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鑄件澆口夾渣該怎么改進(jìn)鋁合金壓鑄的工藝

來(lái)源: 譽(yù)格壓鑄    人氣:8865    發(fā)布時(shí)間: 2019-10-18 

鋁合金壓鑄件澆口夾渣多為類似縮孔、油污和冷硬層3種形式。引起夾渣的原因主要是壓鑄模具溫度過(guò)高、沖頭油過(guò)量和Al液含渣量高等。解決縮孔類夾渣,主要從降低壓鑄模具溫度入手;油污類夾渣,可采取調(diào)整沖頭潤(rùn)滑油用量、加注位置及供給方式;應(yīng)對(duì)冷硬層夾渣,主要靠調(diào)整壓射延時(shí)和調(diào)整湯勺退回待機(jī)時(shí)間、過(guò)濾湯勺式樣的導(dǎo)入、規(guī)范Al液除渣除氣作業(yè)要求等措施。


鋁合金壓鑄件一般用ADC11或者ADC12,ADC11的化學(xué)成分如下:

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一、夾渣形態(tài)及形成機(jī)理


通過(guò)對(duì)鋁合金壓鑄的報(bào)廢件分析,澆口夾渣主要有3種形態(tài):縮孔類、油污類和冷硬層。其中以油污類的夾渣數(shù)量居多,占夾渣總數(shù)的60%以上;冷硬層占夾渣總數(shù)的35%左右;而縮孔類占夾渣總數(shù)的5%。


1、類似縮孔缺陷


當(dāng)敲掉鋁合金壓鑄件澆道料餅后,澆口處出現(xiàn)呈不規(guī)則形狀、內(nèi)部比較干凈、表面粗糙的類似縮孔狀的孔洞??s孔類夾渣的鋁合金壓鑄件澆口表面凹陷,打磨涂裝后外觀仍不光潔。產(chǎn)生原因是內(nèi)澆口溫度比較高(實(shí)測(cè)最高模溫為380℃),是最后凝固的部位,造成該處Al液來(lái)不及補(bǔ)縮,產(chǎn)生縮孔缺陷。

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類似縮孔的澆口夾渣


2、油污類缺陷

每一鑄造循環(huán)需向沖頭加注潤(rùn)滑油,沖頭油在Al液澆注后沒有完全燃燒,被包裹在Al液中形成雜質(zhì)一起填充到型腔。由于包裹有沖頭油的Al液溫度較低,會(huì)較早凝固,流動(dòng)速度慢,因而在填充末了時(shí)停留在產(chǎn)品末端。加之內(nèi)澆口截面積小,流動(dòng)阻力大,這部分包裹有沖頭油且提前凝固了的Al液雜質(zhì)更不容易通過(guò),停滯于內(nèi)澆口附近。敲掉料餅后,在內(nèi)澆口處呈現(xiàn)黑色孔洞,其內(nèi)壁粗糙,表面有明顯油污。檢查澆口和料餅夾渣情況,同樣發(fā)現(xiàn)此類雜質(zhì)。

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油污類的澆口夾渣


當(dāng)敲掉鋁合金壓鑄件澆道料餅后,澆口處出現(xiàn)呈不規(guī)則形狀、內(nèi)部比較干凈、表面粗糙的類似縮孔狀的孔洞??s孔類夾渣的鋁合金壓鑄件澆口表面凹陷,打磨涂裝后外觀仍不光潔。產(chǎn)生原因是內(nèi)澆口溫度比較高(實(shí)測(cè)最高模溫為380℃),是最后凝固的部位,造成該處Al液來(lái)不及補(bǔ)縮,產(chǎn)生縮孔缺陷。


3、冷硬層缺陷


冷硬層是指被注入到料筒內(nèi)的Al液與料筒低溫表面接觸急速冷凝所形成的殼體(光譜儀檢查冷硬層化學(xué)成分未發(fā)現(xiàn)異常,均在標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi)),在高速填充時(shí)隨Al液一起被填充到型腔。固態(tài)的冷硬層密度(2.7g/cm2)比液態(tài)(2.45g/cm2)的Al液大,在沖頭低速運(yùn)行階段,冷硬層慢慢聚集在Al液的末端。沖頭高速運(yùn)行時(shí),部分冷硬層將被卷入型腔,形成缺陷。最終殘留在內(nèi)澆口的冷硬層形態(tài)。冷硬層多為薄片狀,表面有光澤且較硬,與周圍母材多存在間隙,不僅影響外觀,也降低鋁合金壓鑄件的強(qiáng)度。

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冷硬層形成位置示意圖


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冷硬層夾渣


二、消除夾渣的措施


1、縮孔類夾渣的解決措施


縮孔類缺陷主要是壓鑄模具溫度過(guò)高造成的,因此首先要確定壓鑄模具實(shí)際溫度;其次,檢查發(fā)現(xiàn)澆口附件的點(diǎn)式冷卻水流量較小甚至堵塞,是銅管在使用過(guò)程中結(jié)垢后截面減小所致。部分冷卻水管長(zhǎng)度比設(shè)計(jì)的短很多,這是因?yàn)閴鸿T模具的冷卻水銅管和冷卻水孔都沒有編號(hào),在拆裝壓鑄模具時(shí)會(huì)把長(zhǎng)的銅管剪掉一部分后裝到短的水孔里,這樣導(dǎo)致一些冷卻水銅管較短,達(dá)不到冷卻效果。


