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铝合金铸造基础知识2010年4月22日，铸造知识交流，目录，第1章铸造分类和理论知识，第2章制芯分类和理论知识，第3章熔融铝的熔化和精炼，第4章铸造缺陷分析和预防，铸造培训讲义，第1章铸造分类和理论知识，铸造分类。根据铸造工艺的不同，铸造一般分为三类：金属型铸造的低压铸造、金属型铸造、金属型铸造：金属液(熔融铝)通过重力浇注法浇注到金属型中以获得一种铸造方法。因为模具可以多次重复使用，所以它被称为永久型铸造。还有一个标题是“硬模铸造”。金属型铸造已广泛用于生产铝合金铸件，如气缸盖、活塞、轮毂和各种发动机壳体。代表性产品：五菱B11/12D气缸盖，金属型铸造，五菱B11/12D气缸盖，金属型铸造，金属型铸造优势：1。金属型铸造具有较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度；2.金属型铸件结构紧凑，强度、硬度和耐磨性高。3.金属模具可以方便地采取更多的工艺措施；4.铸造生产中使用较少的粘土型芯，以节省造型材料(砂)；金属型铸造的缺陷有：1 .金属模具(模具)加工困难，制造和调整周期长，一次性投资高；2.不能生产大型铸件(因为金属模具太重，熔融金属(熔融铝)的填充时间长)，铸件形状不应太复杂；3.金属模具透气性差，容易造成铸造缺陷，如铸造不足、冷隔、针孔等。低压铸造：在小的外部压力(20-80千帕)的作用下，从型腔底部引入液态金属(熔融铝)，从下到上填充型腔，形成一种铸造方法。低压铸造中使用的模具可以是金属模具或砂型。低压铸造工艺包括提液、充型、加压、保压、卸压和冷却等阶段。每个阶段都是通过控制气体压力来实现的。低压铸造液体提升低压铸造的过程如图所示。将干燥的压缩空气引入充满熔融金属(熔融铝)的密封容器(如坩埚)1中。(1)、(2)、(3)、(4)低压铸造，(b)从模具填充物引入的干燥压缩空气在一定温度下作用在熔融金属(熔融铝)的表面上，导致熔融金属(熔融铝)3沿着冒口2从下到上流经注入口，并被注入模腔4中。4、3、2、低压铸造，以及c)加压并保持压力，直到熔融金属(熔融铝)充满模腔，增加空气压力，并在一定压力下在模腔中固化并形成熔融金属(熔融铝)。低压铸造d)卸压，冷却，最后卸压，未固化的熔融金属(熔融铝)回落到坩埚中，冷却后，打开模具获得所需的铸件。低压铸造的优点如下：1。熔融金属(熔融铝)自下而上稳定地充满模具，模腔内的液体流动方向与气体排出方向一致，避免了熔融金属(熔融铝)对模具壁和型芯的侵蚀和夹带，提高了铸造质量；2.铸件的凝固和补缩过程在外压下进行，补缩效果好，铸件致密度高，力学性能好；3.金属液(铝液)加压充型，流动性增加，有利于生产复杂薄壁零件，获得轮廓清晰的铸件；低压铸造的缺点：在铝合金铸件的生产过程中，坩埚和冒口与熔融铝长时间接触，容易被腐蚀和丢弃。由于铁的加入，它还会使熔融金属(熔融铝)的性能恶化。低压铸造目前主要用于生产铝合金，如汽车工业中的汽车轮毂、内燃机缸体、气缸盖、活塞等。压力铸造是一种液态金属(熔融铝)以相对较高的速度填充型腔的方法压力铸造a)钢包将熔融铝倒入压力室。在模具关闭并锁定后，钢包通过注射口将熔融铝注入水平压力室。1-钢包2-注射活塞3-压力室4-熔融铝5-设置6-可移动型7-顶杆机构，压力铸造，b)注射熔融铝进入压力室3的左端并设置在设置5中，压力室活塞2向左移动以将熔融铝4压入压铸模具(压铸模具)。3，5，2，4，压力铸造，c)打开模具，移除可移动模具6并向左移动，打开模具(模具)，形成的铸件与剩余的铸造材料8一起向左移动，最后顶杆机构7将铸件推离可移动模具6以完成压铸循环。压力铸造和压力铸造的优点是：1 .铸件的高尺寸精度和表面粗糙度：2.铸件的强度和表面硬度；3.形状复杂的薄壁铸件可以压铸；4.压力铸造生产效率高；压力铸造和压力铸造的缺陷如下：1 .压铸件容易出现气孔缺陷；2.热处理和焊接不适用于压铸件；3.熔融金属(熔融铝)的填充速度相对较高，对压铸模具(压铸模具)有很大的冲击和破坏力。