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  • 铝铸件铸造工艺探讨

    发布时间:2019-07-15 来源:www.taonan8.net  作者:博硕论文辅导网

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    铝铸件铸造工艺探讨

    摘要:大型铝铸件分为套类、板类、环类、箱体类、帽类等,不同形状的大型铝铸件在铸造工艺上要求侧重点也不同,其目的都是为了保证大型铝铸件的成品质量,工艺上的关键环节都是针对特殊形状铝铸件的薄弱部分设计的,针对不同形状的大型铝铸件进行铸造工艺研究,并探讨大型铝铸件铸造过程中的常见缺陷和应对措施,为完善大型铝铸件铸造工艺奠定理论基础。
    关键词:大型铝铸件,铸造工艺,缺陷,举措,分析

    铝铸件在工业生产和日常生活中有广泛的应用,其硬度大、质量轻的优点使其成为了优秀的工业材料和生活必备用品,但是大型铝铸件的铸造极为困难,需要严格的工艺控制,常见的大型铝铸件按形状可分为套类、板类、环类、箱体类、帽类等,不同形状的大型铝铸件铸造工艺要求各不相同,比如套类需要强化内芯的退让性,以保证成品的厚度、比如板类需要增加拉筋来避免变形;比如薄板的浇筑必须快速成型等等。针对大型铝铸件的铸造工艺进行研究,有助于提高工艺水平,提高我国大型铝铸件的成品质量,为工业发展提供更优质的原料。
    1 常见大型铝铸件工艺概述
    1.1 套类铸件
    套类铸件的浇筑主要分为立浇和卧浇两种,立浇方式主要是从顶部进行浇筑,然后底部外侧设置补缩包,从补缩包进行内部浇筑;卧浇方式在铸件上圆弧面设置本身方冒口,在水平分型面上设置补缩包,从补缩包上向铸件开设浇道浇入。对于壁厚相对较薄的套类铸件,采用立浇方式时,可在高度方向的中部分型设置补缩包;采用卧浇方式时,可在水平分型面上两侧设置补缩包,其内浇道在铸件上、下半型位置处向上及向下各开高些。
    1.2 帽类铸件
    该类铸件常采用砂型铸造。当铸件高度小于1米时,一般采用立浇方式,在铸件顶部设置冒口,在底部外侧设置补缩包,从补缩包上向铸件开设内浇道。当铸件高度大于1米时,一般采用卧浇方式。这里要注意的是,卧浇时,由于泥芯水平放置,难以悬臂支撑,通常要在帽顶部开设工艺孔,通过帽类铸件的两端开口,泥芯采用两端支撑的方式。
    1.3 环类铸件
    环类铸件大多属于扁平状的铸件,且大多厚度较薄,因此在铸造时非常容易产生平面上的变形和扭曲,这是大型环类铸件铸造中必须重视的关键因素,在铸造模具上安装拉筋是必备的工序,这样可以防止模具的变形引起铸件变形,同时还要注意在非闭合环铸件的浇筑过程中,两个端口也是非常容易出现变形的,主要以截面增大变形为主,因此需要加设拉筋。
    1.4 板类铸件
    板类铸件是形状最简单的大型铝铸件之一,且板类铸件的厚度要求大多固定,不存在厚度变化的浇筑铸件,虽然浇筑工艺简单,但是注意事项较多,主要有三个难点。首先是大型板类铸件的变形情况非常严重,单向弯曲或者扭曲都是常见的缺陷,因此浇筑时应避免从平面进行浇筑,侧面立浇的效果最好,同时变形拉筋的数量应采上限,并保证冷却后再开箱;其次是浇筑面积过大时容易出现气孔和氧化夹渣,这就需要保证浇筑料的清洁和浇筑速度,同时大平面朝下也可以避免出现大量气泡类缺陷;最后是由于壁厚较薄,筋板纵横交错,容易产生冷隔及浇不足缺陷,其解决的方法是如板类铸件较宽,一般将浇、冒系统设置在两侧面,浇道对准筋板位置,两个浇包同时浇注,以利充型。
