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壓鑄件設(shè)計原則及常見問題分析

一、壓鑄件的設(shè)計涉及四個方面的內(nèi)容:

a、即壓力鑄造對零件形狀結(jié)構(gòu)的要求;

b、壓鑄件的工藝性能;

c、壓鑄件的尺寸精度及表面要求;

d、壓鑄件分型面的確定;

壓鑄件的零件設(shè)計是壓鑄生產(chǎn)技術(shù)中的重要部分,設(shè)計時必須考慮以下問題:模具分型面的選擇、澆口的開設(shè)、頂桿位置的選擇、鑄件的收縮、鑄件的尺寸精度保證、鑄件內(nèi)部缺陷的防范、鑄孔的有關(guān)要求、收縮變形的有關(guān)要求以及加工余量的大小等方面  

二、壓鑄件的設(shè)計原則是:

a、正確選擇壓鑄件的材料,

b、合理確定壓鑄件的尺寸精度;

c、盡量使壁厚分布均勻;

d、各轉(zhuǎn)角處增加工藝園角,避免尖角。  

三、壓鑄件按使用要求可分為兩大類,一類承受較大載荷的零件或有較高相對運動速度的零件,檢查的項目有尺寸、表面質(zhì)量、化學(xué)成分、力學(xué)性能(抗拉強度、伸長率、硬度);另一類為其它零件,檢查的項目有尺寸、表面質(zhì)量及化學(xué)成分。 在設(shè)計壓鑄件時,還應(yīng)該注意零件應(yīng)滿足壓鑄的工藝要求。壓鑄的工藝性從分型面的位置、頂面推桿的位置、鑄孔的有關(guān)要求、收縮變形的有關(guān)要求以及加工余量的大小等方面考慮。合理確定壓鑄面的分型面,不但能簡化壓鑄型的結(jié)構(gòu),還能保證鑄件的質(zhì)量。  

壓鑄件零件設(shè)計的要求   

一、壓鑄件的形狀結(jié)構(gòu)要求:

a、消除內(nèi)部側(cè)凹;

b、避免或減少抽芯部位;

c、避免型芯交叉; 合理的壓鑄件結(jié)構(gòu)不僅能簡化壓鑄型的結(jié)構(gòu),降低制造成本,同時也改善鑄件質(zhì)量

二、鑄件設(shè)計的壁厚要求: 

壓鑄件壁厚度(通常稱壁厚)是壓鑄工藝中一個具有特殊意義的因素,壁厚與整個工藝規(guī)范有著密切關(guān)系,如填充時間的計算、內(nèi)澆口速度的選擇、凝固時間的計算、模具溫度梯度的分析、壓力(最終比壓)的作用、留模時間的長短、鑄件頂出溫度的高低及操作效率;

a、零件壁厚偏厚會使壓鑄件的力學(xué)性能明顯下降,薄壁鑄件致密性好,相對提高了鑄件強度及耐壓性; 

b、鑄件壁厚不能太薄,太薄會造成鋁液填充不良,成型困難,使鋁合金熔接不好,鑄件表面易產(chǎn)生冷隔等缺陷,并給壓鑄工藝帶來困難; 壓鑄件隨壁厚的增加,其內(nèi)部氣孔、縮孔等缺陷增加,故在保證鑄件有足夠強度和剛度的前提下,應(yīng)盡量減小鑄件壁厚并保持截面的厚薄均勻一致,為了避免縮松等缺陷,對鑄件的厚壁處應(yīng)減厚(減料),增加筋;對于大面積的平板類厚壁鑄件,設(shè)置筋以減少鑄件壁厚

三、鑄件設(shè)計筋的要求:

筋的作用是壁厚改薄后,用以提高零件的強度和剛性,防止減少鑄件收縮變形,以及避免工件從模具內(nèi)頂出時發(fā)生變形,填充時用以作用輔助回路(金屬流動的通路),壓鑄件筋的厚度應(yīng)小于所在壁的厚度,一般取該處的厚度的2/3~3/4 

四、鑄件設(shè)計的圓角要求:

壓鑄件上凡是壁與壁的連接,不論直角、銳角或鈍角、盲孔和凹槽的根部,都應(yīng)設(shè)計成圓角,只有當(dāng)預(yù)計確定為分型面的部位上,才不采用圓角連接,其余部位一般必須為圓角,圓角不宜過大或過小,過小壓鑄件易產(chǎn)生裂紋,過大易產(chǎn)生疏松縮孔,壓鑄件圓角一般取:1/2壁厚≤R≤壁厚; 圓角的作用是有助于金屬的流動,減少渦流或湍流;避免零件上因有圓角的存在而產(chǎn)生應(yīng)力集中而導(dǎo)致開裂;當(dāng)零件要進行電鍍或涂覆時,圓角可獲得均勻鍍層,防止尖角處沉積;可以延長壓鑄模的使用壽命,不致因模具型腔尖角的存在而導(dǎo)致崩角或開裂 

