一、壓鑄技術(shù)的發(fā)展
壓鑄至今僅有100多年的歷史,,最初用于制造槍彈、活字等,。在19世紀初,,由于印刷業(yè)的蓬勃發(fā)展,1805年,,美國研制出了世界上第一臺鑄字機,,隨著壓鑄行業(yè)的發(fā)展和所涉及的領(lǐng)域的擴大,壓鑄機和壓鑄合金也得到了發(fā)展,。到第二次世界大戰(zhàn)之前,,熱室壓鑄機和氣壓立式冷室壓鑄機已經(jīng)研制出來,并在歐洲各國得到了廣泛的應(yīng)用,。二次世界大戰(zhàn)之后,,逐步形成了壓鑄鋅、鋁,、鎂和銅等合金的標準,、設(shè)備。
1919年以前,,我國僅有上海貫一模具廠等少數(shù)廠家有幾臺壓鑄機壓鑄鋅合金,,經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展,壓鑄在我國已經(jīng)成為了一個新興產(chǎn)業(yè),,鋁鑄件
應(yīng)用范圍涉及到生產(chǎn),、生活的各個領(lǐng)域。主要分布在四個行業(yè),。
1.壓鑄的特點
(1)壓鑄件
尺寸精度高,,表面粗糙度低 壓鑄件的尺寸精度為CT4~8級,表面精度Ra=0.8~6.3μm,,最低為0.4μm,。因此,壓鑄件可以可在清理飛邊,、毛刺后,不經(jīng)過機加上或少量機加上就可使用,,且互換性好,。
(2)壓鑄范圍廣 可以壓鑄小到幾克,大到40~50kg的鑄件,,也可壓鑄形狀復雜,、薄壁的鑄件及帶花紋、圖案清晰度很高的鑄件,。
(3)鑄件強度和表面硬度高 壓鑄件的抗拉強度比一般的砂型鑄造件高25%~30%,。
(4)生產(chǎn)率高 一般的冷室壓鑄機每個上作班可壓鑄600~1200次,,熱室壓鑄機可壓鑄3000~7000次,可一模多鑄成倍增加產(chǎn)量,,也可以組織連續(xù)生產(chǎn),。
(5)金屬利用率高 能節(jié)省能源、原材料及加上上時,,采用零件組合壓鑄,,還可節(jié)省裝配上作量。
2.壓鑄在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用
汽車行業(yè)經(jīng)過100多年的發(fā)展,,節(jié)能是目前最主要的課題之一,,以前汽車中的零部件絕大多數(shù)都采用鑄鐵、鑄鋼件,,汽車本身的重量很高,。隨著壓鑄行業(yè)的興起、發(fā)展與不斷完善,,汽車中許多零部件已被壓鑄件所替代,。目前汽車上的壓鑄件包括發(fā)動機的缸體、缸蓋罩,、變速箱的殼體,、殼蓋、鏈條蓋,、托架,、支架、油底殼,、轉(zhuǎn)向件及齒輪室等,。這大大減輕了汽車的自身重量,減少了汽車的耗油量,,很好地改善了汽車的節(jié)能效果,。
3.發(fā)展中的壓鑄技術(shù)
目前普通壓鑄中最難以攻克的難點是鑄件中的氣孔問題。各個汽車廠商對壓鑄鋁件
內(nèi)部質(zhì)量的要求不斷提高,,其中德國大眾要求壓鑄件的孔隙率要控制在5%以內(nèi),,有的甚至更高。
目前,,真空壓鑄是克服鑄件中氣孔的最好方法,,但在我國還沒有廣泛應(yīng)用,隨著真空系統(tǒng)可靠性和商業(yè)性的不斷提高,,真空壓鑄技術(shù)將會得到更大的發(fā)展,。
二、壓鑄生產(chǎn)
1.壓鑄機的分類與選擇
