為了提高材料的比強(qiáng)度,目前世界上在成型方法上都采用定向凝固、液態(tài)模鍛、用快速凝固法生產(chǎn)的高強(qiáng)粉末法成型……,這些方法在提高材料的機(jī)械性能上確實(shí)有較大的飛躍,但從目前的工藝水平上看都不能用于生產(chǎn)大型復(fù)雜鋁合金箱體類鑄鋁件,相比之下只有差壓鑄造法較為合適。

它是60年代初發(fā)展起來(lái)的新鑄造方法。這種方法源于低壓鑄造,它兼有低壓鑄造和壓力釜鑄造的優(yōu)點(diǎn)。因此,一經(jīng)出現(xiàn),就表現(xiàn)出巨大的生命力。保加利亞在1974年舉辦的展覽會(huì)上展出了能生產(chǎn)重達(dá)100kg的復(fù)雜鋁合金鑄件差壓鑄造設(shè)備,標(biāo)志著差壓鑄造工藝已經(jīng)成熟。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,以及對(duì)鑄件的質(zhì)量要求越來(lái)越高,差壓鑄造工藝及設(shè)備也在不斷地完善、更新。在控制系統(tǒng)方面發(fā)展更為迅速,出現(xiàn)了微機(jī)全自動(dòng)控制系統(tǒng),一個(gè)人可操縱多臺(tái)機(jī)器生產(chǎn)。盡管如此,差壓鑄造技術(shù)仍是各國(guó)研究的目標(biāo)。
總體說(shuō)來(lái)該鑄造方法的主要優(yōu)點(diǎn)為:
1)減少鑄件氣孔、小孔缺陷。由于差壓鑄造的壓力是低壓鑄造壓力的45倍,因而在澆注過(guò)程中,由鑄型、型芯排放出來(lái)的氣體的體積將減少45倍。這就減少了侵入性氣孔形成的機(jī)會(huì)。更主要的差壓鑄造為鑄型、型芯的排氣創(chuàng)造了良好條件。
低壓鑄造鑄型排氣困難的根本原因在于低壓鑄造只能控制增鍋內(nèi)氣體的壓力,而對(duì)鑄型所在的大氣卻不能控制。而差壓鑄造則不同,它能把上、下壓力筒的壓力同時(shí)控制起來(lái)。如果采用減壓法,在同步進(jìn)氣結(jié)束后,降低上筒壓力,使鑄型內(nèi)外產(chǎn)生壓差(型內(nèi)壓力大于型外壓力),壓差越允鑄型的排氣能力越強(qiáng),就越不易形成侵入性氣孔,當(dāng)然,選擇鑄型內(nèi)外壓差的大小不能只考慮排氣問(wèn)題。總之,壓差鑄造不僅能控制充型工藝曲線,也可以控制鑄型的排氣能力。
高溫金屬液總要溶解一定數(shù)量氣體,主要是H,隨著溫度降低,氣體在金屬液中溶解度急劇下降,原子態(tài)氫析出變成分子氫,在鑄件中形成氣孔,通常稱為小孔。原子氫在鋁液中溶解度與系統(tǒng)壓力有關(guān),由于差壓鑄造的壓力較高,氫在鋁液中溶解度增大,再加上在高壓下金屬凝固速度提高,合金凝固時(shí)H來(lái)不及析出而以原子態(tài)存在于鑄件內(nèi),從而使小孔大為減少。
2)鑄件表面質(zhì)量的改善。壓鑄鋁件在液態(tài)金屬填充鑄型時(shí),型壁的溝紋或粗糙部分會(huì)存在一層氣體薄膜。這部分氣體的氣壓作用于金屬液,阻止了型壁形狀在鑄件上的完全再現(xiàn),在差壓鑄造時(shí)氣膜的密度大,因而受熱膨脹時(shí),阻礙液態(tài)金屬侵入凹坑的能力強(qiáng),因而鑄件表面的粗糙度就越小,這一點(diǎn)得到國(guó)內(nèi)外廠家的一致公認(rèn)。
3)差壓鑄造可明顯減少大型復(fù)雜鑄件凝固時(shí)的熱裂傾向。其原因在于差壓鑄造有極強(qiáng)的補(bǔ)縮能力,可及時(shí)充填出現(xiàn)的縮孔及微裂紋,在一定程度“焊合”消除了一些熱裂的隱患。熱裂發(fā)生時(shí)必然克服外界的壓力(由于這時(shí)鑄件的溫度已達(dá)準(zhǔn)固相溫度,其固相骨架基本形成,因而此時(shí)主要是氣體壓力)才能發(fā)生,差壓鑄造外界壓力是低壓鑄造的45倍,因而差壓鑄造對(duì)減少大型復(fù)雜件的熱裂傾向是異常明顯的,國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)廠家均有這樣的共識(shí)。
4)差壓鑄造的補(bǔ)縮壓力是低壓鑄造的45倍。型腔中的液態(tài)金屬在凝固的過(guò)程中只有形成的固相骨架能承擔(dān)住大氣的壓力時(shí)才有形成縮松縮孔的機(jī)會(huì);否則在外界的壓力(大氣壓、差壓鑄造時(shí)的上罐壓力)作用下會(huì)將這些都是真空的大大小小的孔隙壓縮使之消失,因此鑄件在各種成型方式下其外界壓力都參與補(bǔ)縮,而冒口上的那點(diǎn)壓力及低壓鑄造或差壓鑄造保壓時(shí)躍升的那點(diǎn)壓力僅是在原來(lái)外界壓力的基礎(chǔ)上增加一點(diǎn)微不足道的新動(dòng)力罷了!差壓鑄造時(shí)外界的壓力為0.7MPa左右,而低壓鑄造時(shí)增鍋內(nèi)壓力為0.15MPa左右,兩者相差甚遠(yuǎn)。故差壓鑄造的補(bǔ)縮能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于低壓鑄造。冒口補(bǔ)縮范圍的增加,實(shí)質(zhì)是將液態(tài)金屬壓滲進(jìn)更遠(yuǎn)更細(xì)小的晶間空隙中去,根據(jù)流體力學(xué)原理可知其阻力的增大速度要遠(yuǎn)比補(bǔ)縮距離的增加更快,故出現(xiàn)了鑄件的補(bǔ)縮范圍才僅僅增大30%~60%的現(xiàn)象。
5)差壓鑄造可減少凝固時(shí)間20%~25%,相應(yīng)地也減少了凝固期內(nèi)的變質(zhì)衰退現(xiàn)象,其晶粒也有所細(xì)化。由于以上幾個(gè)原因造成差壓鑄造鑄件的力學(xué)性能可大幅度提高。
泊頭東固模具制造有限公司(http://www.hbdgmj.com)主營(yíng)項(xiàng)目:壓鑄模具流動(dòng)性好,易熔焊,釬焊和塑性加工,在大氣中耐腐蝕,殘廢料便于回收和重熔;但蠕變強(qiáng)度低,易發(fā)生自然時(shí)效引起尺寸變化。澆鑄鋁件零件加工變形的原因很多,與材質(zhì)、零件形狀、生產(chǎn)條件等都有關(guān)系。鋁鑄件加工表面應(yīng)光潔、平正、鑄字標(biāo)志應(yīng)清晰,澆、冒口清理后與鑄件表面應(yīng)齊平。 機(jī)床鋁配件對(duì)于邊蓋類薄壁零件,采用鈑金冷做校正;容易磨損的軸孔類零件可采用金屬噴鍍、焊修、膠粘、機(jī)械加工等工藝以達(dá)到原廠尺寸。