可采取兩個(gè)措施:


①在《模具保全檢查項(xiàng)目表》中加入冷卻水檢查項(xiàng)目,規(guī)定冷卻水流量檢測(cè)方法及頻率;


②按照?qǐng)D紙要求檢查冷卻水銅管長(zhǎng)度,不符合要求的予以更換,并對(duì)模具冷卻水孔和冷卻水銅管進(jìn)行編號(hào),一一對(duì)應(yīng)。


整改后,實(shí)測(cè)到的模具溫度大幅度降低,幾乎不再出現(xiàn)縮孔類夾渣。


 


2、油污類夾渣的解決措施


壓鑄潤(rùn)滑油采用花野275沖頭潤(rùn)滑油,呈黑色粘稠狀。脫模劑噴涂后,沖頭退回進(jìn)行料筒清掃,然后滴注沖頭潤(rùn)滑油?,F(xiàn)有的滴注位置為沖頭前方的料筒底部,一般壓鑄潤(rùn)滑油用量為5mL/模。

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現(xiàn)有的供油方式


現(xiàn)有潤(rùn)滑油供給方式存在3個(gè)問(wèn)題:


①潤(rùn)滑油滴注在料筒底部很容易被澆注的Al液包裹而形成渣滓;


②潤(rùn)滑油聚集在一塊,短時(shí)間內(nèi)無(wú)法完全燃燒,易被Al液包裹;


③沖頭頂部潤(rùn)滑效果不好,易導(dǎo)致不均勻磨損。此外,沖頭油的用量也存在偏多的現(xiàn)象。


 


有3種解決措施


(1)調(diào)整沖頭潤(rùn)滑油用量沖頭潤(rùn)滑油由5mL減少為4mL并無(wú)斷料餅發(fā)生,當(dāng)減少到3.5mL時(shí)偶爾會(huì)發(fā)生斷料餅。分析發(fā)現(xiàn)沖頭冷卻水銅管大部分比設(shè)計(jì)值短,冷卻效果不良。因此,恢復(fù)沖頭冷卻水管長(zhǎng)度(距沖頭內(nèi)壁15mm),并納入日常點(diǎn)檢項(xiàng)目,再把潤(rùn)滑油用量降到3.5mL。


(2)調(diào)整潤(rùn)滑油的加注位置及供給方式將原來(lái)的料筒底部加注潤(rùn)滑油改為沖頭頂部加注。潤(rùn)滑油借助慣性順流至整個(gè)沖頭表面,潤(rùn)滑面積加大,便于燃燒。改善后的滴注位置見。

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改沖頭油底部加注為頂部加注


 


(3)調(diào)整沖頭潤(rùn)滑油供給方式雖然沖頭頂部滴注潤(rùn)滑方式有較好的效果,但擴(kuò)散不好,潤(rùn)滑面積不夠,燃燒不完全。采用噴射可以在沖頭表面形成霧化的油膜,擴(kuò)散面積大,更利于燃燒,具有更好的潤(rùn)滑效果。


經(jīng)改善后,澆口斷面比原來(lái)干凈了很多,夾渣下降了將近90%,也沒有出現(xiàn)斷料餅現(xiàn)象。


 


3、硬層夾渣解決措施


調(diào)整壓射延時(shí)


Al液注入到料筒后會(huì)在其接觸面形成冷硬層,接觸時(shí)間越長(zhǎng),產(chǎn)生的冷硬層就越多。因此,縮短壓射延時(shí),即縮短Al液與低溫料筒接觸時(shí)間是減少冷硬層的一個(gè)行之有效的方法。具體操作是將壓射延時(shí)由原來(lái)的2.5s調(diào)整為0.5s。


調(diào)整湯勺退回待機(jī)時(shí)間


現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),由于操作者熟練程度參差不齊,導(dǎo)致鑄造CT存在差異。若采用完全統(tǒng)一的工藝參數(shù)就會(huì)導(dǎo)致細(xì)節(jié)失誤。如湯勺退回待機(jī)時(shí)間都設(shè)定為20s,對(duì)于不熟練工人來(lái)說(shuō),由于動(dòng)作較慢,合模完畢時(shí)湯勺已經(jīng)舀湯完成后在料筒上方等待了6s以上。根據(jù)操作者的熟練程度,靈活調(diào)整湯勺退回時(shí)間,湯勺在料筒上方等待時(shí)間控制在1s以內(nèi)。并且,把湯勺退回待機(jī)時(shí)間納入領(lǐng)工日常巡視項(xiàng)目,確?,F(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行力。


過(guò)濾湯勺的應(yīng)用


傳統(tǒng)的湯勺在舀湯時(shí)不可避免的會(huì)舀入一些氧化層。采用過(guò)濾湯勺式樣在舀Al液時(shí)可以有效避免氧化物被舀入,Al液的純凈度大大提高了。

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規(guī)范Al液除渣除氣作業(yè)要求


新舊爐料、除渣劑、除氣劑和熔煉工具必須烘干;熔煉溫度控制在750℃以下,避免Al液溶解過(guò)多的氫氣;Al液轉(zhuǎn)運(yùn)之前應(yīng)在轉(zhuǎn)運(yùn)包中進(jìn)行旋轉(zhuǎn)脫氣和二次除渣處理,然后靜置2h以上再對(duì)Al液應(yīng)進(jìn)行二次除氣處理。這樣提高Al液純凈度,減少Al液冷硬層。