小底座鑄件的壓差鑄造工藝改進和品質控制

1、ProductionTechniques生產技術小底座鑄件的壓差鑄造工藝改進和品質控制郭李勝，郭全生，葉鳳柏(山西平陽重工機械有限責任公司，山西侯馬043002)摘要：對于小型鋁合金板類鑄件，在鋁液過流處或鑄件的平板與筋的拐角處常出現(xiàn)因疏松或陽極氧化后表面顏色明顯發(fā)白的現(xiàn)象。采用平做立澆垂直縫隙式澆口可實現(xiàn)平穩(wěn)充型，減少鋁液的二次氧化，消除接觸熱節(jié)，可有效地防止疏松和陽極氧化后色差缺陷的產生，使鑄件的品質和合格率都有較大的提高。關鍵詞：

2、疏松；接觸熱節(jié)；內澆口；縫隙澆道中圖分類號：TG27：文獻標識碼：A；文章編號：1006—9658(20l3)01—0039—2D0I：103969／11SSn1006～9658201301013小底座是一種小型板狀鋁合金鑄件，材質是ZL424，其凝固方式為糊狀凝固，極易產生疏松和裂紋缺陷。鑄造方法為壓差鑄造。生產中在鋁液過流處或鑄件的拐角處常出現(xiàn)脈紋狀疏松缺陷，陽極氧化后有疏松缺陷的表面顏色明顯發(fā)白，造成的廢品率較高，浪費嚴重。經過工

3、藝改進，將原平做平澆水平澆口改為平做立澆縫隙式澆口，取得了較好的效果。1改進方案的原理分析如圖1原工藝采用平做平澆四個水平澆口，其缺點是，因鋁的性質活潑，易吸氣和氧化結皮II，四個水平內澆口進水面積較小，鋁液易形成飛濺，造成氧化皮破裂，破裂的氧化皮因比重與鋁液相近，被卷入鋁液就難以上浮去除，鋁液又會重新氧化，增加了鋁液的氧化吸氣，使針孔、疏松缺陷增加。如圖2為改進后的工藝，工藝改進后為平做立澆底注兩個垂直縫隙式澆口。改進工藝與原工藝相比

4、有四個特點：①在澆注時金屬液能平穩(wěn)充型，其流路是隨著型腔內液面的升高而由縫隙澆口的下部逐漸上移的，氧化膜不易破裂也不易被卷入，并能造成由下而上順序凝固的條件；②縮短了澆口與凸臺之間的距離，加強了澆口對凸臺的補縮作用；③減輕了金屬液從澆口進入鑄件時對本體的過熱作用，消收稿日期：2012—10—17稿件編號：1210—136作者簡介：郭李勝(1958一)，男，高級工程師，從事鑄造工藝設計中國鑄造裝備與技術1／2013oIFMT39：圖1原工

5、藝示意圖圖2改進后的工藝示意圖除了接觸熱節(jié)；④可減少冷鐵的使用，簡化了工藝和操作。2鑄件特點和疏松缺陷的原因分析21鑄件特點該鑄件是一個近似于平板類的鑄件，而且整個平板薄厚不一，同時在平板上分布著許多凸臺和筋，因此幾何熱節(jié)比較多且分散，這樣就給鑄件在鑄造時的補縮帶來一定的困難。22常出現(xiàn)的鑄造缺陷在凸臺以及厚大平面和薄壁的交接處或拐角處易出現(xiàn)疏松，嚴重時用肉眼可看見表面不光滑且有多道脈紋狀的痕跡。輕微時用x射線探傷可以探測出疏松缺陷；在

6、陽極氧化后疏松處的顏色明顯發(fā)白與本體的顏色有較大差異。23出現(xiàn)多處疏松缺陷的原因分析(1)鑄件本身的幾何熱節(jié)多，位置分散，補縮困難；生產技術ProductionTechniques(2)在澆注時金屬液過流造成局部過熱形成了接觸熱節(jié)。3改進方案及效果31澆注系統(tǒng)的改進按照加強補縮、縮短補縮距離、分散澆注時金屬液的過流熱量、減少接觸熱節(jié)的原則。將原平做平澆四個水平澆口改為平做立澆垂直縫隙澆口。這樣使內澆口面積由30cm增加到了69cm。一方

