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关于铝铸件低压铸造技术的分析2018/7/23 11:41:33

 1铸件简介

  某型号发动机上曲箱,是发动机的重要零部件。该铸件外形为1414mm×980mm×480mm,平均壁厚27mm,毛坯重约350kg,几何形状复杂,热节多而且分散;材料为ZL702A合金。力学性能要求如下:σb≥250MPa,δ5≥2.5%,硬度95~125HB;压力实验要求如下:水腔进行水压试验,水温40~60℃,压力为294~343kPa,时间为5min,不得有渗漏。铸造难度大。

  2造型材料及工装

  铸型采用干砂型组芯。低压铸造要求铸型要有较高的强度,型砂选用PZPSET自硬树脂砂,这种自硬树脂砂强度高,发气量低,溃散性好,易于清理。由于低压铸造液体是在一定的压力下凝固,型芯表面受热烧损会产生粘砂缺陷,故在型芯的表面涂刷0.3~0.5mm厚的醇基或水基涂料。由于涂料耐高温,可以防止低压铸造时表面粘砂现象。

  工装全部采用金属。制造金属工装时,全部工装的型腔模块都是先用CAD三维造型,然后组合在一起,按照产品图纸检查各部位的尺寸,再通过数控编程加工,保证了模具一次制造成功,并且在模具设计时采用了一些新技术,如隔板冷芯盒,利用电磁铁通电产生磁场,断电磁场消失原理,冷铁固定用电磁铁方法,解决了冷芯盒制芯冷铁无法固定这一难题。

  运用这一技术后,制芯的效率有很大提高。使用冷芯盒以前,采用手工制芯,由于放置冷铁的原因,一个隔板芯先分成2个型芯,制芯后组合在一起,一个工人4h可以制8个型芯,能够组合4个隔板芯,用冷芯盒以后,一个工人1h可以制6个隔板芯。

  设计工装时,为了保证尺寸精度,减轻工人劳动强度,提高生产效率,优先考虑使用机器制型芯。如上型,中型,下型,型芯尺寸为1800mm×1100mm×(200~400)mm,人工制型芯时,翻转起模很困难,而且芯盒填满树脂砂后,没有加热装置,固化速度慢,效率低,而在树脂砂造型线上制型芯,有自动翻转起模机构和固化加热装置。同时水腔芯和传动箱芯,由于型芯本身结构限制,手工制芯填砂难度大,而且紧实度差,选择MSL-H30冷芯机机器制芯后,表面紧实光滑,尺寸稳定,而且生产效率高,1h可制芯6件。

  3铸造工艺

  铸型结构分为上,中,下三层,上,中,下型都是带砂箱结构的树脂砂型,各型芯之间的配合尺寸精度主要依靠模具精度保证。同时,用一套检验导具检查,调整组芯后各部位的尺寸。

  ZL702A在电阻反射炉中熔炼。合金熔炼好后,倒入已预热到700℃以上的浇注坩埚中,用吹氩气旋转除气机除气,防止铸件在厚大部位产生针孔。

  低压浇注工艺参数主要包括充型压力,充型速率,结壳时间,增压压力,时间,保压时间和浇注温度等。低压铸造时,充型压力一般为35~50kPa;由于采用砂型,而且铸件壁较厚,可选用慢的充型速度,一般控制在0.03~0.04m?s-1;结壳时间一般控制在15~20s;增压压力一般控制在30~35kPa,增压时间一般控制在5~7s;保压时间与铸件的结构特点,铸型的种类和合金的浇注温度等因素有关,通常通过试验来确定,大型铝铸件一般控制在15~30min;低压铸造时,因液体金属的充填条件得到改善,且保温好,并直接自密封坩埚进入铸型,故浇注温度一般比重力浇注低10~20℃,控制在700℃左右。

  4结语

  经过不断的研究与实践,通过选择合理的工艺参数,从而使铸件的良品率稳定在75%以上。


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