間接擠壓鑄造的工藝設(shè)計(jì)

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1、鑄造利潤源泉的發(fā)動(dòng)機(jī)間接擠壓鑄造的工藝設(shè)計(jì)　　1間接擠壓鑄造工藝特點(diǎn)　　擠壓鑄造是對低速進(jìn)入鑄型內(nèi)的液態(tài)(或半固態(tài))金屬、金屬基復(fù)合材料施加高的機(jī)械壓力，使其在壓力下成形和凝固，從而獲得鑄件(或鑄錠)的一種成形方法。擠壓鑄造工藝低速充填型腔，避免了傳統(tǒng)壓鑄容易卷氣而產(chǎn)生鑄件氣孔的問題，金屬型內(nèi)高壓下的強(qiáng)冷使得鑄件基體組織細(xì)化，并抑制了割裂基體的有害相生長。鑄件可獲得比普通壓鑄、重力鑄造、低壓鑄造件更加致密和均勻的組織，以及更為優(yōu)異的綜合力學(xué)性能，可進(jìn)行焊接、陽極氧化、高溫固溶等后續(xù)處理，性能接近或達(dá)到鍛件水平，故該工藝又稱為液態(tài)模鍛。擠壓鑄造件具有較高的尺寸精度和表面光潔度，是一種

2、精密成形方法?！　D壓鑄造產(chǎn)品涉及鋁、鋅、鎂、銅、高溫合金及復(fù)合材料。隨著汽車、軌道交通、通訊、航空、軍工等行業(yè)對輕量化、高性能、高品質(zhì)的追求，高強(qiáng)度輕合金零部件的市場需求快速增長，擠壓鑄造件的性能優(yōu)勢在工程上得到了發(fā)揮。本文基于作者長期從事間接擠壓鑄造的工程實(shí)踐，從擠壓鑄造工藝性分析，間接擠壓鑄造機(jī)結(jié)構(gòu)、工藝要素、生產(chǎn)控制等方面出發(fā)，討論擠壓鑄件開發(fā)流程中需要注意的若干關(guān)鍵要素，并提出具有可操作性的技術(shù)解決方案?！　D壓鑄造按壓力的作用方式分為直接擠壓鑄造和間接擠壓鑄造，如圖1所示。國內(nèi)大多使用油壓機(jī)直接擠壓鑄造進(jìn)行生產(chǎn)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，但由于設(shè)備功能及其控制系統(tǒng)

3、的局限性，需要作業(yè)人員有較高的操作技術(shù)水平，鑄件的質(zhì)量穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率有待提高。　　目前，融入了間接擠壓鑄造工藝的通用擠壓鑄造機(jī)在裝備能力、工藝控制水平、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品性能和應(yīng)用領(lǐng)域等方面都達(dá)到了較高的水平。先進(jìn)的擠壓鑄造系統(tǒng)不僅能夠生產(chǎn)致密性、力學(xué)性能、抗腐蝕性能優(yōu)于重力鑄造、低壓鑄造、壓鑄的產(chǎn)品，而且具備了可與壓鑄相媲美的規(guī)模生產(chǎn)效率和工藝控制能力。如圖2所示，臥式擠壓鑄造機(jī)的生產(chǎn)單元主要由合型機(jī)構(gòu)、動(dòng)模板、模具、定模板、澆注機(jī)及保溫爐、壓射系統(tǒng)和工控機(jī)等組成。可實(shí)現(xiàn)模具清理、噴涂、合模、鎖模、澆注、擠壓壓射、開模取件等全過程自動(dòng)化，一些重要的工藝參數(shù)，如合模力、壓射力、壓射速

4、度、開始補(bǔ)壓時(shí)間、保壓時(shí)間等均可進(jìn)行優(yōu)選和存儲(chǔ)。7陜西網(wǎng)鑄互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)有限公司鑄造利潤源泉的發(fā)動(dòng)機(jī)　　2鑄件材料及結(jié)構(gòu)工藝性分析　　2．1鑄件材料　　擠壓鑄造工藝對不同的合金牌號(hào)具有廣泛的適應(yīng)性，常規(guī)的砂型、金屬型、壓鑄用鋁合金都適合于該工藝。如：ZL101、ZL101A、AC4CH、A03560、A1Si7Mg3、ZL1021ZL104、ZL105、ZL107、ZLl11、ZL114、ZL1l5、、ADC12、ADC10、A1Si12(Cu1、A383、A380、A390等；變形鋁合金6061、6063、6082、7075也可以通過擠壓鑄造工藝成形。生產(chǎn)中要嚴(yán)格監(jiān)控鋁液中Fe、

5、Si、Mg、Cu等元素的含量，在其含量超出規(guī)定范圍后，要立即進(jìn)行成分調(diào)整，否則可能導(dǎo)致一批產(chǎn)品的性能不合格。對需要通過后續(xù)固溶強(qiáng)化進(jìn)一步提高力學(xué)性能的鑄件，Mg、Cu含量更應(yīng)嚴(yán)加控制。　　鑄造鎂合金材料同樣適用于擠壓鑄造工藝，如：AM50、AM60、AZ91D等；金屬基復(fù)合材料也適用于該工藝，如SiCp／A1復(fù)合材料和ULTALITE復(fù)合材料等?！　?．2鑄件結(jié)構(gòu)工藝性　　分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是否符合順序凝固原理，是否存在孤立熱節(jié)需要補(bǔ)縮，是否存在影響出模的內(nèi)形式側(cè)凹?！　¤T件基本壁厚和最小壁厚是否符合擠壓鑄造工藝要求。擠壓鑄造的工藝特點(diǎn)決定了其適合于生產(chǎn)厚壁鑄件，可鑄出鑄件的最小壁厚與鑄

6、件形狀、金屬液流動(dòng)距離、模具溫度、充型速度和澆注溫度等都有直接聯(lián)系。通?？蓪?shí)現(xiàn)壁厚6-50mm鑄件的生產(chǎn)，如平板類鑄件尺寸在100mm×100mm以內(nèi)仍可實(shí)現(xiàn)壁厚2mm鑄件的生產(chǎn)?！　¤T件不宜存在銳角，內(nèi)圓角也不宜過大；其最小鑄出孔尺寸應(yīng)在3mm左右，且深度不大于直徑的4倍?！　×硗膺€需考慮鑄件強(qiáng)度、氣密性、功能、工程試驗(yàn)要求，后續(xù)加工處理的需求，需方年、月產(chǎn)品訂單數(shù)量，鑄件原有毛坯的生產(chǎn)方式及企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)資源的配置等因素?！　?間接擠壓鑄造設(shè)備的選擇　　3．1鎖模力選擇7陜西網(wǎng)鑄互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)有限公司鑄造利潤源泉的發(fā)動(dòng)機(jī)　　鎖模力是選用間接擠壓鑄造機(jī)型號(hào)的決定性參數(shù)。鎖模力的作

7、用主要是為了克服金屬液擠壓時(shí)的反壓力(即漲型力)，鎖緊模具分型面，防止因模具松動(dòng)引起金屬液的飛濺，影響鑄件的尺寸精度和內(nèi)在的致密度及引發(fā)人身事故。鎖模力按式(1)計(jì)算：　　式中：F鎖為間接擠壓鑄造機(jī)的鎖模力；K為安全系數(shù)，一般取1．25；P為壓射比壓力，根據(jù)鑄件的不同要求在60-40MPa之間選?。沪睞件為鑄件在分型面上的投影面積，多型腔的為各型腔投影面積之和；ΣA澆為澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和，由式(2)計(jì)算得到：ΣA溢為排溢系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和；ΣA