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铝铸件中铝锭铸造的净化技术及在气缸盖行业的应用

发布者:鸿达机械 发布时间:2017-05-17

铝铸件后处理,对清理后的铸件进行热处理﹑整形﹑防锈处理和粗加工的过程。铝铸件后处理是铸造生产的后一道工序。热处理:为了或改变铸件的原始组织,消除内应力,保证铸件性能,防止铸件变形和破坏,铸件清理后,有的需要进行热处理。铸件热处理一般有淬火、退火、正火、铸态调质、人工时效、消除应力、软化和石墨化处理等。例如高锰钢铸件要求很高的耐磨性和足够的韧性,其内部组织应为奥氏体。为此,需对铸件进行淬火处理,即将铸件加热到奥氏体区域使其奥氏体化后,迅速淬水激冷,使奥氏体来不及转变而保持下来。这一过程也叫水韧处理或固溶处理。整形:分为矫正、修补和表面精整3个方面。有些铸件在凝固、冷却以及热处理过程中产生变形,使部分尺寸超差,需用矫正的方法。矫正主要利用机械力量在室温或温态下进行。当变形量过大时,也可以在加热炉内利用铸件自重或外加压重进行高温矫正。铸件外部缺陷主要使用焊接手段。要求气密、液密的铸件的渗漏缺陷,则采用压入堵漏剂的方法解决。铸件表面粗糙和凹凸不平一般用悬挂砂轮和高速砂轮磨光精整。粗加工:铸件交货前,根据技术条件对局部进行粗加工。铸件经粗加工后,能及时发现缺陷予以解决,并能减轻重量,还可使废料和切屑能够就地分类回用。防锈处理:有些铸件和机床铸件,交货前要求进行防锈处理以防止运输和存放期间生锈。一般是在后检验合格后刷上底漆。
  铝铸件粘砂没有只反应铸件的外观品质,以至惹起报废。因而,必需对于铸件的粘砂惹起剩余的注重。
  1、粘砂景象。粘砂有化学粘砂与机器粘砂,其繁难甄别形式正在于前端粘砂层中常常没有含有非金属铁。
  (1)机器粘砂。系非金属液渗人砂型或者砂芯砂粒间隙中,与砂烧结并粘附正在铸件名义。它能够是薄薄的一层,也能够是数毫米的厚层。非金属液有时会浸透到砂芯的整个截面,以致内腔堵塞,这种粘砂常常是没有能够肃清的,铸件没有得没有报废。
  (2)化学粘砂。系非金属风化学反响生成的非金属氧化物与造型资料作用构成的粘着力很强的硅酸铁浮渣。它多发生正在铸件内浇口或者厚壁处,特别当砂型或者砂芯较薄而铸件较厚时较易发生。
  2、粘砂缘由
  (1)剩余的压力使非金属液渗人砂粒之间较高的非金属液静压力头。即由铸件浇注高低和浇注零碎构成的压力。如该压力超越砂粒间隙之间毛细景象构成的抵制压力。即尸毛=QcosO/r,式中P毛为毛细压力;。为非金属液名义拉力;e为非金属液毛细血管的润湿角;r为毛细血管半径。就会构成机器粘砂。静压力头超越500mm,冶炼用砂又较粗,少数会产活力械粘砂,除了上涂料。上式亦注明:越大,即砂粒粒度越粗,尸毛越小,即较易产活力械粘砂。
  (2)非金属液正在铸型内活动构成的动压力。
  (3)铸型“爆”或者“呛”。即铸型浇注时开释的可燃气体与气氛混兼并被火热非金属液扑灭所构成的动压力。
  (4)机器粘砂未经开端,即使压力减小,非金属液浸透还会接续停止,直到浸透非金属液前沿凝结。即非金属液量度低于固相线量度,浸透方可中止。
  (5)化学粘砂一般的缘由是湿型和制芯用原资料耐火度、烧结点低;石英砂没有纯;煤粉或者代必需品加人有余;没有运用涂料或者运用没有当;浇注温渡过高;浇注没有当以致渣子进人铸型等要素形成。
