差压铸造操作要点及注意事项; ; 随着国内制造业水平的提高,差压铸造主机设备的性能也将得到提高,并朝着多用化、专业化、标准化的方向发展。差压铸造过程控制系统经历了模拟调节器,数字PID控制发展阶段,正在向智能控制和混合智能控制的方向发展,控制系统由最初的手动阀门,眼睛观测仪表演变到计算机程序控制,各种电磁阀、数字组合阀以及各种温度传感器的使用,使得信号采集处理,操作控制、反馈补偿更加准确及时,控制精度更高。 ; 差压铸造的工作原理是将铸型和坩埚分别置于主体部分的上下两个互相隔绝又可相互连通的密闭压力筒内;经密封后,在上下筒体内通入预定压力的干燥气体介质,达到平衡后,采用一定的方法(减压法或增压法)使下筒的压力比上筒的压力高,金属液在压力的作用下自下而上充型,铸型充满后增压、保压,铸件在较高的压力下结晶凝固,然后解除压力,使剩余的金属液流回坩埚,最后卸除环境压力。;1.4;(1)减少铸件针孔缺陷。由于差压铸造的压力较高、氢在铝液中溶解度增大,再加上在高压下金属凝固速度提高,合金凝固时H+来不及析出而以原子态存在于铸件内,从而使针孔大为减少。
(2)改善铸件表面的质量。在液态金属填充铸型时,型壁的沟纹或粗糙部分会存在一层气体薄膜。阻碍液态金属侵入凹坑的能力强,因而铸件表面的粗糙度就较小。
(3)差压铸造可明显减少大型复杂铸件凝固时的热裂倾向。由于差压铸造有极强的补缩能力,可及时充填出现的缩孔及微裂纹,在一定程度“焊合”消除了一些热裂的隐患。 ;(4)差压铸造的补缩能力是低压铸造的4~5倍。型腔中的液态金属在凝固的过程中只有在形成的固相骨架能承担住外界气体的压力(大气压、差压铸造时的上筒压力)时才有形成缩松、缩孔的机会;否则在外界的压力的作用下会将这些都是真空的大大小小的孔隙压缩,使之消失,因此铸件在各种成型方式下其外界压力都参与补缩。 (5)差压铸造空气密度大导热速度快,因此可减少凝固时间20%~25%,亦即提高凝固速度,使其晶粒也有所细化。
;(1)压力下结晶使气体以非气孔的形式残存在金属液中,这对在较高温度下工作的零件的尺寸稳定性及强度均有不良影响;
(2)铸型内反压力较大影响液态金属的填充能力,铝液表面形成的氧化膜不仅要带入铸型中而且由于它的存在使铝液表面张力大大提高,影响对铸型薄壁部位的充填;
(3)高密度空气导热系数大,尤其是金属模具同步进气时降温严重,影响液态金属的充填。; 我单位经常生产致密性要求较高的铝合金壳体类铸件一般采用粘土砂干型、二氧化碳硬化树脂砂内芯、差压铸造工艺生产。浇注出来的铸件经常会出现疏松、针孔、气孔、缩孔、等铸造缺陷。
下面就以这些压差铸造过程经常遇到的铸造缺陷为例来分析讨论操作者在操作过程中需要注意的事项和要点: ;1疏松
疏松的特征铸件断面上有分散或细小的缩孔,有时借助放大镜,甚至显微镜才能发现,称为缩松。铝液在凝固时形成晶核并长大,枝晶长成骨架,把未凝固的最后铝液分割成孤立小熔池,使这些小熔池铝液凝固时的体收缩导致的体积亏损难于得到补偿,结果形成许多细小而分散的小孔,即缩松。疏松是铸造工作者最常见也最难解决的缺陷,由于液态金属在凝固的同时伴随着体收缩和线收缩,因此工艺设计和生产操作不当都会导致铸件内部形成疏松缺陷,解决疏松缺陷重点考虑以下几方面:;1.1工艺设计
工艺设计时考虑铸件从上到下、从距离缝隙浇道最远端到缝隙浇道顺序凝固的原则。同时保证合金在浇注系统内由缝隙浇道(内浇道)、过度浇道、横浇道到连接升液管口的直浇道顺序凝固。这样可以保证铸件补缩通道畅通,压力能够传递,充分发挥压差铸造压力补缩的优势。在操作时可以采取设置冷铁调节铸件局部凝固速度,增设缝隙浇道缩短铸件在凝固时补缩距离等具体工艺措施。
;1.2金属液的质量 金属液的质量对铸件疏松缺陷影响非常大,若金属液的质量较差,氧化夹杂严重会使金属液粘度增大,不利于铸件补缩,而且两个相邻的氧化膜为形成初期裂纹提供位置和机会,凝固时补缩不足,会在这些区域形成微缩松,即氧化膜容易形成疏松源。因此在金属炉料选用尽量使用纯净度高的原材料,少用回炉料,杜绝使用坩埚最底部的炉底水回收锭。熔炼过程中尽可能减少金属液的搅动,充分进行除气、排渣。;1.3工艺参数选择
在满足铸型充满的情况下,充型速度宜选择下限,这样既可以避免充气时产生紊流、飞溅造成氧化夹杂,又能增加金属液对浇道的烘烤时间,调整铸件凝固速度,强化顺序凝固效果;增压压差要大,因为加压凝固能够强化合金凝固期间补缩能力,从而充填枝晶间的微缩孔,但选择增压压力也不是越大越好还要充分考虑到铸件变形及粘砂、跑火等其它因素。;2针孔
从理论上讲,原