对低压铸造铝合金轮毂裂纹形成原因进行分析就影响裂纹产生的各种因素，如铸件结构、工艺参数、模具温度等进行研究通过合理控制和调整这些因素，消除裂纹对輪毂铸件的影响从而提高企业的经济效益。　　铝合金轮毂具有许多钢质轮毂无法比拟的特性因此铝合金轮毂在轿车、摩托车等车辆仩已开始广泛应用。到2002年我国轿车铝合金轮毂的装车率已接近45%。由于汽车轮毂质量要求较高本身结构又适合于低压铸造，且需求量大因此，极大地推动了低压铸造技术的发展目前，低压铸造已成为铝合金轮毂生产的主要工艺方法国内的铝合金轮毂制造企业多数采鼡此工艺生产。　　低压铸造可实现高度机械化、自动化既提高生产率（10～15型/h），又可减少众多的不利于生产工艺的人为因素提高成品率，且可大大减轻工人的劳动强度然而低压铸造件的质量受到诸如工艺方案、工艺参数、模具结构及人工操作等因素，以及它们之间嘚相互影响任何一个环节设计不合理或操作不当都有可能导致低压铸造件产生缺陷。其中铝合金轮毂裂纹的产生是影响企业生产成本、生产效率的重要因素，且轮毂裂纹是汽车安全性的重大隐患因此，对低压铸造铝合金轮毂裂纹成因的探讨就显得尤为重要　　一、低压铸造铝合金轮毂裂纹形成的原因　　低压铸造铝合金轮毂裂纹主要产生在应力集中的部位，或轮毂顶出时因受力不均或升液管处液體凝固造成的开裂。裂纹一般分为冷裂和热裂两种　　冷裂纹是指合金在低于其固相线温度时形成的裂纹。通俗地说冷裂是铸件冷却箌低温时，作用在铸件上的铸造应力超过铸件本身强度或塑性所允许的程度而产生的冷裂多在铸件表面上出现，裂口表面有轻微的氧化；而热裂通常认为是在合金凝固过程中产生的由于型壁的传热作用，铸件总是从表面开始凝固的当铸件表面出现大量的枝品并搭接成唍整的骨架时，铸件就会出现固态收缩（常以线收缩表示）　　但此时枝晶之间还存在一层尚未凝固的液体金属薄膜（液膜），如果铸件的收缩不受任何阻碍那么枝晶层不受力的作用，可以自由收缩也就不会出现应力。当枝晶层的收缩受到阻碍时不能自由收缩或受箌拉力的作用，就会出现拉应力这时枝晶间的液膜将受到拉伸的作用而变形。当拉应力超过液膜的强度极限时枝晶间就会被拉开。但昰被拉裂部分的周围还存在一些液体金属如果液膜被拉开的速度很慢，且周围有足够的液体并及时流人拉裂处那么拉裂处将得到填补囷“愈合”，铸件不会出现热裂纹如果拉裂处不能重新“愈合”，铸件就会出现热裂纹热裂断口处表面被强烈氧化，呈现无金属光泽嘚暗色或黑色　　二、影响裂纹产生的主要因素　　对于同一种合金，轮毂是否产生裂纹往往取决于轮毂结构、工艺参数和模具温度等因素。　　1.轮毂结构设计不当对轮毂裂纹的影响　　（1）内圆角大小不当是轮毂产生热裂纹最普遍的原因，因为轮毂在冷却时尖角处會产生很大的应力在内圆角小的部位，即使补缩良好不出现缩裂也会产生热裂。　　（2）轮毂截面骤然改变会导致冷却速度快慢不┅，即使补缩良好也会产生较大应力使轮毂凝固后出现裂口或裂纹。　　2.工艺参数不合理对轮毂裂纹的影响　　在低压铸造中由于保壓时间过长，或升液管过长造成升液管内液体出现凝固在轮毂铸件顶出时承受一定的拉力，从而造成轮毂产生冷裂因此，设计合理的保压时间和升液系统对减少轮毂在顶出时造成的开裂有十分重要的意义。　　3.模具温度对轮毂裂纹的影响　　低压铸造的模具温度决定匼金液的凝固方式并直接影响铸件的内部和表面状况，是铸件产生尺寸偏差及变形等诸多缺陷的主要原因之一同时对生产率也有很大嘚影响。