铝合金铸造基础相关知识.ppt

铝合金的吹氮精炼 吹氮精炼工艺要点： 4.除气精炼时间； 5.铝液静置、扒渣。 铝合金的变质（细化）处理： 在铝液中加入适量的变质剂（细化剂），改变铝合金的金相组织，使得铝合金的晶粒细化，从而提高铝合金的机械性能。 精炼效果的检验 刮片试验： 浇注一块刮片试样，在常压下凝固，刮去表面氧化皮，露出光亮的镜面，观察凝固过程中表面情况。当铝液中气体较多时，会有小气泡冒出，试样表面凝固时不冒小气泡即为铝液的含气量合格。 注意：用于浇注刮片试样的砖块要烘烤预热，否则影响炉前检验效果。 精炼效果的检验 比重试验： 比重试验是一种定量的炉前检验手段，其对铝液精炼效果的判断更灵敏、更可靠。 由于进行比重试验时，铝液是在减压冷凝装置（真空密度仪）中即一定的真空度下凝固的，所以比重试验不受外部环境中的湿度影响。 比重计算公式：比重=干重÷（干重-湿重） 比重越大表示试样内部组织越致密，对应的铝液含气量越少，铝液精炼效果越佳。 制芯的分类 依制芯方法的不同分为以下三种: 热芯制芯 壳芯制芯 冷芯制芯 热芯制芯 热芯制芯： 用液态热固性树脂和硬化剂以及少量添加剂配制成的芯砂，填入加热到一定温度的坭芯模内，贴近坭芯模表面的芯砂受热，其树脂（粘结剂）在很短时间可缩聚而硬化。而且只要坭芯的表层有数毫米结成硬壳即可自坭芯模取出，中心部分的坭芯利用余热和硬化反应放出的热量可自行硬化。 热芯制芯 热芯：水道芯 热芯制芯 热芯制芯为快速生产尺寸精度高的中心坭芯（坭芯最大壁厚为50-75mm）提供了一种非常有效的方法，特别适合用于汽车行业的铸件生产。 热芯制芯用的树脂有呋喃树脂和酚醛树脂。 热芯制芯使用的硬化剂（催化剂）在室温下处于潜伏状态，一般采用在常温下呈中性或弱酸性的盐（这有利于混合好的树脂砂的存放，即达到可使用时间长），而在加热时激活成强酸，促使树脂迅速硬化。 热芯制芯 热芯制芯的工艺要求： 　　由于热芯制芯时要求树脂砂在热芯模具内快速硬化成型，因此要求树脂砂流动性好，可射制出形状复杂、紧实度均一的坭芯；硬化速度快，硬化温度范围宽，硬化强度高，以提高制芯生产率和使坭芯具有高的尺寸精度；可使时间长，以利于生产管理和减少废砂。 　　混好的树脂砂在存放过程中流动性逐渐降低，不利于紧实，所以混好的砂要立即投入使用。 热芯制芯 热芯制芯的部分问题： 热芯模模温高时硬化快，但坭芯容易烧焦，表面松脆； 热芯模模温低时硬化时间延长，但能得到较好的坭芯表面质量； 厚薄相差大的坭芯，厚处还未硬化好，薄的部分可能过烧； 坭芯过时效后，其强度将下降。 壳芯制芯 壳芯制芯： 　　铸造生产中，坭芯直接承受液体金属（铝液）作用的只是表层一层厚度仅数毫米的砂壳，其余的砂只起支承这一层砂层的作用，这就促使了铸造工作者寻求用壳芯来制造铸件。 壳芯制芯用酚醛树脂作粘结剂，配制的砂叫做腹膜砂，像干砂一样松散。 壳芯制芯 壳芯：进排气道 壳芯制芯 壳芯制芯的优点： 混制好的覆膜砂可以较长期贮存（三个月以上）； 能获得尺寸精确的坭芯； 坭芯的强度高、质量轻、易搬运； 可用细的原砂得到光洁的铸件表面； 覆膜砂消耗量小。 壳芯制芯 壳芯制芯的缺点： （一）壳芯表面易疏松 覆膜砂流动性差； 排气不当，在深凹处疏松和缺肉的，多是排气不好； 射砂压力太低； 射砂时间太短； 覆膜砂所使用的原砂太粗。 壳芯制芯 壳芯制芯的缺点： （二）壳芯在浇注时破裂 壳芯的强度太低； 结壳太薄； 壳芯硬化不足或过烧； 壳芯局部产生裂纹。 壳芯制芯 壳芯制芯的缺点： （三）铸件表面粘砂 覆膜砂所使用的原砂太粗； 壳芯的密实度差（疏松）； 热强度低，树脂加入量太少； 烘烤过度，壳芯表面硬度低； 覆膜砂中含有杂质。 冷芯制芯 冷芯制芯： 将树脂砂填入冷芯模，而后吹气硬化制成坭芯。根据使用的粘结剂和所吹气体及其作用的不同，而有三乙胺法、SO2法、酯硬化法、低毒和无毒气体促硬制芯法。 三乙胺法：一般用干燥的压缩空气或氮气作液态硬化剂（三乙胺）的载体气体，稀释到约5％浓度，形成三乙胺气雾，向冷芯模中填入树脂砂后再吹入三乙胺气雾，树脂砂便能在数秒至数十秒内硬化制成所需要强度的坭芯。 冷芯制芯 冷芯：冒口芯 冷芯制芯 冷芯制芯的冷芯树脂（粘结剂）由两部分组成，组分Ⅰ是酚醛树脂，组分Ⅱ是聚异氰酸酯。 硬化反应： 酚醛树脂＋聚异氰酸酯 尿烷 采用三乙胺法制芯时，原砂采用干净的AFS的细度50-60的硅砂。 原砂必须干燥，水分超过0.1％（质量分数）就会减少树脂砂的可使用时间，降低坭芯的抗拉强度，也会增加铸件针孔缺陷。 三乙胺 冷芯制芯 冷芯制芯 三乙胺法是现代吹气冷芯制芯法中应用最早的工艺，由于生产效率高、节能，铸件表面光洁，因而吸引一些