壓鑄機是壓鑄件生產(chǎn)中最基本的設(shè)備,,是提供動力和選擇最佳工藝參數(shù)的條件,,對壓鑄件的質(zhì)量,、生產(chǎn)效率、運行成本,、環(huán)境保護及勞動條件等有著直接的影響,。
(1)壓鑄機的分類壓鑄機的分類方法很多,按鎖模力大小可分為小型壓鑄機(≤4000kN),、中型壓鑄機(4000~10000kN)和大型壓鑄機(≥10000kN),;通常,壓鑄機主要按機器結(jié)構(gòu)和壓射室的位置及其上作條件加以分類,。
(2)壓鑄機的選擇
目前,,在生產(chǎn)中使用最廣泛的壓鑄機類型是臥式冷室壓鑄機,壓鑄機的型號的選擇主要是根據(jù)壓鑄件的投影面積(包括澆注系統(tǒng)和集渣包在內(nèi)的鑄件在模具分型面上的投影面積),、壓鑄件的質(zhì)量(包括澆注系統(tǒng)和集渣包在內(nèi)的鑄件總質(zhì)量),,有時候還要看壓鑄件的結(jié)構(gòu)復雜程度。對于投影面積小,,但是結(jié)構(gòu)復雜的鋁壓鑄件
,,一般要選取大一至兩個級別的壓鑄機。
2.壓鑄件的生產(chǎn)過程
(1)壓鑄合金的熔煉及保溫
目前,,鋁合金壓鑄在壓鑄行業(yè)中占有絕大部分的比重,。以壓鑄鋁合金的熔煉為例,一般較大型的壓鑄企業(yè)采用的熔煉設(shè)備是火焰反射爐,,它的優(yōu)點是熔化速度快,,熔化量大,適用于大批量連續(xù)生產(chǎn),。熔化過程中,,熔化溫度不應(yīng)超過760℃。鋁合金液在使用前還需精煉除渣,,使鋁合金液中的氣體排出,,雜質(zhì)上浮至溶液表面,以便去除,,從而獲得純潔的鋁合金液,。采用氮氣旋轉(zhuǎn)振動精煉,主要方式是不斷向合金液里吹入氮氣,,同時器械自身不斷的振動,,產(chǎn)生的氣泡會吸附合金液里的夾雜物Al2O3,并從鋁合金液里帶出,,同時氣泡中的H2也一并被帶出,從而起到除渣,、除氣的作用,。在壓鑄生產(chǎn)過程中,,鋁合金液的澆注溫度一般在620~670℃,用繼電器控制鋁合金液在保溫爐中的溫度,,可以一直保證鋁合金液在澆注溫度范圍內(nèi),。
(2)壓鑄工藝參數(shù)的調(diào)整
壓鑄工藝主要參數(shù)包括:①壓射壓力。指在壓鑄過程中,,作用在金屬液上的壓力,。②壓射速度。指壓室內(nèi)壓射沖頭推動金屬液移動的速度,。在壓射中,,壓射速度可分為低速壓射和高速壓射兩個階段。③持壓時間,。指金屬液充滿型腔到凝固之前,,在壓力的作用下,使鑄件完全凝固的這段時間,。④澆注溫度,。指金屬液進入壓室的平均溫度(由于在壓室內(nèi)測量一般不太方便,通常是看金屬液在保溫爐內(nèi)的溫度),。⑤留模時間,。指從持壓時間結(jié)束到開模頂出鑄件的時間。
一些先進的壓鑄機上還更加詳細地把壓鑄工藝的參數(shù)在控制柜上列出來,,為使壓鑄件的內(nèi)部質(zhì)量有更加優(yōu)異的效果,,有時候還需更改模具的結(jié)構(gòu)。例如,,集渣包的位置與大小,,模具澆口的充填方向及澆口的厚度,如果鑄件的某一部位質(zhì)量不好,,可以在其附近增開集渣包等方式改善鑄件的內(nèi)部質(zhì)量,。
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