五、壓鑄件設(shè)計的鑄造斜度要求:

斜度作用是減少鑄件與模具型腔的摩擦,容易取出鑄件;保證鑄件表面不拉傷;延長壓鑄模使用壽命

鋁鑄件缺陷及分析

 一 氧化夾渣缺陷

特征:氧化夾渣多分布在鑄件的上表面,在鑄型不通氣的轉(zhuǎn)角部位。斷口多呈灰白色或黃色,經(jīng)x光透視或在機械加工時發(fā)現(xiàn),也可在堿洗、酸洗或陽極化時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生原因:

1.爐料不清潔,回爐料使用量過多 

2 . 澆注系統(tǒng)設(shè)計不良 

3.合金液中的熔渣未清除干凈 

4.澆注操作不當(dāng),帶入夾渣 

5.精煉變質(zhì)處理后靜置時間不夠防止方法: 1.爐料應(yīng)經(jīng)過吹砂,回爐料的使用量適當(dāng)降低 2.改進澆注系統(tǒng)設(shè)計,提高其擋渣能力 3.采用適當(dāng)?shù)娜蹌┤ピ?4.澆注時應(yīng)當(dāng)平穩(wěn)并應(yīng)注意擋渣 5.精煉后澆注前合金液應(yīng)靜置一定時間 

二 氣孔 

氣泡缺陷特征:鑄件壁內(nèi)氣孔一般呈圓形或橢圓形,具有光滑的表面,一般是發(fā)亮的氧化皮,有時呈油黃色。 表面氣孔、氣泡可通過噴砂發(fā)現(xiàn), 內(nèi)部氣孔 氣泡可通過X光透視或機械加工發(fā)現(xiàn)氣孔 氣泡在X光底片上呈黑色。 

產(chǎn)生原因:

1.澆注合金不平穩(wěn),卷入氣體 

2.型(芯)砂中混入有機雜質(zhì)(如煤屑、草根 馬糞等) 

3.鑄型和砂芯通氣不良 

4.冷鐵表面有縮孔 

5.澆注系統(tǒng)設(shè)計不良。 

防止方法 : 

1.正確掌握澆注速度,避免卷入氣體。

2.型(芯)砂中不得混入有機雜質(zhì)以減少造型材料的發(fā)氣量

3.改善(芯)砂的排氣能力 

4.正確選用及處理冷鐵 

5.改進澆注系統(tǒng)設(shè)計 

三 縮松缺陷

特征:鋁鑄件縮松一般產(chǎn)生在內(nèi)澆道附近飛冒口根部厚大部位、壁的厚薄轉(zhuǎn)接處和具有大平面的薄壁處。在鑄態(tài)時斷口為灰色,淺黃色經(jīng)熱處理后為灰白淺黃或灰黑色在x光底片上呈云霧狀嚴重的呈絲狀縮松可通過X光、熒光低倍斷口等檢查方法發(fā)現(xiàn)。 

產(chǎn)生原因: 

1.冒口補縮作用差 

2.爐料含氣量太多

3.內(nèi)澆道附近過熱

4.砂型水分過多,砂芯未烘干 

5.合金晶粒粗大 

6.鑄件在鑄型中的位置不當(dāng)

7.澆注溫度過高,澆注速度太快

防止方法: 

1.從冒口補澆金屬液,改進冒口設(shè)計 

2.爐料應(yīng)清潔無腐蝕 

3.鑄件縮松處設(shè)置冒口,安放冷鐵或冷鐵與冒口聯(lián)用 

4.控制型砂水分,和砂芯干燥 

5.采取細化品粒的措施 

6.改進鑄件在鑄型中的位置降低澆注溫度和澆注速度  

四 裂紋缺陷

特征 : 

1.鑄造裂紋:沿晶界發(fā)展,常伴有偏析,是一種在較高溫度下形成的裂紋在體積收縮較大的合金和形狀較復(fù)雜的鑄件容易出現(xiàn) 

2.熱處理裂紋:由于熱處理過燒或過熱引起,常呈穿晶裂紋。常在產(chǎn)生應(yīng)力和熱膨張系數(shù)較大的合金冷卻過劇。或存在其他冶金缺陷時產(chǎn)生

產(chǎn)生原因:

1.鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理,有尖角,壁的厚薄變化過于懸殊

2.砂型(芯)退讓性不良 

3.鑄型局部過熱 

4.澆注溫度過高 

5.自鑄型中取出鑄件過早

6.熱處理過熱或過燒,冷卻速度過激

防止方法: 

1.改進鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計,避免尖角,壁厚力求均勻,圓滑過渡 

2.采取增大砂型(芯)退讓性的措施 

3.保證鑄件各部分同時凝固或順序凝固,改進澆注系統(tǒng)設(shè)計 

4.適當(dāng)降低澆注溫度 

5.控制鑄型冷卻出型時間 

6.鑄件變形時采用熱校正法 

7.正確控制熱處理溫度,降低淬火冷卻速度


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