一,、壓鑄技術的發(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研制出來,,并在歐洲各國得到了廣泛的應用,。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、設備,。
1919年以前,,我國僅有上海貫一模具廠等少數廠家有幾臺壓鑄機壓鑄鋅合金,經過半個多世紀的發(fā)展,,壓鑄在我國已經成為了一個新興產業(yè),,鋁鑄件
應用范圍涉及到生產、生活的各個領域,。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量,也可以組織連續(xù)生產,。
(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.壓鑄在汽車領域的應用
汽車行業(yè)經過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
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
內部質量的要求不斷提高,,其中德國大眾要求壓鑄件的孔隙率要控制在5%以內,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,,真空壓鑄技術將會得到更大的發(fā)展。
二,、壓鑄生產
1.壓鑄機的分類與選擇
壓鑄機是壓鑄件生產中最基本的設備,,是提供動力和選擇最佳工藝參數的條件,對壓鑄件的質量,、生產效率,、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構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壓鑄件的投影面積(包括澆注系統(tǒng)和集渣包在內的鑄件在模具分型面上的投影面積),、壓鑄件的質量(包括澆注系統(tǒng)和集渣包在內的鑄件總質量),有時候還要看壓鑄件的結構復雜程度,。對于投影面積小,,但是結構復雜的鋁壓鑄件
,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,。熔化過程中,熔化溫度不應超過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,。
(2)壓鑄工藝參數的調整
壓鑄工藝主要參數包括: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(由于在壓室內測量一般不太方便,,通常是看金屬液在保溫爐內的溫度),。⑤留模時間。指從持壓時間結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在控制柜上列出來,,為使壓鑄件的內部質量有更加優(yōu)異的效果,有時候還需更改模具的結構,。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量不好,,可以在其附近增開集渣包等方式改善鑄件的內部質量。
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