模具温度随着铸件重量、压铸周期、压铸温度及模具冷却方式等的变化而改变　　从传热学角度来看，提高模具温度可降低金屬与模具之间的换热强度延长了流动时间。也有研究表明提高模具温度还略能降低金属液与铸型之间的界面张力。随着模具温度的增加充型时间略减少，即充填能力随着模具温度的升高而增加　　因此模具温度的适当升高有利于应力的减小，如果模具温度过低铸件在金属型中冷却过快，铸件各部分之间的凝固速度不同会使铸模内铸件的冷却不均匀，产生热应力和变形结果导致在铸件成品上产苼热裂及较大的残余应力和残余变形，坦较高的摸具温度不利于得到结晶细小的组织液态金属容易吸气和收缩，使铸件产生气孔、缩松囷缩孔等缺陷的机会增加为将这一矛盾统一化，可在不出现铸造缺陷的情况下适当提高模具温度。　　三、改进措施　　（1）合理设計升液系统由于保压时间过长或升液管过长造成升液管内液体出现凝固，使轮毂铸件在顶出时承受一定的拉力从而造成轮毂产生冷裂，因此设计合理的升液系统对减少裂纹倾向具有十分重要的意义升液系统是指浇注时液态金属由坩埚进入型腔的通道，包括升液管、保溫套和铸件浇注系统这几部分的尺寸直接影响坩埚内液面到铸件内浇口之间的距离。这段距离越长则浇注时液态金属通过这段距离时降温越快，极易造成升液管通道早期凝同　　因此应注意：　　①缩短坩埚内液面到铸件内浇口之间的距离。这段距离涉及到设备、工藝、模具等几个方面所以要综合考虑，应以减短这段距离为宜　　②改进保温套。适当加大保温套商径以便扩大保温层厚度；采用保温性能好的材料作保温套，如硅酸铝纤维毡　　③升液管直径适当加大。为防止升液管早期凝固应适当加大升液管的直径。　　（2）设计合理的轮毂结构任进行轮毂结构设计时应避免尖角结构和截面的骤然改变，宜采用圆角或厚度均匀的结构　　（3）在不出现铸慥缺陷的情况下，适当提高模具温度

一种铝合金砂型低压铸造用涂料及其制备方法，采用于原料组分中加入包括促使热稳定性和骨料颗粒排列致密性得到提高的纳米氧化钛促使涂料悬浮性提高，涂刷性改善贮存期延长的稳定剂；其原料的质量百分比组成为，骨料：滑石粉37％～73％纳米氧化钛10％～23％，铝矾土8％～17％；粘结剂：钠基膨润土1％～6％硅溶胶8％～17％；稳定剂0.5％～1.0％；从而获得机械强度高，附著力好的铸件表面涂层的技术方案；克服了长期存在于该行业的：涂料热稳定性差易出现涂层裂纹、剥落，涂层骨料颗粒排列不致密塗料悬浮性低，骨料易聚集结块涂料涂刷性、贮存性均差等缺陷；本发明适合用于有色金属铸造；特别适合铝合金树脂砂型低压铸造。

現在国内卡丁车(相似碰碰车)都从国外进口，其间铝合金车轮是一个重要零件曩昔，国外选用压力铸造出产该铸件铸件质量差，且成品率低劳动强度大。针对该铸件的结构特色和功能要求怎么进步其产品质量、下降原材料耗费、节约能源、进步劳动出产率及下降铸件本钱，是当时出产中的要害从研发的状况可知，选用揉捏铸造替代压力铸造是往后制作铝合金车轮卓有成效的工艺　　1　车轮材料、要求及铸件规划 　　图1所示为铝合金车轮零件图。车轮不只有较高的功能要求并且形状非常杂乱。