中國壓鑄雜志
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黄大仙香港一肖中特诗:加氧壓鑄法在汽車發動機部件生產中的應用

作者:admin 來源:未知 發表時間:2012-08-12

058期一肖中特虎猴 www.ykvve.icu 文/楊宇

摘要:通過特殊的加氧壓鑄法,可以有效減少鑄件含氣量,防止鑄件在熱處理過程中的變形。

關鍵詞:加氧壓鑄、熱處理、含氣量、變形

某汽車發動機用冷卻水泵安裝座,使用壓力鑄造成型,材質為鋁合金(牌號:ADC12)。要求鑄件熱處理后硬度大于HRB45,必須進行熱處理。在使用普通鑄造法時,因鑄件內部含氣量過多,在進行T6熱處理時,鑄件內部所含氣體膨脹,表面起泡,造成產品變形,無法達到使用要求。因此,如何減少鑄件的含氣量,便成為此產品能否順利生產的關鍵所在。

為了減少鑄件的含氣量, 在本制品的生產上,我們采用了特殊的加氧壓鑄法。本文將從各個工藝細節上對該鑄造方法加以介紹。

1.加氧壓鑄法的特點及應用

1.1 加氧壓鑄法簡稱PF法(Pore-Free Die casting),在壓射前,往壓室及型腔內預先通入氧氣一類的活性氣體,從而取代型腔中的空氣及其它氣體。在金屬液充填型腔時,一部份氧氣通過排氣道排出,另一部份未及時排出的氧氣與噴射的金屬液與發生化學反應而產生金屬氧化物微粒,并分散于鑄件內部,從而減少了鑄件內部的含氣量。

為使熔液形成微小的顆粒,并且與氧氣的反應時間在3/100秒以內,加氧壓鑄要求有較高的澆口速度。

1.2 加氧壓鑄法與普通鑄造法的比較(鋁合金壓鑄件)

普通鑄造法 —鑄件密度(g/cm3) 2.529-2.590 —含氣量(cc/100gAl) 10-50 —澆口速度(m/s) 40-60 

加氧壓鑄法  —鑄件密度(g/cm3) 2.673-2.675 —含氣量(cc/100gAl) 1-3 —澆口速度(m/s) 60-70 

1.3 加氧壓鑄法的應用

(1) 對氣孔或含氣量有嚴格要求的鑄件
(2) 要求在200-300℃環境中工作的鑄件
(3) 要求進行熱處理,對硬度及強度有特殊要求的鑄件

2.工藝設計

2.1 模具工藝設計

澆口設計為點狀圓形截面澆口(圖1),以使金屬液呈集束狀噴射入型腔。設計時應考慮到避免直接沖擊型芯。此外也可將相鄰澆口互成一定角度,以便使兩股金屬流相互撞擊產生更細小的金屬顆粒,從而可以更充分地與氧氣產生反應。

排氣選擇使用齒形排氣槽(圖2)。因各排氣槽封閉時間不一,為防止部分排氣道排氣不暢,高溫的氧氣與模具材料反應而造成模具沖蝕的情況發生。需要將各排氣槽分隔開來,進行分開排氣。

2.2 沖頭潤滑劑及涂料噴涂工藝

因在充填過程中,型腔內含有大量氧氣,為防止油性沖頭潤滑劑及涂料與氧反應產生爆炸以及產生大量氣體,在加氧鑄造中采用了不含油性成份的水基沖頭潤滑劑及涂料。

沖頭潤滑劑及涂料由兩套系統自動配比稀釋后,由噴涂機械手進行分別噴涂,噴涂完成后,進行吹氣清掃動作,以防止殘水。(圖3)

2.3 壓射部工藝設計

加氧壓鑄法使用與普通鑄造法相同的沖頭,但需對壓室進行改造。如圖4所示:在普通壓室給料口右上側開一供氧口,以便提供鑄造時所需氧氣。給料口右下側靠近壓室末端開一小排水口,用于排除噴涂時多余的沖頭潤滑劑。

3.鑄造工藝流程

如圖4所示,鑄造過程如下:

[1]機臺啟動,沖頭前進至供氧位置。

[2]模具閉合限信號ON后,開始由供氧口大流量供氧。供氧量200L/min,供氧時間1s。

[3]大流量供氧結束,沖頭后退的同時開始小流量供氧,供氧量50L/min。

[4]沖頭后退至澆料位置,立即開始澆料。

[5]澆料結束后,沖頭前進進行壓射。前進至低高速切換位置時,停止供氧。

[6]完成充填,凝固保溫。

[7]開模,推出,取件。

[8]由機械手向壓室內噴涂沖頭潤滑劑及向型腔噴涂料,進行吹氣清掃。

[9]下一循環開始。

4. 鑄造設備

加氧鑄造法可使用與普通鑄造法相同的鑄造設備,但需對其進行改造。

[1]追加一套液氧氣化及流量控制裝置。

[2]追加一套專用涂料及沖頭潤滑劑供給裝置。

[3]追加鑄造參數控制裝置,如供氧時間,氧氣流量的設定。

[4]修改壓鑄機程序,用于控制機器按設定工藝流程動作。

5. 加氧壓鑄法的實際效果

5.1鑄件的含氣量

對用普通壓鑄法及加氧壓鑄法的鑄件進行內部含氣量測定,結果如下:

5.2熱處理后產品合格率

對用普通壓鑄法及加氧壓鑄法的鑄件進行T6熱處理,計算產品尺寸合格率處理條件為:固熔480℃120分鐘,人工時效300℃480分鐘,結果如下:

此外,通過對噴霧機械手噴涂量及吹氣清掃程序的調整和完善,量產狀況下產品尺寸的不合格率更可降低至0.3%以下。

6.結語

加氧壓鑄法,可以有效地減少鑄件內部的含氣量,提高鑄件的強度及防止鑄件熱處理中的變形,能夠穩定大量地生產優質鑄件。其在今后中國汽車零部件及其它高品質鑄件的生產中必將會得到更廣泛地應用。

 

 

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