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ChuXun
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下面我们讲一下
铝合金主要的主导工艺
铝合金的铸造主要采取以下方式
重力铸造 低压铸造 高压铸造
消失模铸造和砂漠铸造
下面我们首先看一下重力铸造
铝合金的重力铸造
又叫做半永久模铸造
那么它的铸件外部形状是
通过长期多循环使用的
金属性外模来做成的
它的内部结构性的空腔
通过所需形状的砂芯临时充填
然后去掉
所以砂芯的形状和尺寸
通过审核来实现
所以这种工艺又叫做半永久模制造
在使用金属性外模的重力铸造中
铸件充型和给料在正常的大气压下完成
充型我们就是讲的从铝液倒入浇口
开始到模具型腔完全充满为止
这是一个完整的创新过程
重力铸造一般它用底注式浇铸方式
就是铝液尽量地从铸件底部
往上平稳充型
不受阻碍也不产生涡流
许多杂气都背上浮在毛孔当中
所以这是铝合金的底注式浇铸系统
这是重力铸造底注式模具与缸盖毛坯
那么从这个缸盖毛坯
我们也可以看到它
是一个底注式的产品
就是铝合金
尽量的铜缸盖的底部
进入到这个模具的新厂当中
慢慢的充型完成
知道做成整个缸盖
下面看一下铝合金的低压铸造
模具成型的时候
在金属液面和模具之间
制造一定的压力差
压力介于0.2到0.5 atm
推动铝液进入模具
模具是保持常压
二再加料口
通过压缩空气
创造出一个0.3到0.6帕的压力
依此来弥补液面和模具的位置差
进料口和模具之间
通过一个浇道管连接
这是低压铸造的设备示意图
下面看一下铝合金的高压铸造
高压铸造
那么和低压铸造不一样
它是通过相当高的压力将浓浓的金属推入模具
冷凝速度非常快
生产效率很高
所以金属利用率也比较高
加工余量小
几乎接近总形
那么成本相对来讲就比较低
那么高压铸造由于
它是通过一个高的压力
保持这个合金的通行
和产品的凝固
所以对合金的要求也相对比较低
另外高压铸造还有一个优点
就是后续清理加工工序简单
铸造时可以镶入其他材料
比方说铝合金缸体的缸套
就可以提前镶嵌到模具当中
以及成型
机械性能比较高
一般不需要进行热处理
高压铸造的产品铸造精度
尺寸精度比较高
表面质量比较好
但是对模具材料要求比较高
模具寿命相对比较长
适合大批量生产
那么高压铸造
更重要的它是失意于
薄壁和简单形状的产品
随着设备水平的提高
越来越大
越来越复杂的产品也可以压铸
多孔结构可以直接铸造出来
那么高压铸造的缺点
就是排气比较困难
有时候导致铸件内气孔率高
厚大部位质量不好
模具制造周期长
改动困难
这是高压设备的装备示意图
这是设备
上面是模具
镶嵌在这个设备当中
都是加料桶
这是高压铸件的浇铸系统和铸件
还有一种工艺
现在在我国的汽车工业中
也得到越来越多的应用
就是消失模铸造
那么消失模铸造道
顾名思义就是产品在成型以后
这个模具就自然而然的消失了
所以在这几幅图当中
我们可以看到它有白色的部分
也有黑色的部分
白色的部分
就是刚才讲的消失模
它是有泡沫材料来制成的
那么在它成型以后
通过在外表面上涂一层涂料角度的时候
把这个模具消失掉
那么我们用的金属液体
填充了这个模型所占的空间
就形成了这个产品
所以这种工艺叫消失模铸造
到最后我们看一下砂模铸造
那么砂模铸造
顾名思义就是模具是用沙子来做的
当然大部分用的是用树脂砂或者是覆膜沙
沙子通过一种树脂作为粘结剂
多成各种各样的砂型
砂型成型以后那么装配成型
然后浇铸
就得到了这样的产品
这是模铸造
刚才我们讲了铝合金的主要制造工艺
有重力铸造 低压铸造
高压铸造 砂模铸造和消失模铸造
那么重力铸造他的优点
就是通过模具浇铸系统
和冷却系统的设计
可以实现平稳通行和顺序凝固
比如我们最重要的零部件
发动机的零部件缸盖
他的燃烧室面
那么可以在底部
这样可以快速冷却
从而得到组织致密
晶粒比较细
适合高负荷柴油机缸盖
和高比功率汽油机缸盖
但是它的缺点
就是靠近毛孔的部位
力学性能比较低
那么低压铸造整体比较均匀
加工余量小
铸件不同部位力学性能差别不大
传统的底注式工艺
适合于汽油机缸盖
特就是可以扩展到柴油机的缸盖
L型或者V型
发动机的闭式水套缸体
那么它的缺点是
对于创新过程的控制要求非常严格
高压铸造适合于
开始水套钢铁以及含有插件的产品
界面结合比较好
特别适合于薄壁产品
形状简单的产品
不用砂芯
表面光洁
凹陷部位
孔 狭槽等
能够很精确地接近公差地铸造出来
加工余量非常小
后续清理工序比较简单
金属出频率高
大批量生产的时候成本比较低
那么高压铸造的缺点
就是厚大部位组织和性能
明显较薄壁部位比较差
另外模具的投入也比较大
砂模铸造到适用于批量比较小
内腔比较复杂的产品
也就说用其他工艺
没法铸造出来的产品
特别是一些大件产品
以及一些快速的手工样件
适于闭式水套缸体及用插件的产品
一般来讲
那么砂模铸造的产品性能比较差
当然利用冷铁
可以改善局部的机械性能
最后一个消失模铸造
消失模铸造不需要机械加工
适合只列式的机械性能要求
比较低的缸体
可以一次成型多个铸件
但是它的缺点
是冷却凝固速度比较慢
气孔率比较高
机械性能难以满足
中高速出功率的产品
另外工艺也比较复杂