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鑒于常規增壓階段壓射沖頭通過料餅施加鑄造壓力而實現補縮作用,采取的措施是在鑄件縮孔附近增加一個類似渣包結構來充當料餅,利用一副油缸抽芯機構充當沖頭,在鑄件凝固后期對易產生縮孔的區域進行二次增壓補縮,以達到縮孔的目的。通常來講,這樣的二次加壓機構叫做擠壓銷,它的加壓原理是在金屬液或合金液澆注后到完全凝固前施加適當的壓力以加強鑄件凝固補縮效果,達到提高鑄件致密度、減小或縮孔的目的。加壓凝固能夠改變金屬及其合金物理參數和結晶過程,改變疏松空洞的分布和尺寸,提高鑄件的致密度,改善鑄件的拉伸強度和硬度等性能。根據鑄件補縮、增壓規律,擠壓銷動作號采用鑄造過程的增壓號,并在此基礎上延遲作為啟動號,因此,擠壓銷主要控制擠壓深度和擠壓延遲時間兩個參數。擠壓深度依鑄件結構和縮孔分布、大小而定,一般為10~20 mm;擠壓延時主要參考增壓時間設定,一般為2~5 s。實際工程中,擠壓參數的確定是在經驗值的基礎上根據鑄造情況再作優化。為了方便調整擠壓參數,通常采用單獨油缸控制擠壓銷動作。
針對曲軸箱鑄件,后期的改善措施為在模具軸承孔附近對稱布置兩根擠壓銷(位置見圖5),通過調整擠壓深度和擠壓延時兩個主要參數,優化擠壓銷的二次加壓的補縮效果,從而降低鑄件縮孔率。在前述措施的基礎上,模具追加兩根擠壓銷后縮孔率明顯下降,不良率由4%降低到0.2%。同時,在0.2%的縮孔不良品中,其縮孔大小明顯減小。因此,擠壓銷方案對于控制壁厚加大的鑄件縮孔率起到了較好的作用。但是,在本次改善過程中,鑄件縮孔不良率也曾出現過波動現象,通過優化擠壓參數擠壓深度15 mm、擠壓延遲時間2.5 s和規定擠壓銷使用壽命(次/8000模)等相關規范,使鑄件不良率穩定在0.2%附近。可以看出,鑄件縮孔出現在軸承孔附近,分布較廣且分散,組 織較為疏松,由于汽缸體軸承孔需要通以壓力潤滑油,因此鑄件在使用期間存在漏油風險;通過改善后,從X射線探傷照片上已看不出疏松的縮孔分布,鑄件內部組 織顯得更加致密。
鋁壓鑄件縮孔探究,廢品率從5%到0.2%的對策。結論:(1)縮孔是一種常見的鑄件內部缺陷,易出現在壁厚較大、模溫較高等區域。通常從模具設計(澆注系統、冷卻系統)、工藝參數設置和鑄造條件保證等幾方面出發。針對涉及的壁厚較大鑄件,傳統的改善措施只能起到緩解作用,而不能徹底解決問題。(2)仿照沖頭在增壓階段的補縮作用設計了兩根擠壓銷,對縮孔區域起到了二次加壓的補縮作用,效果較為明顯。
針對曲軸箱鑄件,后期的改善措施為在模具軸承孔附近對稱布置兩根擠壓銷(位置見圖5),通過調整擠壓深度和擠壓延時兩個主要參數,優化擠壓銷的二次加壓的補縮效果,從而降低鑄件縮孔率。在前述措施的基礎上,模具追加兩根擠壓銷后縮孔率明顯下降,不良率由4%降低到0.2%。同時,在0.2%的縮孔不良品中,其縮孔大小明顯減小。因此,擠壓銷方案對于控制壁厚加大的鑄件縮孔率起到了較好的作用。但是,在本次改善過程中,鑄件縮孔不良率也曾出現過波動現象,通過優化擠壓參數擠壓深度15 mm、擠壓延遲時間2.5 s和規定擠壓銷使用壽命(次/8000模)等相關規范,使鑄件不良率穩定在0.2%附近。可以看出,鑄件縮孔出現在軸承孔附近,分布較廣且分散,組 織較為疏松,由于汽缸體軸承孔需要通以壓力潤滑油,因此鑄件在使用期間存在漏油風險;通過改善后,從X射線探傷照片上已看不出疏松的縮孔分布,鑄件內部組 織顯得更加致密。
鋁壓鑄件縮孔探究,廢品率從5%到0.2%的對策。結論:(1)縮孔是一種常見的鑄件內部缺陷,易出現在壁厚較大、模溫較高等區域。通常從模具設計(澆注系統、冷卻系統)、工藝參數設置和鑄造條件保證等幾方面出發。針對涉及的壁厚較大鑄件,傳統的改善措施只能起到緩解作用,而不能徹底解決問題。(2)仿照沖頭在增壓階段的補縮作用設計了兩根擠壓銷,對縮孔區域起到了二次加壓的補縮作用,效果較為明顯。