7、面內澆口與部分熱節(jié)之問的補縮距離縮短，可以直接對部分熱節(jié)進行補縮，加強了補縮能力；另一方面內澆口面積增大，單位面積內流過的金屬液明顯減少，消除了原內澆口處因金屬液過流形成的過熱造成的接觸熱節(jié)；同時垂直縫隙澆口充型平穩(wěn)，可減少鋁液的二次氧化，能有效地防止針孔缺陷的產生。32冷鐵的使用和改進在遠離內澆口的厚壁處設置冷鐵，取消靠近內澆口處的凸臺上的冷鐵，該凸臺由內澆口進行補縮。33澆口的設計與熱節(jié)系統(tǒng)性的變化在小底座的平面上有兩條厚度為4ra

8、m的筋，平板厚度與薄筋厚度之比等于25／1，稱為冷筋，筋與平板交接處的幾何熱節(jié)已不是最后凝固的部位，不需要設置冷鐵，此時筋起到了散熱片的作用，加快了鑄件的凝固，使幾何熱節(jié)減小。在小底座的平面有四條厚度為16ml／l的筋，平板厚度與薄筋厚度之比等于1／16，稱為熱筋，原工藝在澆口不能對該筋進行補縮時需設置冷鐵，加強冷卻，減小物理熱節(jié)，但由于金屬液的過流，在筋與平板交接的尖角處及附近易產生疏松。工藝改進后澆口對該筋能直接進行補縮，此時該筋已

9、不是最后凝固的部位，同時因單位面積流過的金屬液減少，減少了因金屬液流經時產生的接觸熱節(jié)，不需要設置冷鐵。通過改變澆口的位置和大小，使鑄件在澆注時熱節(jié)系統(tǒng)性也隨之發(fā)生了變化。33lT藝改進后的效果工藝改進后效果非常明顯，消除了凸臺與大平面交接處或拐角處的疏松，探合格率由原來的67％提高到了96％；鑄件的表面質量有了很大的提高，表面平整光滑；同時陽極氧化后顏色均勻一致，鑄件的品質有了較大的提高，滿足了顧客的要求，取得了較好的效果。4結論(1

10、)平做立澆垂直縫隙澆口在小底座的工藝改進中取得了較好的效果，增加了補縮能力，減小接觸熱節(jié)，消除了縮疏缺陷，提高了鑄件的品質，使探合格率由原來的67％提高到了96％。(2)鑄件的熱節(jié)隨澆注系統(tǒng)的改變而變化，澆注系統(tǒng)的設計應考慮減小接觸熱節(jié)，加強補縮能力。(3)垂直縫隙式澆口在澆注時具有金屬液平穩(wěn)充型和補縮能力強的優(yōu)點，該T藝方案在小型板狀類鑄件上具有推廣應用價值。參考文獻[1]李魁盛鑄造工藝設計基礎[M]E京：機械1業(yè)出版，1980【2]

11、范金輝，魏兵，汪峰鑄件熱節(jié)系統(tǒng)性的研究lJl_鑄造技術，2000(3)25—28TechnologyImprovementandQualityControlofDifferentialPressureCastingforCastingswithSmallPedestalGU0LiSheng，GUOJinSheng，YEFengBai(ShanxiPingyangHeavyIndustrialMachineq~CoLtd，Houma043

12、002，ShanxiChina)Abstract：Verticalgatinghasbeenadoptedwhichhasmaderealizationofsmoothfillingofthemold，reducingofsecondaryoxidationofliquidaluminium，eliminationofcontactheatcenter，preventingefectivelyfromproducingdefectsas

13、porosityandchromaticaberrationroundthecornerofflatandtendoncausedbyanodeoxidationhencedramaticallyliftingthequalityandeligibilityofcastingsKeywords：Porosity；Contactheatcenter；Innergate；Vertical——gatingeFMT中國鑄造裝備與技術1／2013