  铝铸件中铝锭铸造的净化技术。从电解槽吸出的铝液中含有各种杂质,因此铝铸件在铸造之前需要进行净化。工业上主要采用澄清、熔剂、气体等净化方法,也有的试用定向凝固和过滤方法进行净化。
  1、熔剂净化熔剂净化是利用加入铝液中的熔剂形成大量的细微液滴,使铝液中的氧化物被这些液滴湿润吸附和溶解,组成新的液滴升到表面,冷却后形成浮渣除去。净化用的熔剂选用熔点低、密度小,表面张力小、活性大、对氧化渣有很强吸附能力的盐组成。使用时,先将小块熔剂装入铁笼里,再插入混合炉底部来回搅动,至熔剂化完后取出铁笼,静止5~10min。捞出表面浮渣即可浇铸。根据需要也可将熔剂撤在表面上起覆盖作用。
  2、气体净化气体净化是一种主要的原铝净化法,所用气体是氯气、氮气或氯氮混合气体。
  (1)氯气净化。以前采用活性气体氯气作净化剂。在氯化法中,把氯气通入铝液内时生成很多异常细小的AlCl3,气泡,充分地混合在铝液内。溶解在铝液中的氢,以及一些机械夹杂物便吸附在AlCl3气泡上,随着AlCl3气泡上升到铝液表面而排出。通入氯气时还能使某些比铝加负电性的元素氯化,如钙、钠、镁等均因通入氯气而生成相应的氯化物,得以分离出来。所以氯化法是一种非常有效的原铝净化法。氯气用量为每吨铝500-700g。但因为氧气有毒而且比较贵重,为了避免空气被污染和降低铝锭生产的成本,故在现代铝工业上已逐渐废去了氯化法改成惰性气体——氮气净化法。
  (2)氮气净化法。又称为无烟连续净化法,用氧化铝球作过滤介质。N2直接通入铝液内。铝液连续送入净化炉内,通过氧化铝球过滤层,并受到氮气的冲洗,于是铝液中的非金属夹杂物以及溶解的氢得以,然后连续排出,从而使细微的氮气泡均匀分布在受处理的铝液内起到净化的作用。氮气对大气,且净化处理量大,每分钟可处理200~600kg铝液,净化过程中造成的铝损失量相对减少,故现在广泛应用。但它不象氯气那样能够铝液中的钙、钠、镁。
  (3)混合气体净化法。采用氯气和氮气的混合物来净化铝液,其作用是一方面脱去氢气和分离氧化物,另一方面铝中某些金属杂质,常用的组成是90%氮气+10%氯气。也有采用10%氯气+10%二氧化碳+80%氮气。这样效果好,二氧化碳能使氯气与氮气很好的扩散,可缩短操作时间。
  铝铸件在气缸盖行业的应用
  汽车发动机缸盖都是用铝合金制造的。气缸盖是既复杂又很重要的铸造零件,燃烧室、发动机的进气管和排气管都安装在气缸盖内。气缸盖在发动机中是处于高温状态下工作,承受较大的热冲击且会导致应力集中,因而,铝合金就成了受欢迎的制品。采用铝合金制造气缸盖的优点除了重量轻以外,还有另外一个突出的优点就是导热性能优良。对于轿车、轻型车的发动机来说,使用铝合金气缸盖可以使发动机热效率好,避免气缸盖内燃烧室中的零件产生过热现象。由于气缸盖是一种内腔结构复杂、壁厚又不均匀的铸件,且缸盖内腔还有压力密封性要求,给铸造工艺带来困难。传统上铝气缸盖铸造多采用金属型铸造工艺和低压铸造工艺,80年代以来出现了两种新的铸造工艺——气化模铸造和砂型低压铸造,特别是前者,很适于气缸盖、进气管这类内腔复杂且需要砂芯成型的铸件。该工艺与传统工艺相比有许多优点:不分型、不起模、不使用砂芯、铸件容易清理、铸件表面光洁度好、尺寸精度高、适于大批量生产。气缸盖的传统铸造方法是底注,这有利于将铝熔体均匀地填充到模子中,而现在中国广泛采用顶注,这样可使成形铸件好地冷却且有利于直接凝固。铝铸造技术将加适用于。

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