对下降,可改善普通砂型铸造对环境的污染状况和工人的劳动条件。综上所述,尽管目前铝合金铸造

有很多的铸造工艺,但金属型重力铸造工艺,因其灵活性、通用性及较低的成本仍具有特定的优势,占有一定的位置。