国内铝合金铸件业未来发展急需解决的问题分析
降低能耗,减少环境污染以及节约有限资源是当今各国面临的一个十分重要而紧迫的任务。在汽车等产品轻量化的总趋势的推动下,可以预计,今后10年,我国轻金属铸件市场将会有大幅度的发展。各铸件生产大国的铝、镁合金铸件所占比例在13%~19%之间,有些(如意大利)更是高达30%~40%,而我国的铝、镁合金铸件所占的比例不到10%。金属型
铝合金重力铸造
国内铝合金铸件业未来发展急需解决的问题分析
降低能耗,减少环境污染以及节约有限资源是当今各国面临的一个十分重要而紧迫的任务。在汽车等产品轻量化的总趋势的推动下,可以预计,今后10年,我国轻金属铸件市场将会有大幅度的发展。各铸件生产大国的铝、镁合金铸件所占比例在13%~19%之间,有些(如意大利)更是高达30%~40%,而我国的铝、镁合金铸件所占的比例不到10%。金属型和砂型,在性能上有显著的区别,如砂型有透气性,而金属型则没有。发达90%以上的铝铸件用于汽车零件制造业,在我国,铝合金铸件要形成规模化生产并满足汽车轻量化的要求要解决的问题还很多:汽车对铝铸件的要求向薄壁、形状复杂、高强度、高质量的方向发展。为适应这种要求,应进一步优化铸造工艺并进行新合金材料的开发。第二,应从设计和工艺的角度降低生产成本,如使用一模多件技术和自动化技术以提高生产率、延长模具使用寿命,并采用一体化的设计减少零件数量。第三,采用计算机模拟技术,缩短工艺方案的开发周期。第四,加大铝的回收力度。再生铝是铝铸造的主要原料,我国在发展铸造业的同时应重视再生铝资源的利用,开发从复合材料和异种材料组合的废料中的有效分离铝的技术,并建立广泛的废料回收体系。
砂型铸造中所用的外砂型按型砂所用的粘结剂及其建立强度的方式不同有粘土湿砂型:
粘土湿砂
砂型铸造所用铸型一般由外砂型和型芯组合而成。为了提高铸件的表面质量,常在砂型和型芯表面刷一层涂料。涂料的主要成分是耐火度高、高温化学稳定性好的粉状材料和粘结剂,另外还加有便于施涂的载体(水或其他溶剂)和各种附加物。
粘土湿砂型铸造的优点是:①粘土的资源丰富、价格便宜。②使用过的粘土湿砂经适当的砂处理后,绝大部分均可回收再用。③制造铸型的周期短、工效高。因此,在大批量生产有色金属的中、小铸件时,只要铸件材料的熔点不过高,一般都优先选用金属型铸造。④混好的型砂可使用的时间长。⑤砂型舂实以后仍可容受少量变形而不致破坏,对拔模和下芯都非常有利。缺点是:①混砂时要将粘稠的粘土浆涂布在砂粒表面上,需要使用有搓揉作用的高功率混砂设备,否则不可能得到质量良好的型砂。②由于型砂混好后即具有相当高的强度,造型时型砂不易流动,难以舂实,手工造型时既费力又需一定的技巧,用机器造型时则设备复杂而庞大。③铸型的刚度不高,铸件的尺寸精度较差。④铸件易于产生冲砂、夹砂、气孔等缺陷。
熔模铸造时常用的浇注方法有:
真空吸气浇注
将型壳放在真空浇注箱中,通过型壳中的微小孔隙吸走型腔中的气体,使液态金属能更好地充填型腔,型腔的形状,提高铸件精度,防止气孔、浇不足的缺陷。该法已在国外应用。
压力下结晶
将型壳放在压力罐内进行浇注,结束后,立即封闭压力罐,向罐内通入高压空气或惰性气体,使铸件在压力下凝固,以增大铸件的致密度。在国外醉.大压力已达150atm。
定向结晶(定向凝固)
一些熔模铸件如涡轮机叶片、磁钢等,如果它们的结晶组织是按一定方向排列的柱状晶,它们的工作性能便可提高很多,所以熔模铸造定向结晶技术正迅速地得到发展。
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