关于A356铝合金铸造成型方法的论文
可下降底盘,并开始送冷却水,自动调节塞控制铝液均衡地流入结晶器中,并保持结晶器内的铝液高度不变。对铝液表面的浮渣和氧化膜要及时清除。铝锭长度约为6m时,堵住炉眼,取走分配盘,待铝液全部凝固后停止送水,移走水套,用单轨吊车将铸成的铝锭取出,在锯床上按要求的尺寸锯断,然后准备下一次浇铸。
浇铸时,混合炉中铝液温度保持在690~7l0℃,分配盘中的铝液温度保持在685-690℃,铸造速度为190~21Omm/min,冷却水压为0.147~0.196MPa。铸造速度与截面为正方形的线锭成比例关系:
VD=K
式中 V为铸造速度,mm/min或m/h;D为锭截面边长,mm或m;K为常值,m2/h,一般为1.2~1.5。
竖式半连续铸造是顺序结晶法,铝液进入铸孔后,开始在底盘上及结晶器内壁上结晶,由于中心与边部冷却条件不同,因此结晶形成中间低、周边高的形式。底盘以不变速度下降。同时上部不断注入铝液,这样在固体铝与液体铝之间有一个半凝固区.由于铝液在冷凝时要收缩,加上结晶器内壁有一层润滑油,随着底盘的下降,凝固的铝退出结晶器,在结晶器下部还有一圈冷却水眼,冷却水可以喷到已脱出的铝锭表面,为二次冷却,一直到整根线锭铸完为止。
顺序结晶可以建立比较满意的凝固条件,对于结晶的粒度、机械性能和电导率都较有利。比种铸锭其高度方向上没有机械性能上的差别,偏析也较小,冷却速度较快,可以获得很细的结晶组织。
铝线锭表面应平整光滑,无夹渣、裂纹、气孔等,表面裂纹长度不大于1.5mm,表面的渣子和棱部皱纹裂痕深度不许超过2mm,断面不应有裂纹、气孔和夹渣,小于lmm的夹渣不多于5处。
铝线锭的缺陷主要有:①裂纹。产生的原因是铝液温度过高,速度过快,增加了残余应力;铝液中含硅大于0.8%,生成铝硅同熔体,再生成一定的游离硅,增加了金属的热裂性:或冷却水量不足。在结晶器表面粗糙或没有使用润滑油时,锭的表面和角部也会产生裂纹。②夹渣。铝线锭表面夹渣是由于铝液波动、铝液表面的氧化膜破裂、表面的浮渣进入铸锭的
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侧面造成。有时润滑油也可带入一些夹渣。内部夹渣是由于铝液温度过低、粘度较大、渣子不能及时浮起或浇铸时铝液面频繁变动造成。③冷隔。形成冷隔主要是由于结晶器内铝液水平波动过大,浇铸温度偏低,铸锭速度过慢或铸造机震动、下降不均而引起的④气孔。这里所说的气孔是指直径小于1mm的小气孔。其产生的原因是浇铸温度过高,冷凝过快,使铝液中所含气体不能及时逸出,凝固后聚集成小气泡留在铸锭中形成气孔。⑤表面粗糙。由于结晶器内壁不光滑,润滑效果不好,严重时形成晶体表面的铝瘤。或由于铁硅比太大,冷却不均产生的偏析现象。⑥漏铝和重析。主要是操作问题,严重的也造成瘤晶。
第五章A356铝锭常见的铸造缺陷及分析
在浇铸完后,成品的铝合金锭往往会发现有的带有缺陷,主要表现为熔渣家渣、霉斑、裂纹、冷隔等。
5.1熔渣
缺陷特征:铸锭表面或内部出现与基体不同的熔剂渣物。氧化夹渣多分布在铸件的上表面,在铸型不通气的转角部位。断口多呈灰白色或黄色,经x光透视或在机械加工时发现,也可在碱洗、酸洗或阳极化时发现
形成原因:
1、浇铸系统设计不合理,挡渣集渣能力差; 2、合金熔炼过程中除渣不干净; 3、模具涂料及浇铸过程中操作不当; 4、炉料不清洁,回炉料使用量过多; 5、精炼变质处理后静置时间不够; 6、浇注操作不当,带入夹渣。 防止办法及补救措施:
1、在浇铸系统中安放过滤网或集渣包;
2、选用适合该合金品种的高效精炼剂充分精炼合金液,精炼后至少静置5--10分钟,让熔渣上浮到液面,然后扒静浮渣,方可浇铸;