图1　车轮零件图 　　车轮材料的化學成分(质量分数)为：1.5%～3.5%的Cu,10.5%～12.0%的Si,＜0.3%的Mg＜1.0%的Zn，＜0.5%的Mn＜1.3%的Fe,＜0.5%的Ni,＜0.5%的Sn，其他为Al力学功能要求：σb＞276 MPa,σs＞115 MPa,σ＞4.4%,HB＞92。 　　该车轮内外形的尺度精喥较高都应加放加工余量及余块。按揉捏铸造工艺的要求把形状杂乱的车轮零件图规划如图2所示的铸件图。 　　由该图可见为便于從铸件内孔脱出及简化模具加工，把本来的阶梯轴孔规划成圆柱形中心孔其直径为?φ30 mm，内壁斜度为3°［1］图2　车轮铸件图 　　2　模具结构及规划参数［1］ 2.1　揉捏铸造模具结构 　　铝合金车轮揉捏铸造的模具结构如图3所示。它首要有凸模、右凹模、顶杆镶块和左凹模组荿所要求的型腔左凹模和右凹模别离固定在左凹模定模板和右凹模动模板上，左凹模定模板用螺钉紧固鄙人模板上右凹模动模板经过側缸在导柱上施行敞开及闭合。图3　车轮揉捏铸造模具 　　1.上模板 2.凸模固定板 3.凸 模 4.导 柱 5.右凹模 6.右凹模动模板 　　7.垫 板 8.下模板 9.顶杆镶块 10.左凹模 11.左凹模定模板 　　选用2000 kN油压机改装进行揉捏铸造其作业进程是：将定量的合金熔液浇入型槽后，固定在活动横梁上的凸模以必定速度姠下挤入型腔压力达必定数值后保压；铝合金凝结后卸压，凸模经过作业缸的回程向上移动顶杆镶块经过下顶缸从铸件内向下退出，矗到悉数脱离铸件之后再用侧缸敞开右凹模，取出铸件 　　2.2　模具规划的首要参数 　　(1) 空隙　凸模与左、右凹模之间的空隙要恰当。過小则因凸模与凹模的安装差错而相碰或咬住；过大则合金熔液经过空隙喷出构成事端；或许在空隙中发生纵向毛剌，减小加压作用阻止卸料。合理的空隙与加压开端时刻、加压速度、压力巨细、工件尺度及金属材料有关依据实践出产经历，单边空隙取0.1 mm 　　(2) 脱模斜喥　合金熔液在凸模压力下凝结成铸件，冷却后紧包在凸模及顶杆镶块上为了便于凸模及顶杆镶块脱出，故在凸模及顶杆镶块上设有3°的脱模斜度。因为铸件外形呈圆状，且分在左、右两片凹模，只需右凹模向右移动必定间隔铸件就易从左凹模取出，故不用设置脱模斜度 　　(3) 排气　在左、右两片凹模彻底闭合后，合金熔液因缓慢地浇入型腔型腔中气体可根本排出。揉捏铸造时留在凸模导向部分的少數气体，经过凸模与凹模之间的空隙排出 　　(4) 模具材料　揉捏铸造是在必定的压力和必定的温度下进行的，不存在像压铸模那样遭到金屬液的冲刷作业压力比压铸时高，只需求模具在高温下有必定的抗压强度即可别的，为了避免与合金熔液触摸的模具表面发生热疲惫裂纹左右凹模、凸模及顶杆镶块均选用3Cr2W8V合金模具钢制作，热处理后硬度为HRC48～52型腔表面进行软氮化处理。 　　3　揉捏铸造的工艺参数 　　揉捏铸造是铸锻结合的工艺其出产工艺进程是：合金的熔化、模具的预备(整理、预热、喷涂润滑剂)、金属的浇注、液态金属的加压、壓力的坚持、压力的去除及铸件的取出等。 　　为确保铸件质量须合理挑选工艺参数［1～2］。 　　(1) 比压　压力巨细对铸件的物理力学功能、铸造缺点、安排、偏析、熔点及相平衡等都有直接影响所以断定成形有必要的单位压力是很重要的。假如比压过小铸件表面与内涵质量都不能到达技术指标；比压过大，对功能的进步不非常显着还简单使模具损坏，且要求较大合模力的设备揉捏铸造实验是在2 000 kN油壓机上进行的。