    1.5 箱类铸件
    箱体铸件属于薄壁型空腔铸件,因此在铸造时的难度极大,铸造工艺的关键环节有三个,首先是大型铝铸件的尺寸过大,因此薄壁的厚度很难控制均匀,在铸造工艺上常采用增加内心退让性和设置内外收缩率差来提高壁厚的均匀度;其次是箱体的端部容易出现变形,这种变形主要依靠变形拉筋的控制来预防,如果高度过大时薄壁的中间部位容易出现变形,此时拉筋需要和隔板关联设置才能避免变形;最后是由于隔板较薄,容易因浇不足缺陷,其解决方法是,对于较宽的箱类铸件,可以采用从两侧同时浇注;对于较高的铸件,可以采用在同侧双层浇注;对于壁厚较薄且方向急拐的隔板,浇道尽可能开在隔板处,以便尽快充型。
    2 大型铝铸件常见缺陷及对策分析
    大型铝铸件常见缺陷有氧化夹渣、气泡、缩松和裂纹四类,分类详述各缺陷的特征、产生原因及防治对策如下:
    2.1 氧化夹渣
    氧化夹渣主要出现在成品大型铸件的表层,位置主要在转角附近,颜色以浅黄色为主,在酸碱洗和机械加工时常发现此类缺陷。
    造成氧化夹渣缺陷的原因主要包括:浇筑设计存在缺陷、回炉料比例过高、上一次浇筑残渣影响、静置时间过短等。可以看出,主要问题就在于残渣的混入,混入途径包括浇筑时混入、原有残渣两类。
    氧化夹渣可以通过提高静置时间、浇筑前对模具吹风去残渣、设置浇筑过滤残渣装置等方式进行预防。
    2.2 气泡
    气泡类缺陷分为表层气泡和内部气泡两类,表层气泡喷砂时能够发现,内部气泡需要X光和机械加工发现。
    产生气泡的原因有多重,主要包括浇筑时混入气体、砂芯含有杂物、浇筑系统缺陷、冷铁表面不平等。
    气泡类缺陷可以通过控制浇筑速度、提高砂芯质量、改良浇筑进气系统等方式进行防治。
    2.3 缩松
    大型铝铸件缩松一般产生在内浇道附近飞冒口根部厚大部位、壁的厚薄转接处和具有大平面的薄壁处。在铸态时断口为灰色,浅黄色经热处理后为灰白浅黄或灰黑色在X光底片上呈云雾状严重的呈丝状缩松可通过X光、荧光低倍断口等检查方法发现。
    产生缩松的主要原因包括铸件位置设计不当、浇筑速度过快、浇筑时砂芯尚未降温、炉料含气体过多等。
    缩松类缺陷可以通过从冒口补浇金属液和改进冒口设计、清洁炉料、合理设置冒口、干燥处理砂芯、砂芯降温后方可浇筑、降低浇筑速度等方法进行控制。
    2.4 裂纹
    裂纹分为铸造裂纹和热处理裂纹:铸造裂纹沿晶界发展,常伴有偏析,是一种在较高温度下形成的裂纹在体积收缩较大的合金和形状较复杂的铸件容易出现;热处理裂纹由于热处理过烧或过热引起,常呈穿晶裂纹。常在产生应力和热膨张系数较大的合金冷却过剧或存在其他冶金缺陷时产生。
    裂纹产生的原因包括:铸件薄厚过度存在不均匀区域、砂芯的退让性强度不足、铸件温度控制出现差异、浇筑速度过快、冷却时间过短等等。
    预防方法包括:改进铸件结构设计,避免尖角,壁厚力求均匀,圆滑过渡;采取增大砂型退让性的措施;保证铸件各部分同时凝固或顺序凝固,改进浇注系统设计;适当降低浇注温度;控制铸型冷却出型时间;铸件变形时采用热校正法;正确控制热处理温度,降低淬火冷却速度。

    原文地址:http://www.taonan8.net/lgyx_lunwen/tumu/20872.html,如有转载请标明出处,谢谢。 您可能在寻找关于土木工程论文方面的范文,您可以到理工医学论文频道查找。

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