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《鋁合金飛輪殼低壓鑄造控制技術》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、鋁合金飛輪殼低壓鑄造控制技術蘆功輝寧波強盛機械模具有限公司? 摘要：本文介紹了當前典型的低壓鑄造工藝控制過程，及其補縮系統(tǒng)不同時段的補縮特點，介紹了低壓鑄造澆道以滿足補縮為要點，兼顧排氣、充型的設計特點。結合鋁合金飛輪殼鑄件，分析了該產(chǎn)品熱節(jié)厚大、分布分散的結構特征，介紹了飛輪殼鑄造低壓鑄造工藝的設計方案，負壓排氣設計原理，及其工藝過程參數(shù)充型壓力、充型速度、溫度場三方面的控制技術。通過以上方法取得開發(fā)的成功，保證了生產(chǎn)條件的穩(wěn)定。? 關鍵詞：飛輪殼低壓鑄造工藝設計控制技術?低壓鑄造主要用來生產(chǎn)質(zhì)量要求高的鋁、鎂合金鑄件。本文結合某飛輪殼工
2、藝設計的試述該類工藝的設計及其控制技術。?1．低壓鑄造與飛輪鑄造工藝的選擇：?低壓鑄造是介于重力鑄造(如砂型鑄造、金屬型鑄造)和高壓鑄造之問的一種鑄造方法。?低壓鑄造是液態(tài)合金在壓力作用下，自下而上地充填型腔，并在壓力下結晶、凝固、成形。由于所加的壓力較低(22～70kPa)，所以稱之為低壓鑄造。?飛輪殼、取力器殼等鑄件是發(fā)動機重要的承載零件或載荷輸出部件。一般平均壁厚8mm以上，重量在15—80Kg，熱節(jié)厚大，結構屬于厚壁中重型零件，附加澆注系統(tǒng)以后澆注重量一般在30Kg以上。該類零件內(nèi)在質(zhì)量要求較高，不允許有縮孔、縮松、夾渣等類鑄造缺陷存在
3、。低壓鑄造勞動強度低，鋁液充型平穩(wěn)，工藝出品率高，熱節(jié)在壓力條件下補縮，澆注溫度低，同種材料機械性能比重力鑄造高出15％一20％，鑄件質(zhì)量穩(wěn)定可靠。本文飛輪殼零件凈重20.5Kg，頂面壁厚8mm，側面壁厚10mm，最大熱節(jié)圓直徑?42mm，熱節(jié)散布。其鑄造工藝采用低壓鑄造，工藝設計重點在補縮方案、排氣方法，生產(chǎn)工藝過程參數(shù)的選擇與控制。?2．低壓鑄造工藝特點及其階段的作用：?2.1低壓鑄造工藝補縮特點：?低壓鑄造工藝的補縮控制有別于重力鑄造：重力鑄造金屬液的補縮是冒口內(nèi)鋁液保證必須的靜壓，在重力作用下，從上向下，從高溫區(qū)向低溫區(qū)進行。低壓鑄造金
4、屬液充型是純粹的底注式，有外加壓力存在時，其補縮是從下向上，從高溫區(qū)向低溫區(qū)進行；沒有外加壓力作用時，補縮與重力鑄造方式相同(參見下圖所示)。澆注過程中，上下倒置的溫度梯度分布，下模惡劣的散熱條件。使得低壓鑄造頂冒口、側冒口設計比重力鑄造零件要大出20％以上，甚至更多。鑄件重點的補縮區(qū)域，工藝系統(tǒng)補縮能力最強的區(qū)域應設置在下模。?? 充型初期自下而上的補縮充型后期自上而下?2.2低壓鑄造澆注系統(tǒng)的設計特點：?低壓鑄造金屬液自下而上充型，澆注過程充型平穩(wěn)，紊流程度小，氧化少，不卷入氣體型腔排氣方向與金屬液充型方向一致，型腔排氣條件好。澆注系統(tǒng)弊
5、渣功能要求稍低，潔凈的鋁液甚至可以取消弊渣環(huán)節(jié)的設置。澆道設計以滿足補縮為要點，兼顧排氣、充型。如本文舉例零件直澆口，橫澆道尺寸結構，即按補縮通道要求進行設計。澆注速度主要由氣控系統(tǒng)充型壓力與進氣流量控制，澆道結構影響較小，但要注意澆道與鑄件搭接的“實際內(nèi)澆口”截面尺寸能夠滿足充型速度的需要。模具溫度場下模偏高，熱節(jié)主要依靠下模澆道補縮，補縮效率高。澆道距離短，工藝出口率較高。大型鑄件澆道設計在充分考慮補縮要求的基礎上，要注意高溫金屬液通過時帶來的較大的溫度梯度對生產(chǎn)效率的影響。粗大的澆道可能需要較長的保壓凝固時間。?2.3典型的低壓鑄造控制過
6、程及其各階段的目的：?目前典型的低壓鑄造控制過程，見下圖所示(典型的低壓澆注工藝曲線圖)。升液一充型一結殼凝固一增壓凝固一保壓凝固一卸壓凝固六個階段，結殼凝固視需要而定，薄壁鑄件通常取消該階段或壓縮的很短。??升液壓力的目的是完成金屬液到澆道口的抬升。大流量的進氣量，A—B段斜率較大，升液速度較快，可以有效的提高生產(chǎn)效率。?升液壓力有稱之為懸浮壓力，區(qū)別在于恒定的升液壓力不能彌補生產(chǎn)過程爐內(nèi)液面降低帶來的壓力損失，每模次充型初期升液管內(nèi)液面高度動態(tài)變化；懸浮壓力=升液壓力+壓力損失△P，因此可以保證鑄件充型壓力參數(shù)穩(wěn)定在一定的水平不變，每模次充
7、型初期升液管內(nèi)液面高度不變。?充型壓力目的是完成金屬液充滿型腔內(nèi)的過程。通氣量一定，在滿足充型的前提下，較低的壓力可以獲得較低的充型速度，可以保證型腔氣體充分排出，提高模具間隙對金屬液的封堵能力和砂芯承受能力，降低鑄件的氣孔，粘砂等缺陷的廢品率。?結殼主要針對有砂芯鑄件，充型結束作一個短時間的保壓(根據(jù)壁厚確定約0.4秒左右)，鑄件表層形成薄殼，提高砂芯抗機械粘砂能力和模具間隙對金屬液的封堵能力。?保壓壓力主要目前提高澆注系統(tǒng)的補縮能力。? 一般保壓壓力越高，補縮效果也越好。?2.4飛輪殼熱節(jié)分布及其鑄造工藝設計：?2.4.1飛輪殼的結構特點
8、及熱節(jié)分布：?飛輪殼結構及熱節(jié)分布如右圖(飛輪殼熱節(jié)分布示意圖)所示，熱節(jié)分布分三個重點區(qū)域：鑄件側面的吊裝螺孔區(qū)，法蘭面環(huán)形的法蘭區(qū)，起動機孔周邊的