实验证明适合于本铝合金车轮揉捏铸造的比压应在50～60 MPa范围内选取。 　　(2) 加压开端时刻　从车轮揉捏铸造实验的成果来看其加压开端时的间隔时刻过长，铸件的强度及伸长率下降现用的开端加压时刻是3～5 s，较为适宜 　　(3) 加压速度　揉捏铸造要求必定的加压速度，在或许状况下以加压速度快一点为好。加压速度快则凸模能很快地将压力施加于金属上，便于成形、结晶和塑性变形但吔不宜过快，不然会使部分合金熔液的表面发生飞溅及涡流使铸件发生缺点，以及在凸、凹模之间的空隙中流出过多的合金熔液构成難以去除的纵向毛刺。因而有必要使凸模缓慢地压入液态金属中。因为运用的油压机作业进给速度较慢故使用作业行程的速度进行限淛。 　　(4) 保压时刻　压力坚持时刻首要取决于铸件厚度在确保成形和结晶凝结条件下，保压时刻以短为好可是保压时刻过短，则铸件內部简单发生缩孔假如保压时刻过长，则会延伸出产周期添加变形抗力，下降模具运用寿命 　　考虑本车轮的壁厚状况，揉捏铸造嘚保压时刻选用12 s左右 　　(5) 模具预热温度　模具若不预热，合金熔液注入型腔后会很快凝结导致来不及加压；但预热温度也不能过高，鈈然会延伸保压时刻下降出产率，一起也不利于喷涂润滑剂对本车轮揉捏铸造模具的预热温度为200～300℃，通常是用火油喷灯进行加热 　　(6) 合金浇注温度　浇注温度过高或过低都对合金成形有显着影响。过低合金极易凝结，所需单位压力大；过高易发生缩孔。有必要指出揉捏铸造合金的浇注温度要比砂型浇注温度高。一般期望把浇注温度控制在比较低的数值因为揉捏铸造时期望消除气孔、缩孔和疏松。在浇注温度低时气体易于从合金熔液内部逸出，很少留在金属中易于消除气孔。此外也可削减缩孔构成时机，一起因为浇注溫度较低金属溢出较少，可削减毛刺对本车轮揉捏铸造的浇注温度选用720～740℃为较适宜。 　　(7) 润滑剂　润滑剂的作用是维护模具进步鑄件表面质量和便于从模具内取出铸件。选用机油石墨润滑剂即5%的200～300意图石墨粉加入到95%机油中，拌和均匀即可用喷喷涂在模具型腔表媔上，其厚度为0.05～0.1 mm过厚会影响铸件表面质量。 　　(8) 冷却　揉捏铸造卸压后一般应当即脱模，故铸件的出模温度较高为了避免高温的鑄件空冷时在薄壁与厚壁的交界处发生裂纹，应将出模后的铸件当即放入砂堆中待冷却到150℃以下时再取出空冷。

对低压铸造铝合金轮毂裂纹形成原因进行分析就影响裂纹产生的各种因素，如铸件结构、工艺参数、模具温度等进行研究通过合理控制和调整这些因素，消除裂纹对轮毂铸件的影响从而提高企业的经济效益。    铝合金轮毂具有许多钢质轮毂无法比拟的特性因此铝合金轮毂在轿车、摩托车等車辆上已开始广泛应用。到2002年我国轿车铝合金轮毂的装车率已接近45％。由于汽车轮毂质量要求较高本身结构又适合于低压铸造，且需求量大因此，极大地推动了低压铸造技术的发展目前，低压铸造已成为铝合金轮毂生产的主要工艺方法国内的铝合金轮毂制造企业哆数采用此工艺生产。低压铸造可实现高度机械化、自动化既提高生产率（10～15型/h），又可减少众多的不利于生产工艺的人为因素提高荿品率，且可大大减轻工人的劳动强度然而低压铸造件的质量受到诸如工艺方案、工艺参数、模具结构及人工操作等因素，以及它们之間的相互影响任何一个环节设计不合理或操作不当都有可能导致低压铸造件产生缺陷。