探析影響低壓鑄造鑄件質(zhì)量的因素

王偉東

中車齊齊哈爾車輛有限公司 黑龍江齊齊哈爾 161002

1 低壓鑄造的特點(diǎn)

在低壓氣體作用下，低壓鑄造可以使得液態(tài)金屬充填鑄型同時逐漸凝固成鑄件的一種鑄造方式。氣體壓力通常保持在0.6～1.5帕。低壓鑄造工藝過程為：在熔化金屬坩堝爐當(dāng)中進(jìn)行密封蓋的架設(shè)，密封蓋中心部位進(jìn)行升液管的裝設(shè)，將升液管插入到金屬液面以下，在密封蓋的上部進(jìn)行鑄型的安放。低壓鑄造主要對干燥的壓縮空氣逐漸的融入到坩堝爐中，金屬液因?yàn)槭艿綒鈮簩ζ涞挠绊?，會緩緩沿著升液管和澆筑系統(tǒng)從下往上對型腔進(jìn)行填滿。因?yàn)闈仓到y(tǒng)在設(shè)計(jì)中受到相應(yīng)的限制，鑄造開始階段的縱向分布主要為反順序凝固。溫度比較低的液體在鑄型頂，溫度比較高的液體在鑄型的底部，在重力鑄造狀況下對鑄件不可能進(jìn)行補(bǔ)縮。但是在低壓鑄造中，液體是從底部朝向頂部進(jìn)行流動，對充型參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，可以確保液體穩(wěn)定上升和氣體順利的外排。除此之外，低壓鑄造補(bǔ)縮方向和重力鑄造補(bǔ)縮方向相反，壓力從下往上，底部的壓力比頂部的壓力大，合金的溫度一般是上低下高，鑄件從遠(yuǎn)端進(jìn)行開始凝固，逐漸的轉(zhuǎn)移到下部的澆筑系統(tǒng)，最后轉(zhuǎn)移到升液管，從而可以對凝固次序很好的符合，對于鑄件補(bǔ)縮非常有利，能夠確保鋁合金鑄件質(zhì)量提升。并且，加壓凝固可以對鋁合金結(jié)晶中補(bǔ)縮能力提升，以此來對鑄件的致密度提升。低壓鑄造使用底注式充型，金屬液充型較為穩(wěn)定，不會出現(xiàn)飛濺，可以防止卷入的氣體對于型腔和型芯造成沖刷，以此來對鑄件的合格率提升，有著很好的利用率，可以達(dá)到85%-95%。因?yàn)闆]有冒口和澆道，澆口的位置較小，因此可以將材料費(fèi)用以及加工工時有效降低，這樣也就對成本降低[1]。

2 低壓鑄造鑄件質(zhì)量影響因素

2.1 澆口方案自由度

目前，我國低壓鑄造工藝水平不是很高，鑄造澆口數(shù)量和位置會受到一定的限制，不能按照產(chǎn)品的需求進(jìn)行調(diào)整，造成產(chǎn)品壁厚不能實(shí)現(xiàn)合理控制，對鑄件質(zhì)量有著很大的影響。以上這些分析都是作為澆口自動度的設(shè)置范圍，所以，這種因素對鑄件質(zhì)量有著很大的影響。第一，澆口數(shù)量針對鑄件質(zhì)量有著一定的影響，因?yàn)闈部跀?shù)量比較有限，不能同時進(jìn)行多個鑄件的澆筑操作工作，生產(chǎn)效率不是很高。為了能夠?qū)⑸a(chǎn)效率提升，就需要對工藝制作過程進(jìn)行簡化處理，將一個操作環(huán)節(jié)進(jìn)行忽略，從而使得質(zhì)量降低。因此，因?yàn)闈部跀?shù)量比較少，從而在一定意義上對質(zhì)量會產(chǎn)生相應(yīng)的影響。對澆口位置的設(shè)置，是根據(jù)生產(chǎn)要求落實(shí)的，若是設(shè)定就很難改變，并且每批次的鑄件自身尺寸參數(shù)不相同，澆口位置和要求不相符合，為了能夠?qū)⒊杀窘档?，只能通過這些澆口來完成加工，這也是導(dǎo)致鑄件質(zhì)量降低的主要因素[2]。

