探析影响低压铸造铸件质量的因素

2020-12-02王伟东

商品与质量 2020年20期

王伟东

中车齐齐哈尔车辆有限公司黑龙江齐齐哈尔 161002

1 低压铸造的特点

在低压气体作用下，低压铸造可以使得液态金属充填铸型同时逐渐凝固成铸件的一种铸造方式。气体压力通常保持在0.6～1.5帕。低压铸造工艺过程为：在熔化金属坩埚炉当中进行密封盖的架设，密封盖中心部位进行升液管的装设，将升液管插入到金属液面以下，在密封盖的上部进行铸型的安放。低压铸造主要对干燥的压缩空气逐渐的融入到坩埚炉中，金属液因为受到气压对其的影响，会缓缓沿着升液管和浇筑系统从下往上对型腔进行填满。因为浇筑系统在设计中受到相应的限制，铸造开始阶段的纵向分布主要为反顺序凝固。温度比较低的液体在铸型顶，温度比较高的液体在铸型的底部，在重力铸造状况下对铸件不可能进行补缩。但是在低压铸造中，液体是从底部朝向顶部进行流动，对充型参数进行调整，可以确保液体稳定上升和气体顺利的外排。除此之外，低压铸造补缩方向和重力铸造补缩方向相反，压力从下往上，底部的压力比顶部的压力大，合金的温度一般是上低下高，铸件从远端进行开始凝固，逐渐的转移到下部的浇筑系统，最后转移到升液管，从而可以对凝固次序很好的符合，对于铸件补缩非常有利，能够确保铝合金铸件质量提升。并且，加压凝固可以对铝合金结晶中补缩能力提升，以此来对铸件的致密度提升。低压铸造使用底注式充型，金属液充型较为稳定，不会出现飞溅，可以防止卷入的气体对于型腔和型芯造成冲刷，以此来对铸件的合格率提升，有着很好的利用率，可以达到85%-95%。因为没有冒口和浇道，浇口的位置较小，因此可以将材料费用以及加工工时有效降低，这样也就对成本降低[1]。

2 低压铸造铸件质量影响因素

2.1 浇口方案自由度

目前，我国低压铸造工艺水平不是很高，铸造浇口数量和位置会受到一定的限制，不能按照产品的需求进行调整，造成产品壁厚不能实现合理控制，对铸件质量有着很大的影响。以上这些分析都是作为浇口自动度的设置范围，所以，这种因素对铸件质量有着很大的影响。第一，浇口数量针对铸件质量有着一定的影响，因为浇口数量比较有限，不能同时进行多个铸件的浇筑操作工作，生产效率不是很高。为了能够将生产效率提升，就需要对工艺制作过程进行简化处理，将一个操作环节进行忽略，从而使得质量降低。因此，因为浇口数量比较少，从而在一定意义上对质量会产生相应的影响。对浇口位置的设置，是根据生产要求落实的，若是设定就很难改变，并且每批次的铸件自身尺寸参数不相同，浇口位置和要求不相符合，为了能够将成本降低，只能通过这些浇口来完成加工，这也是导致铸件质量降低的主要因素[2]。

2.2 机械操控

由于铸件生产周期比较长，相对于机械操控要求很好，若是其中一个环节产生问题，就会使得某项指标不符合生产加工标准。比如，对压力和温度的控制等。并且目前企业机械铸造操控设备和技术较为传统，对温度和压力参数精度控制不足，特别是对靠近浇口位置较为粗糙，将控制难度加大，因此，会对铸件质量会产生很大的影响。

2.3 铸型排气

相对于低压铸造来讲，进行气压控制很重要，若是在铸造中气压波动比较大，就会产生气泡在铸件内部很难去除，在加工当中通过排气孔和分型面排气，对于这两种排气方式，实际的排气效果不好，在生产和加工中排气不顺畅的情况经常产生，造成在浇筑中产生反压力，金属溶液出现波动，很容易在内部产生气泡，使得铸件质量不高[3]。

2.4 缩孔处理

在铸件加工中缩孔是非常重要的环节，采用温度的控制对金属状态进行控制，以此形成固态产品，但是在这当中很难对缩孔大小进行控制。尽管在生产前，通过参数要求对缩孔大小进行了设置，并且采用温度的控制，然而实际效果不是很好。因为温度和固液体积差之间呈现正比关系，因此，采用温度的降低来对固液体积差进行缩小，并且冷却壁空气作为不良热导体，对降温会产生阻碍，从而将温度的控制实现延长，铸件长时间在液态状态，从而将缩孔数量和直径增加，使得铸件质量不高。

2.5 铸件气孔

铸件气孔主要分为三种类型，主要有侵入性气孔、反应性气孔、析出性气孔。在这当中，侵入性气孔主要在铸件的上部进行分布，主要就是避免杂质混入到齐总，在铸造中对外界影响因素进行组织，同时在铸造坩埚中的气泡需要另外进行处理。因为入侵性气孔设计中使用常规的设计方式，没有使用打磨处理，洞壁比较光滑，很难对杂质的入侵进行阻挡，这对铸件有着很大的影响。反应性气孔主要出于铸件和型壁的接触面，在铸件铸造中起到排气的作用，因为气孔孔径通常比较小，同时孔壁比较粗糙，所排出的气体所混入的杂质较多，在孔壁上进行粘附，从而将空气的流动性降低，使得排气气流很小，对铸件排气要求很难满足，一些气体在铸件中残留，从而产生气泡，对产品质量有着一定的影响。析出性气孔主要指的就是在温控调控当中气体抽出的孔洞，使用该气体对坩埚内多余的气体析出，防止气体对温度调整产生影响，因为气孔壁缺少合理的处理，并且在高温条件下，所析出的气体主要是水蒸气，在预冷后会产生水珠或者气泡，对气体析出非常不利，不能实现预期的效果。