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泊头市郝村益弘铸造机械有限公司

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全自动造型机消失模铸造技术在铝镁合金生产中的应用
发布时间:2017-10-18        浏览次数:11        返回列表
  近年来,我国的全自动造型机消失模铸造技术取得了长足的进步,但是总体上看,它还处于技术创新的初期。铸铁件的消失模铸造生产技术在我国已基本成熟,铸钢件(除低碳钢件的渗碳缺陷控制外)的消失模铸造技术在我国也基本掌握。目前,国外铸造装备发展的趋势是大容量、专业化、环保型、低躁音、高精度、节能型。因为国外的铸造厂以专业的铸造厂居多,其纲领远远大于我国多数铸造厂,因此,如熔化炉、混砂机等,必然会向大容量发展。同时,国外铸造装备生产厂家其产品比较单一,都是在某一方面具有特长,面面具到的很少或者没有。国外目前不仅在铸造环保设备上有较大投入,而且,不断改进工艺设备,使其更具环保性。设备的精度越来越高,以适应高精度铸件的需要。
  我国应加大铸造装备的研发投入,确立攻关课题,设置专门的研发基金,彻底摆脱只顾经济不管社会环境的状况。
  就目前的情况来看,我国应重点开发如下铸造设备。
  大吨位热风冲天炉;等流量快速自动浇注机(自动测温、秤重)、带点火功能;新的造型设备;造型线开箱取铸件系统发动机件,型芯砂分离、利于芯砂再生、零排放);钻气眼机;V法自动铸造造型线;消失模自动生产线;自动制芯系统(冷热芯盒,机器人大量使用、自动取芯、去毛刺、组芯、浸涂料、烘干、自动入库);型芯自动储运系统应库、自动入库、记忆、计算机管理、自动输送到下芯机、可设立单独封闭空间及干燥系统,预防型芯存储过程的吸湿);大功率、高效混砂机;大容量砂冷却设备;大容量筛砂设备;密闭砂输送设备;自动清理生产线大批量缸体、缸盖自动清理);振芯设备;铸件表面喷粉设备;高效除尘设备;旧砂再生设备等等。
  铝合金的消失模铸造,在美国等铸造发达国家已可用于生产发动机缸体缸盖等复杂铸件;但在我国,铝合金消失模铸件受到一些缺陷(主要是针眼)的困扰,废品率居高不下,铝合金铸件的生产还比较少;半数的引进设备和自己仿造、规模较大的生产线远未发挥应有的效益。
  镁合金全自动造型线消失模铸造技术,国内外目前都处于研究开发阶段。初步的研究结果表明,镁合金非常适合消失模铸造工艺,因为镁合金的消失模铸造具有如下独特的优点:
  ①镁合金在浇注温度下,泡沫模样的分解产物主要是烃类(烷烃、烯烃等)、苯类和苯乙烯等气雾物质,它们对充型成形时极易反应的液态镁合金具有自然的保护作用;
  ②采用干砂负压造型,避免了镁合金液与型砂中水分的接触和由此而引起的铸件缺陷;
  ③与目前普遍采用的镁合金压铸工艺相比较,其投资成本大为降低,干砂良好的退让性大大减轻了镁合金铸件凝固收缩时的热裂倾向;金属液较慢和平稳的充型速度避免了气体的卷人,使铸件可经热处理进一步提高其机械性能。
  铝镁合金全自动造型机消失模铸造技术的难点是:
  ①充型浇注时,泡沫模样的热解气化将吸收大量的热量,造成合金流动前沿温度下降,过度冷却易形成冷隔、皮下气孔等铸件缺陷。因此,足够的浇注温度和浇注速度对获得优质铝镁消失模铸件至关重要,尤其是薄壁铝铸件。
  ②一浇注温度高达800℃,此高温下,铝合金的吸(氢)气性强,易使铸件产生(氢)针眼(铸件的致密性差),必须加强高温铝液的除气精炼等处理;镁合金的燃烧严重,必须加强防反应保护。这也是我国铝镁合金消失模铸造技术目前未过关的主要困难。
  ③铝镁合金较好的浇注温度应是在750℃左右,为此需要低温气化的泡沫模样材料。但泡沫模样材料的研究方面我国进行的研究工作较少。国外研究报导表明,在泡沫珠粒材料中加人某些嗅化物,可以降低泡沫模样的气化温度(即降低浇注温度)。
  为了克服铝镁合金全自动垂直造型机消失模铸造中充型浇注、燃烧、氢针眼等困难,提高消失模铸造零件的性能,目前正在研究开发如下几种特种消失模铸造技术,具有较大意义:
  ①真空低压消失模铸造技术。它将真空消失模铸造与低压铸造有机地结合起来,特点是:综合了低压铸造与真空消失模铸造的技术优越性,在可控的气压下完成充型过程,大大提高了合金的铸造充型能力;与压铸相比,设备投资小、铸件成本低、铸件可热处理强化;而与砂型铸造相比,铸件的精度高、表面粗糙度小、生产率高、性能好;反重力作用下,直浇口成为补缩短通道,浇注温度的损失小,液态合金在可控的压力下进行补缩凝固,合金铸件的浇注系统简单有效、成品率高、组织致密;真空低压消失模铸造的浇注温度低,适合于多种有色合金。
  ②压力消失模铸造技术。它是消失模铸造技术与压力凝固结晶技术的结合。其原理是在带砂箱的压力灌中,浇注金属液使泡沫塑料气化消失后,迅速密封压力灌,并通人一定压力的气体,使金属液在压力下凝固结晶成型的铸造方法。这种铸造技术的特点是能够显著减少铸件中的缩孔、缩松、气孔等铸造缺陷,提高铸件致密度,改善铸件力学性能。加压下凝固,外力对枝晶间液相金属的挤滤作用和使初凝枝晶发生显微变形,可大幅提高冒口的补缩能力,使铸件内部缩松得到改善;加压凝固还会使氢析出需更高的内压力才能形核形成气泡,抑制针眼的形成,同时压力增加了气体在固相合金中的溶解度,使可能析出的气泡减少。
  ③振动消失模铸造技术。在全自动水平造型线消失模铸造过程中施加一定频率和振幅的振动,使铸件在振动场的作用下凝固。由于消失模铸造凝固过程中对金属溶液施加了一定时间振动,振动力使液相与固相间产生相对运动,而使枝晶破碎,增加液相内结晶核心,使铸件最终凝固组织细化、补缩提高,力学性能改善。该技术可利用消失模铸造中现成的紧实振动台,通过振动电机产生的机械振动,使金属液在动力激励下生核,达到细化组织的目的,是一种操作简便、成本低廉、无环境污染的特种消失模铸造新方法。
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