铝合金缸盖铸造中常见缺陷及铸造技术分析

2018-02-21孙洪强

现代工业经济和信息化 2018年5期

孙洪强

（华域皮尔博格（烟台）有色零部件有限公司，山东烟台 265500）

1 铸造铝合金缸盖中常见的缺陷

1.1 存在气孔

气孔是影响铝合金缸盖稳定性的主要因素，外形再完美的铸件，如果内部存在气孔数量过多，也容易变形，容易产生裂纹甚至出现断裂时效，从而造成严重后果。通常情况下，气孔是在金属液体浇注和凝固的过程中形成的，在进行金属液体浇注时，随着温度逐渐升高，金属液体内压升高，体积不断膨胀，产生气体，这些气体无法及时消除，就会形成气孔存在于铸件内部。一般来说，气孔的形成主要有以下几个原因：第一，使用材料透气性较差，一经受热就会形成大量气体，或者辅助性材料使用不当，干砂加入量不足也会导致个别部位形成密集的气孔；第二，设备的排气功能不好，排气通道过于狭窄或者排气通道设计的部位与金属液体投入部位靠近，升温过程中易导致排气通道堵塞；第三，在铸造过程中排气通道出问题也极易造成气体回升，产生安全隐患[1]。

1.2 铝合金缸盖渗漏

铝合金缸盖渗漏的现象会产生在缸盖的多个部位，产生原因也不尽相同，但是一旦发生渗漏的情况，该铸件基本变为废品。缸盖的渗漏主要是凝固过程中技术失误引起缩松缺陷造成的。一方面，在进行浇注时，铸件并非完全平整的，厚薄不均易导致铸件在凝固过程中形成缺陷，从而导致渗漏。另一方面，铸件浇注时纯度不足，含有不同密度的杂质，甚至形成气孔，造成不同部位的收缩缺陷。

1.3 出现夹杂物孔洞

夹杂物孔洞的形成通常与汽缸盖铸造过程中的原材料有关，这些材料中含有的杂质一旦堆积，就会形成微小颗粒，产生孔洞，影响气缸盖的质量。形成夹杂物孔洞的原因有很多。首先是清洁工作的不够专业，在铸造过程中会使用许多催化剂，这些剩余品若不及时清理，或者清洁不够彻底，就很容易导致难以检测出微小颗粒。其次是金属液体与空气中的成分混合形成的杂质，这些杂质也易残留在整个铸造装置的各个部位，造成夹杂物孔洞。

2 铝合金缸盖铸造中常见缺陷的改进建议

2.1 降低气孔产生率

气孔产生的原因大致有以下几种：浇注速度太快，卷入空气；模具排气不良；铝液流动过快；熔化温度过高；合金除气不良；浇注温度过高；砂芯不干、排气不良或发气量太大。为有针对性地降低气孔产生率，必须首先对缺陷的形成原因做针对性的分析，必要时可以采取缺陷再现的方式进行确认，控制时一般可采取以下措施。

1）对浇道的位置和分配进行优化，使铝液平稳进入型腔，一般情况下，铝合金液体进入型腔的速度为1.2～2.5 kg/s，并将进料口尽量避开形状复杂的位置。

2）在金属型气体不易排除的部位增设排气槽或排气塞，并经常清理，排气槽或者排气塞的间隙一般选择0.2～0.3 mm的间隙，可以有效避免金属液渗漏的情况。在形状允许的情况下，尽量选择直径较大的排气塞。

3）浇注时浇包尽量靠近浇口杯，并且控制好铝液的落点位置，以平稳、无紊流、无飞溅为最基本的要求，可以有效防止卷气的情况发生。

4）严格控制铝液温度防止超温，禁止使用受到污染的原材料以及未烘干的工位器具，从而减少铝液内部的含气量。铝液正确地按照要求进行除气处理，并通过密度测定法进行确认。

5）泥芯应烘干，排气孔应畅通，泥芯返潮后应补烘，特大的泥芯中间应挖空；金属型涂料后应等涂料干燥后才能浇注。

2.2 避免缸盖渗漏的防控措施

在了解了铝合金缸盖渗漏现象的原理后，就可以根据实际情况采取相应的控制措施[2]。

1）企业可根据前面所述方法消除气孔，调整铸件细微的结构，防止渗漏缺陷。

2）铸件在凝固的过程中必须要给予相应的冷却梯度，使铸件形成定向凝固，减少糊状凝固，可以通过对金属型进行冷却或者加热来实现,从而获得组织致密的铸件。

3）铸件局部厚大位置或者壁厚与璧薄结合位置，可以通过增加暗冒口或者冷铁的方式来消除缩松，从而获得组织致密的铸件。

2.3 防止出现夹杂物孔洞

防止夹杂物孔洞，需要从两个方面入手。第一，浇注前：铝液原材料以及过程中接触铝液的工位器具必须干净整洁，无发霉、生锈、油污等现象存在。浇包取铝液和充型时必须有撇渣的动作或步骤。模具必须定期进行清理，要求将表面残留的涂料、试剂颗粒清理完全，而且要注意将深面中不易察觉的微型残留物清洁干净。第二，浇注时：需要针对复杂位置或者深孔位置做出一些合理的系统更改，在浇注过程中要严格时间、速度、方位，防止发生紊流，尤其是飞溅的情况。必要时可以在容易产生缺陷的位置做集渣包，通过后期加工去除[2]。