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3、对含有Ti、Si、Sb等密度比铝合金大的元素,在浇铸前应缓慢的搅拌均匀,防止出现游离的TiAl3、Si、AlSb等硬质点熔渣;
4、炉料应经过吹砂,回炉料的使用量适当降低
5.2外来夹杂物
缺陷特征:铸锭表面或内部出现颜色与基体不同的非金属氧化物或夹杂物。
形成原因:
1、原材料不洁净,使用的炉子、工具不洁净,浇铸过程中外来夹杂物混入。
2、合金液精炼除渣不彻底。
3、浇铸时合金液的落差太大,增加氧化物并使氧化膜破碎而卷入合金液内。
防止办法及补救措施:
1、严禁使用不洁净的炉子、炉料和工具。
2、选择合适的精炼方法和精炼剂,对合金液进行充分的精炼和过滤,减少氧化夹渣物。
3、尽可能的缩短转注的距离,降低浇铸的落差,减少氧化。 4、防止浇铸过程中石棉、纤维、泥沙和涂料等掉入。
5.3霉斑
缺陷特征:铸锭表面出现不同于金属颜色的黑点或斑点。 形成原因:
1、铸锭长期暴露在大气中。 2、铸锭存放的环境潮湿。 防止办法及补救措施: 1、加强对铸锭的有效防护。 2、铸锭存放的环境要保持干燥通风。
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5.4裂纹
缺陷特征:铸锭表面出现的直形或波浪形的暗灰色的裂口,沿晶界发展,常伴有偏析,是一种在较高温度下形成的裂纹在体积收缩较大的合金和形状较复杂的铸件容易出现。
形成原因:
1、浇铸温度太高,速度太快。 2、合金液内的杂质超过了技术条件的规定,特别是低熔点合金。 3、铸件结构设计不合理,有尖角,壁的厚薄变化过于悬殊 4、铸型局部过热 5、自铸型中取出铸件过早 防止办法及补救措施:
1、适当的降低合金液的浇铸温度和浇铸时间。
2、严格控制合金液内杂质的含量(特别是低熔点合金)在技术条件的规定范围之内。
3、改进铸件结构设计,避免尖角,壁厚力求均匀,圆滑过渡 4、保证铸件各部分同时凝固或顺序凝固,改进浇注系统设计 5、控制铸型冷却出型时间
5.5冷隔
缺陷特征:铸锭上出现合金液未合拢的不规则的穿透或未穿透的沟,两侧呈圆角,加力后穿透的沟会拉长。铸件虽可获得完整的外形,但因存有未完全融合的接缝,铸件的力学性能严重受损。
形成原因:
1、浇铸系统设计不合理,使两股合金液流汇处集中在铸件的薄截面部位,因冷却凝固而未合拢。
2、模具排气能力差,型腔内气垫反压大,阻碍合金液充满铸件的角落、狭缝,或使两股合金液流不能汇合或融合。
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3、合金液浇铸温度,模具温度都太低,或铸件薄壁处涂料涂得太薄,造成合金液流动性能差,冷却快,而使合金液不能汇合或融合成一体。
防止办法及补救措施:
1、在设计浇铸系统时,应考虑尽量使合金液流路不要太长,内浇道尽可能沿铸件周围分布。
2、适当的提高合金液的浇铸温度和模具的工作温度。
3、在浇铸前模具应烘干,以免合金液流入后产生气体形成气垫。
5.6油污
缺陷特征:铸件表面有油渍污染。 形成原因:
1、浇铸机润滑油污染。
2、在转运过程中天车漏油而污染。
防止办法及补救措施:对浇铸机和天车的润滑油的使用进行控制。
5.7浇不足
缺陷特征:铸锭未完全充型,重量小于标准或技术要求。(如A356.2的标准重量为6.5±0.5Kg)
形成的原因:
1、浇铸速度过快,铝液供流量少。 2、浇铸起始模具,铝液温度偏低,铝液流速慢。
3、浇铸末期,铝液两供给不足。 防止办法及补救措施:
1、将浇铸机的运行速度和铝液的供流量调节到最佳状态(如A356.2的平均浇铸速度为24块/分钟)。
2、浇铸时,将铝液的温度控制在最佳的状态(A356.2的最佳浇铸温度为:640--660摄氏度)。
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