其中铝合金轮毂裂纹的产生是影响企业生产成夲、生产效率的重要因素，且轮毂裂纹是汽车安全性的重大隐患因此，对低压铸造铝合金轮毂裂纹成因的探讨就显得尤为重要    一、低壓铸造铝合金轮毂裂纹形成的原因    低压铸造铝合金轮毂裂纹主要产生在应力集中的部位，或轮毂顶出时因受力不均或升液管处液体凝固慥成的开裂。裂纹一般分为冷裂和热裂两种    冷裂纹是指合金在低于其固相线温度时形成的裂纹。通俗地说冷裂是铸件冷却到低温时，莋用在铸件上的铸造应力超过铸件本身强度或塑性所允许的程度而产生的冷裂多在铸件表面上出现，裂口表面有轻微的氧化；而热裂通瑺认为是在合金凝固过程中产生的由于型壁的传热作用，铸件总是从表面开始凝固的当铸件表面出现大量的枝品并搭接成完整的骨架時，铸件就会出现固态收缩（常以线收缩表示）但此时枝晶之间还存在一层尚未凝固的液体金属薄膜（液膜），如果铸件的收缩不受任哬阻碍那么枝晶层不受力的作用，可以自由收缩也就不会出现应力。当枝晶层的收缩受到阻碍时不能自由收缩或受到拉力的作用，僦会出现拉应力这时枝晶间的液膜将受到拉伸的作用而变形。当拉应力超过液膜的强度极限时枝晶间就会被拉开。但是被拉裂部分的周围还存在一些液体金属如果液膜被拉开的速度很慢，且周围有足够的液体并及时流人拉裂处那么拉裂处将得到填补和“愈合”，铸件不会出现热裂纹如果拉裂处不能重新“愈合”，铸件就会出现热裂纹热裂断口处表面被强烈氧化，呈现无金属光泽的暗色或黑色    ②、影响裂纹产生的主要因素    对于同一种合金，轮毂是否产生裂纹往往取决于轮毂结构、工艺参数和模具温度等因素。     1.轮毂结构设计不當对轮毂裂纹的影响   （1）内圆角大小不当是轮毂产生热裂纹较普遍的原因，因为轮毂在冷却时尖角处会产生很大的应力在内圆角小的蔀位，即使补缩良好不出现缩裂也会产生热裂。   （2）轮毂截面骤然改变会导致冷却速度快慢不一，即使补缩良好也会产生较大应力使轮毂凝固后出现裂口或裂纹。    2.工艺参数不合理对轮毂裂纹的影响     在低压铸造中由于保压时间过长，或升液管过长造成升液管内液体出現凝固在轮毂铸件顶出时承受一定的拉力，从而造成轮毂产生冷裂因此设计合理的保压时间和升液系统，对减少轮毂在顶出时造成的開裂有十分重要的意义    3.具温度对轮毂裂纹的影响    低压铸造的模具温度决定合金液的凝固方式，并直接影响铸件的内部和表面状况是铸件产生尺寸偏差及变形等诸多缺陷的主要原因之一，同时对生产率也有很大的影响模具温度随着铸件重量、压铸周期、压铸温度及模具冷却方式等的变化而改变。    从传热学角度来看提高模具温度可降低金属与模具之间的换热强度，延长了流动时间也有研究表明，提高模具温度还略能降低金属液与铸型之间的界面张力随着模具温度的增加，充型时间略减少即充填能力随着模具温度的升高而增加。因此模具温度的适当升高有利于应力的减小如果模具温度过低，铸件在金属型中冷却过快铸件各部分之间的凝固速度不同，会使铸模内鑄件的冷却不均匀产生热应力和变形，结果导致在铸件成品上产生热裂及较大的残余应力和残余变形坦较高的摸具温度不利于得到结晶细小的组织，液态金属容易吸气和收缩使铸件产生气孔、缩松和缩孔等缺陷的机会增加。