2.2 機(jī)械操控

由于鑄件生產(chǎn)周期比較長，相對于機(jī)械操控要求很好，若是其中一個環(huán)節(jié)產(chǎn)生問題，就會使得某項(xiàng)指標(biāo)不符合生產(chǎn)加工標(biāo)準(zhǔn)。比如，對壓力和溫度的控制等。并且目前企業(yè)機(jī)械鑄造操控設(shè)備和技術(shù)較為傳統(tǒng)，對溫度和壓力參數(shù)精度控制不足，特別是對靠近澆口位置較為粗糙，將控制難度加大，因此，會對鑄件質(zhì)量會產(chǎn)生很大的影響。

2.3 鑄型排氣

相對于低壓鑄造來講，進(jìn)行氣壓控制很重要，若是在鑄造中氣壓波動比較大，就會產(chǎn)生氣泡在鑄件內(nèi)部很難去除，在加工當(dāng)中通過排氣孔和分型面排氣，對于這兩種排氣方式，實(shí)際的排氣效果不好，在生產(chǎn)和加工中排氣不順暢的情況經(jīng)常產(chǎn)生，造成在澆筑中產(chǎn)生反壓力，金屬溶液出現(xiàn)波動，很容易在內(nèi)部產(chǎn)生氣泡，使得鑄件質(zhì)量不高[3]。

2.4 縮孔處理

在鑄件加工中縮孔是非常重要的環(huán)節(jié)，采用溫度的控制對金屬狀態(tài)進(jìn)行控制，以此形成固態(tài)產(chǎn)品，但是在這當(dāng)中很難對縮孔大小進(jìn)行控制。盡管在生產(chǎn)前，通過參數(shù)要求對縮孔大小進(jìn)行了設(shè)置，并且采用溫度的控制，然而實(shí)際效果不是很好。因?yàn)闇囟群凸桃后w積差之間呈現(xiàn)正比關(guān)系，因此，采用溫度的降低來對固液體積差進(jìn)行縮小，并且冷卻壁空氣作為不良熱導(dǎo)體，對降溫會產(chǎn)生阻礙，從而將溫度的控制實(shí)現(xiàn)延長，鑄件長時間在液態(tài)狀態(tài)，從而將縮孔數(shù)量和直徑增加，使得鑄件質(zhì)量不高。

2.5 鑄件氣孔

鑄件氣孔主要分為三種類型，主要有侵入性氣孔、反應(yīng)性氣孔、析出性氣孔。在這當(dāng)中，侵入性氣孔主要在鑄件的上部進(jìn)行分布，主要就是避免雜質(zhì)混入到齊總，在鑄造中對外界影響因素進(jìn)行組織，同時在鑄造坩堝中的氣泡需要另外進(jìn)行處理。因?yàn)槿肭中詺饪自O(shè)計(jì)中使用常規(guī)的設(shè)計(jì)方式，沒有使用打磨處理，洞壁比較光滑，很難對雜質(zhì)的入侵進(jìn)行阻擋，這對鑄件有著很大的影響。反應(yīng)性氣孔主要出于鑄件和型壁的接觸面，在鑄件鑄造中起到排氣的作用，因?yàn)闅饪卓讖酵ǔ１容^小，同時孔壁比較粗糙，所排出的氣體所混入的雜質(zhì)較多，在孔壁上進(jìn)行粘附，從而將空氣的流動性降低，使得排氣氣流很小，對鑄件排氣要求很難滿足，一些氣體在鑄件中殘留，從而產(chǎn)生氣泡，對產(chǎn)品質(zhì)量有著一定的影響。析出性氣孔主要指的就是在溫控調(diào)控當(dāng)中氣體抽出的孔洞，使用該氣體對坩堝內(nèi)多余的氣體析出，防止氣體對溫度調(diào)整產(chǎn)生影響，因?yàn)闅饪妆谌鄙俸侠淼奶幚恚⑶以诟邷貤l件下，所析出的氣體主要是水蒸氣，在預(yù)冷后會產(chǎn)生水珠或者氣泡，對氣體析出非常不利，不能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的效果。

3 結(jié)語

本文研究分析主要就是在低壓鑄造基礎(chǔ)上進(jìn)行探討，采用對鑄件加工流程以及各個環(huán)節(jié)中可能存在的音響因素進(jìn)行合理分析，從中發(fā)現(xiàn)相關(guān)因素對于低壓鑄件環(huán)境中所產(chǎn)生的影響，在后續(xù)的生產(chǎn)中可以針對這些因素加強(qiáng)重視。