铸造理论，冒口浇注系统的浇注参数，冒口，冒口：铸模(铸模)中用于储存熔融金属(熔融铝)的空腔，当铸件形成时，该空腔供应金属以防止缩孔、气孔和排气。传统上，冒口铸造的金属体也称为冒口。冒口遵循顺序凝固的基本条件：1。冒口的凝固时间大于或等于铸件(进料部分)的凝固时间；2.有足够的熔融金属(熔融铝)来补充铸件的液体收缩和凝固收缩；3.凝固过程中，冒口与待补料部分之间存在补料通道，扩张角朝向冒口；浇注系统：液态金属进入型腔的通称。它由浇口杯、浇口、流道和流道组成。浇注杯可用于接收来自浇注包的熔融金属，以防止熔融金属飞溅和溢出，并便于浇注。减少液体流动对空腔的影响；分离夹杂物和气泡，防止它们进入空腔；增加灌装压头。浇口的作用是将金属从浇口杯向下引导到流道中，以提供足够的压头，使金属液体在高利润的作用下克服各种流动阻力。转轮的主要功能是防止炉渣。防夹渣原理如下图所示：浇注参数，浇注温度：将熔融金属(铝液)倒入模具(铸模)时测得的温度，这是浇注过程控制的质量指标之一。选择浇注温度的上限以防止熔融铝的高温增加熔融铝的吸入量；确定浇注温度的下限是为了保证铝液的流动性，防止冷隔和浇注不充分。浇注时间：从浇注包到浇注包内铝的时间。通过控制浇注时间的长短，可以控制浇注速度的快慢。浇注参数，浇注速度过快容易造成铝液翻滚，夹带空气并飞溅到浇注杯中产生氧化夹杂物，并增加对模具(模具)的冲击力，造成模具(模具)表面型腔的损坏。浇注速度太慢，熔融铝不能充满浇注杯，导致形成的压头太小，不能用熔融铝填充型腔，特别是对于薄壁零件。同时，浇注时间过长，铝液温度损失过大，温度过低，容易造成冷隔或浇注不足。铸造知识交流，第二章制芯的分类和理论知识，型砂的结构，树脂砂的基本结构：制芯过程中，树脂砂在外力作用下成型，达到一定的密实度或密度，成为砂型。右图为树脂砂压实后的结构示意图。它是一种具有一定强度的微孔-多孔系统，或毛细管多孔系统，由原砂、粘合剂(树脂)和添加剂组成。这个制芯的分类根据制芯方法的不同分为以下三种：热芯制壳芯制冷芯制芯、热芯制芯、热芯制芯：将液态热固性树脂、固化剂和少量添加剂制成的芯砂装入加热到一定温度的粘土芯模中，加热靠近粘土芯模表面的芯砂，使其树脂(粘结剂)在短时间内凝结硬化。此外，只要水泥芯的表层具有几毫米的硬壳，就可以从水泥芯模具中取出水泥芯，并且可以利用硬化反应释放的废热和热来硬化中心部分的水泥芯。热芯芯、热芯：水道芯、热芯芯、热芯芯、热芯芯芯为快速生产高尺寸精密中心水泥芯(水泥芯最大壁厚为50-75毫米)提供了一种非常有效的方法，特别适用于汽车行业的铸造生产。呋喃树脂和酚醛树脂是用于制造热芯的树脂。用于热芯制造的硬化剂(催化剂)在室温下处于潜在状态。通常使用在室温下呈中性或弱酸性的盐(这有利于混合树脂砂的储存，即可以长时间使用)，同时当加热时它被活化成强酸，以促进树脂的快速硬化。热芯制作，热芯制作工艺要求：由于热芯制作要求树脂砂在热芯模具中快速硬化成型，因此树脂砂要求具有良好的流动性，可用于生产形状复杂、致密均匀的致密芯；硬化速度快，硬化温度范围宽，硬化强度高，从而提高芯材生产率，使水泥芯材尺寸精度高；促进生产管理和减少废砂需要很长时间。混合树脂砂在储存过程中流动性逐渐降低，不利于压实，应立即投入使用。热芯制造的部分问题：热芯模具在高温下很快硬化，但水泥芯容易燃烧，表面易碎；当热芯模具的模具温度较低时，硬化时间延长，但可获得较好的水泥芯表面质量。对于厚度差异大的铁芯，厚的部分没有很好地硬化，薄的部分可能烧得太多。水泥芯的强度在老化后会降低。在铸造生产中，砂芯直接承受液态金属(铝液)的作用，但表层只有一层厚度只有几毫米的砂壳，其余的砂只起到支撑这一层砂层的作用，从而促使铸造工人寻求用砂芯制造铸件。壳-芯系统使用酚醛树脂作为粘合剂，制备的砂被称为腹膜砂，它像干砂一样疏松。芯由壳芯制成，芯由壳制成：进气和排气管道，芯由壳芯制成，芯由壳芯制成：混合覆膜砂可储存更长时间(三个月以上)；可以获得尺寸精确的致密芯体；水泥芯强度高、重量轻、易操作。细原砂可以用来获得光滑的铸件表面。覆膜砂的消耗量很小。