为将这一矛盾统一化可在不出现铸造缺陷嘚情况下，适当提高模具温度    （1）合理设计升液系统　由于保压时间过长，或升液管过长造成升液管内液体出现凝固使轮毂铸件在顶絀时承受一定的拉力，从而造成轮毂产生冷裂因此设计合理的升液系统对减少裂纹倾向具有十分重要的意义。升液系统是指浇注时液态金属由坩埚进入型腔的通道包括升液管、保温套和铸件浇注系统。这几部分的尺寸直接影响坩埚内液面到铸件内浇口之间的距离这段距离越长，则浇注时液态金属通过这段距离时降温越快极易造成升液管通道早期凝同。因此应注意：①缩短坩埚内液面到铸件内浇口之間的距离这段距离涉及到设备、工艺、模具等几个方面，所以要综合考虑应以减短这段距离为宜。②改进保温套适当加大保温套商徑，以便扩大保温层厚度；采用保温性能好的材料作保温套如硅酸铝纤维毡。③升液管直径适当加大为防止升液管早期凝固，应适当加大升液管的直径   （2）设计合理的轮毂结构　任进行轮毂结构设计时，应避免尖角结构和截面的骤然改变宜采用圆角或厚度均匀的结構。   （3）在不出现铸造缺陷的情况下适当提高模具温度。

铝合金铸造工艺功能一般理解为在充溢铸型、结晶和冷却过程中体现最为杰絀的那些功能的归纳。流动性、缩短性、气密性、铸造应力、吸气性铝合金这些特性取决于合金的成分，但也与铸造要素、合金加热温喥、铸型的杂乱程度、浇冒口体系、浇口形状等有关 　　(1) 流动性 　　流动性是指合金液体充填铸型的才能。流动性的巨细决议合金能否鑄造杂乱的铸件在铝合金晶合金的流动性最好。 　　影响流动性的要素许多首要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属囮合物及其他污染物的固相颗粒，但外在的底子要素为浇注温度及浇注压力（俗称浇注压头）的凹凸 　　实践出产中，在合金已断定的凊况下除了强化熔炼工艺（精粹与除渣）外，还有必要改善铸型工艺性（砂模透气性、金属型模具排气及温度）并在不影响铸件质量嘚前提下进步浇注温度，确保合金的流动性 　　(2) 缩短性 　　缩短性是铸造铝合金的首要特征之一。一般讲合金从液体浇注到凝结，直臸冷到室温共分为三个阶段，分别为液态缩短、凝结缩短和固态缩短合金的缩短性对铸件质量有决议性的影响，它影响着铸件的缩孔巨细、应力的发作、裂纹的构成及尺度的改变一般铸件缩短又分为体缩短和线缩短，在实践出产中一般使用线缩短来衡量合金的缩短性 　　铝合金缩短巨细，一般以百分数来表明称为缩短率。 　　①体缩短 　　体缩短包含液体缩短与凝结缩短 　　铸造合金液从浇注箌凝结，在最终凝结的当地会呈现微观或显微缩短这种因缩短引起的微观缩孔肉眼可见，并分为会集缩孔和涣散性缩孔会集缩孔的孔徑大而会集，并散布在铸件顶部或截面厚大的热节处涣散性缩孔描摹涣散而细微，大部涣散布在铸件轴心和热节部位显微缩孔肉眼难鉯看到，显微缩孔大部涣散布在晶界下或树枝晶的枝晶间 　　缩孔和疏松是铸件的首要缺点之一，发作的原因是液态缩短大于固态缩短出产中发现，铸造铝合金凝结规模越小越易构成会集缩孔，凝结规模越宽越易构成涣散性缩孔，因而在规划中有必要使铸造铝合金契合次序凝结准则，即铸件在液态到凝结期间的体缩短应得到合金液的弥补是缩孔和疏松会集在铸件外部冒口中。对易发作涣散疏松嘚铝合金铸件冒口设置数量比会集缩孔要多，并在易发作疏松处设置冷铁加大部分冷却速度，使其一起或快速凝结 　　②线缩短 　　线缩短巨细将直接影响铸件的质量。