鋁型材擠壓車間關鍵工序操作規程:1.根據作業計劃單選定符合計劃單的模具,平模:460℃---480℃B.分流模:480℃---500℃。模具在爐中的停留時間較長不超過8小時,裝模過程應迅速快捷,而且要防止模具冷卻。2.盛錠筒必須保持干凈,無嚴重磨損或大肚,否則,擠壓產品將會出現夾渣或氣泡。鋁型材擠壓車間關鍵工序操作規程3.不允許鋁合金圓鑄錠在地面上滾動,凡是表面有泥沙、灰塵時,均應清理干凈后再入爐加熱。鋁棒加熱爐的溫度設定加熱階段設定300℃-450℃,鋁棒上機時溫度控制,根據壁厚應符合T≥1.4mm以溫度控制在440℃-540℃,T<1.4mm溫度控制在400℃-540℃,具體情況根據品種、模具結構、合金種類而定。4.鋁合金圓鑄錠在入爐加熱之前,應作表面質量自檢,自檢由主機手負責,凡是有明顯夾渣、冷隔、中心裂紋和彎曲的圓鑄錠,都不應入爐加熱,應將其挑選出來退回熔鑄車間。5.采用加溫100℃/1小時的梯溫形式,將盛錠筒加溫至380℃---420℃。盛錠筒端面溫度為280℃---360℃6.盛錠筒與模具配合的端面應平整無損傷和粘鋁,否則擠壓時會跑料。擠壓過程中,擠壓班長要每隔10-20個鑄錠用手提測溫儀測量一次溫度,并如實作好記錄,以便隨時掌握鑄錠溫度變化情況,保持正常擠壓溫度。7.擠壓時,要注意壓力的變化。起壓時不超過210kg/cm2,正常擠壓時,壓力會隨過程下降,若在起壓后超過1分鐘壓力不下降,則應停止擠壓,以防損壞設備和模具。鋁型材擠壓車間關鍵工序操作規程8.應根據不同合金的不同特性控制擠壓速度,低雜質合金擠壓速度可高些,高雜質合金擠壓速度會慢些。若鋁棒溫度偏高,應減低擠壓速度,若想加大擠壓速度,應將鋁棒溫度控制低些。9.為了控制好力學性能出料口的溫度較低必須≥500℃。10.首件檢查:上模擠壓出來的第1支型材應將其料頭切下500mm長留給修模作依據,第1支與第2支棒切下500mm長交巡檢員作外觀尺寸和形位公差檢查,以確認是否符合圖紙尺寸及裝配關系要求,從而判定該模具可否繼續生產。11.為了防止模具端面、盛錠筒端面和擠壓墊片端面粘鋁,允許在模具端面和墊片端面上涂少量脫模油脂,但要盡量少涂或不涂,而且不允許涂及模具型腔和盛錠筒內壁,以免油脂污染型材。12.要正確使用擠壓墊片,保護擠壓墊片不被碰傷。當擠壓墊片磨損太大,變成圓角,清缸不干凈時,應及時更換新墊片。每次擠壓時,都要特別注意墊片是否已放好,防止因擠壓墊片沒放好造成設備事故。13.鋁材擠壓過程中應注意液壓油溫度的變化:當油溫升高到約45-50℃時,擠壓力會大大下降,擠壓機會變得無力,此時應停機并設法將油溫降下來,然后才能再開機擠壓。14.鋁型材擠壓機噸位(噸)60010001650,每套模具一次擠壓鑄錠數(個)100-15060-8040-80。15.為了防止擠壓死區的氣體及臟物流入鋁型材和為了保護擠壓桿不致破壞,限定壓余長度不許過厚,也不允許過簿,壓余控制15-30mm厚度。16.6063擠壓鋁型材T6淬火采用強制風冷,T5自然冷卻,型材流出后不可小于80℃/分的速度冷卻至170℃以下。6061擠壓型材淬火采用強風、水霧或直接水冷方式,并要在2-3分鐘將溫度降至200℃以下。17.鋁型材在冷床上要冷卻到50℃以下才能進行拉直。型材拉直時,其拉直量應控制在1-2%左右,超厚型材的拉直變形量允許稍大一些,但不許超過3%。,拉直時,要注意保護裝飾面不被擦傷,盡可能做到以非裝飾面接觸棚架輸送帶。18.鋁型材在定尺之前,應清楚其長度公差要求。若客戶有特殊要求時,應按客戶要求執行;若無特殊要求,長度公差一律按+15mm控制,以倍尺交貨時,總偏差為+20mm。校好定尺位后,切出第1支型材時驗長度是否符合要求,必須是正偏差,不許負偏差,確認無錯后,開始成批定尺鋸切。19.為防止鋁型材擦傷,不要將型材疊起來鋸切,型材前進時,應先將鋸臺上的鋁屑吹掃干凈。20.鋸切時,應在鋸片涂油潤滑,但要防止潤滑油粘到鋁型材表面上。20鋸切后鋁型材的鋸口應垂直于軸線,鋸口應無毛刺、飛邊和扭歪變形。為了有漂亮的鋸口,應經常保持鋸片的鋒利,應注意鋸片上的積鋁,當鋸片不夠鋒利時,應及時換下來打磨鋸齒或換用新鋸片。21.定尺后的鋁型材應用壓縮空氣吹干凈鋁屑,然后裝框。22.鋁型材定尺后,大料逐支檢查,中小料按10%的比例抽查,檢查的內容是平面度、彎曲度、扭擰度、張口、收口、表面質量。23.鋁型材定尺并檢查合格后,要兩人輕輕地抬著放于料框中,小心擺放整齊,不要互相碰撞和磨擦。裝框時應戴干凈的紗手套,手套不能有油、水和其他臟物。裝框時,長料、重料在框下層,短料、輕料在框上層。24.放完一層后,根據鋁型材長度及其承受自重的程度,適當放4-8支橫隔條,再放第二層鋁型材,不允許型材垂彎及疊起堆放。25.凡是細料縱向不能通風的實心鋁型材,應使用帶通風孔的小方管橫隔條分層隔開,以便于時效通風傳熱。26.較上一層鋁型材的平面要低于料框的平面,以防疊框時壓壞型材。