(1)壳核表面容易疏松，覆膜砂流动性差；排气不当，深凹处松动，缺肉，排气不良；注砂压力过低；射砂时间太短；覆膜砂用的原砂太粗。(2)浇注时壳芯断裂强度过低；外壳太薄；壳芯硬化不足或过度燃烧；壳芯局部产生裂纹。(3)铸件表面覆砂用的原砂太粗；壳芯致密性差(松散)；热强度低，加入的树脂太少；过度烘烤导致壳芯表面硬度低。覆膜砂含有杂质。冷芯制作：将树脂砂填充到冷芯模具中，然后吹制硬化形成水泥芯。根据所用粘结剂、吹气及其效果，有三乙胺法、SO2法、酯硬化法、低毒和无毒气体硬化制芯法。三乙胺法：通常使用干燥的压缩空气或氮气作为液态硬化剂(三乙胺)的载气，稀释至约5%浓度形成三乙基胺硬化反应：当用三乙胺法对酚醛树脂多异氰酸酯聚氨酯进行芯化时，原砂采用细度为50-60的洁净的AFS硅砂。原砂必须干燥。如果含水量超过0.1%(质量分数)，树脂砂的使用时间将减少，水泥芯的抗拉强度将降低，铸件的针孔缺陷也将增加。三乙胺法、冷芯法、冷芯法是现代吹炼冷芯法中最早使用的技术。由于其生产效率高、节能、铸件表面光滑，吸引了一些工厂采用，目前在世界范围内广泛使用。三乙胺法对温度敏感，特别是多异氰酸酯对水分敏感，粘土芯的使用时间有限，三乙胺会附着在皮肤和衣服上，反复洗涤后仍难以去除被污染的气味。铸造培训讲义，第3章熔融铝的熔化和精炼，熔炼炉的操作，第1节熔炼炉的介绍，第2节铝合金熔炼理论的介绍，熔炼炉的介绍，熔炼炉的分类：熔炼炉的介绍，我公司气缸使用的STRIKO炉和大连炉都是火焰反射炉，它们的燃料是气体。火焰反射炉的优点是成本低、成品率高、铝合金质量好。火焰反射炉的缺点是：金属燃烧损失大、熔体入口大、热效率低、噪音大、污染大。火焰反射炉的结构：炉膛(包括熔化室和保温室)、燃料燃烧装置(气体燃烧器)和余热利用装置。电阻炉的优点是热效率高，冶炼的金属质量高，工作环境好。电阻炉的缺点：容量小，生产率低。感应炉的优点：热效率高，熔体成分和温度均匀，熔化速度快，合金烧损小，吸力小，烟和噪音小。缺点；熔体容易过热，导致晶粒粗大和设备昂贵。铝合金熔炼的理论知识，影响铝液质量的主要因素：铝液中的气体含量和氧化物夹杂物。溶解在铝合金熔体(铝液)中的气体包括H2、二氧化碳、一氧化碳、N2、碳氢化合物和其他气体。H2是主要组成部分。对铝合金中气体成分的分析证明，H2占85%以上，所以铝合金的“气体含量”可以近似视为“氢含量”。铝液中的氢主要来自高温铝液和溶解在铝液中的水之间的化学反应生成氢。铝合金熔炼理论知识，铝液中气体的主要来源：1。燃料：铝合金在火焰反射炉中熔炼时，气体中的水和燃烧时产生的水容易进入熔体(铝液)；2.大气：熔炼时，大气中的水蒸气被熔体(铝液)吸收；3.炉衬：当炉子没有完全烘烤时，炉衬表面吸附的水分和砌砖过程中泥浆中的水分将明显影响熔炼前几个班次中熔体(熔融铝)中的气体含量。电荷：电荷表面吸附的水分(包括铝锭和辅助材料)会溶解熔化过程中化学作用产生的氢气。如果炉料放置时间过长，表面有油污，会对熔体(熔融铝)的进气口产生特殊影响；5.熔化工具：如果熔化工具不干燥，熔化物(熔融铝)的吸力将容易增加。6.浇注过程：如果熔体(铝液)有大的液滴或液流滚动过快，熔体(铝液)中也会有气体和氧化夹杂物；铝合金熔炼的理论知识，铝与水蒸气在高温下的反应：al2o 3H2Oal2o 3H(溶于铝液中)在水蒸气较多的环境中，剧烈的反应会引起爆炸和事故。在干燥的空气中(水分较少)，水蒸气也会与铝液发生反应，所以铝液中总会有一定量的氢。铝合金熔炼的理论和实践证明，铝锭中的气体含量随不同季节空气中的温度而变化。一般来说，在相同的条件下，其空气含量随着空气湿度的增加而增加。所以这些氧化物夹杂物的熔点相对较高。例如，氧化铝的熔点约为2050，所以铝熔体中的氧化物夹杂物主要以固态存在，严重影响了我们熔炼的铝熔体的质量。氧化夹杂物表面疏松，能吸附空气中的水蒸气和氢气，增加铝液中的气体含量。铝合金熔炼的理论知识。在熔炼过程中，当熔体(熔融铝)由于氧化而变成一些不可回收的金属氧化物时，这种损失统称为燃烧损失。燃烧损失的大小与炉型、铝材状态和生产工艺有关。例如，铝材料的表面积越大(即铝材料越细)，燃烧损失就