线缩短越大铝铸件发作裂纹与应力的趋向也越大；冷却后铸件尺度及形状改变也越大。 　　关于鈈同的铸造铝合金有不同的铸造缩短率即便同一合金，铸件不同缩短率也不同，在同一铸件上其长、宽、高的缩短率也不同。应根據具体情况而定 　　(3) 热裂性 　　铝铸件热裂纹的发作，首要是因为铸件缩短应力超过了金属晶粒间的结合力大多沿晶界发作从裂纹断ロ调查可见裂纹处金属往往被氧化，失掉金属光泽裂纹沿晶界延伸，形状呈锯齿形表面较宽，内部较窄有的则穿透整个铸件的端面。 　　不同铝合金铸件发作裂纹的倾向也不同这是因为铸铝合金凝结过程中开端构成完好的结晶结构的温度与凝结温度之差越大，合金縮短率就越大发作热裂纹倾向也越大，即便同一种合金也因铸型的阻力、铸件的结构、浇注工艺等要素发作热裂纹倾向也不同出产中瑺选用让步性铸型，或改善铸铝合金的浇注体系等办法使铝铸件防止发作裂纹。一般选用热裂环法检测铝铸件热裂纹 　　(4) 气密性 　　鑄铝合金气密性是指腔体型铝铸件在高压气体或液体的效果下不渗漏程度，气密性实践上表征了铸件内部安排细密与纯洁的程度 　　铸鋁合金的气密性与合金的性质有关，合金凝结规模越小发作疏松倾向也越小，一起发作分出性气孔越小则合金的气密性就越高。同一種铸铝合金的气密性好坏还与铸造工艺有关，如下降铸铝合金浇注温度、放置冷铁以加速冷却速度以及在压力下凝结结晶等均可使铝鑄件的气密性进步。也可用浸渗法阻塞走漏空地来进步铸件的气密性 　　(5) 铸造应力 　　铸造应力包含热应力、相变应力及缩短应力三种。各种应力发作的原因不尽相同 　　①热应力 　　热应力是因为铸件不同的几许形状相交处断面厚薄不均，冷却不一致引起的在薄壁處构成压应力，导致在铸件中残留应力 　　②相变应力 　　相变应力是因为某些铸铝合金在凝结后冷却过程中发作相变，随之带来体积呎度改变首要是铝铸件壁厚不均，不同部位在不一起间内发作相变所构成的 　　③缩短应力 　　铝铸件缩短时遭到铸型、型芯的阻止洏发作拉应力所构成的。这种应力是暂时的铝铸件开箱是会主动消失。但开箱时刻不妥则常常会构成热裂纹，特别是金属型浇注的铝匼金往往在这种应力效果下简单发作热裂纹 　　铸铝合金件中的残留应力下降了合金的力学功能，影响铸件的加工精度铝铸件中的残留应力可通过退火处理消除。合金因导热性好冷却过程中无相变，只需铸件结构规划合理铝铸件的残留应力一般较小。 　　(6) 吸气性 　　铝合金易吸收气体是铸造铝合金的首要特性。液态铝及铝合金的组分与炉料、有机物焚烧产品及铸型等所含水分发作反响而发作的被鋁液体吸收所构成的 　　铝合金熔液温度越高，吸收的氢也越多；在700℃时每100g铝中氢的溶解度为0.5～0.9，温度升高到850℃时氢的溶解度增加2～3倍。当含碱金属杂质时氢在铝液中的溶解度明显增加。 　　铸铝合金除熔炼时吸气外在浇入铸型时也会发作吸气，进入铸型内的液態金属随温度下降气体的溶解度下降，分出剩余的气体有一部分逸不出的气体留在铸件内构成气孔，这就是一般称的“针孔”气体囿时会与缩孔结合在一起，铝液中分出的气体留在缩孔内若气泡受热发作的压力很大，则气孔表面润滑孔的周围有一圈亮光层；若气泡发作的压力小，则孔内表面多皱纹看上去如“苍蝇脚”，仔细调查又具有缩孔的特征 　　铸铝合金液中含氢量越高，铸件中发作的針孔也越多铝铸件中针孔不只下降了铸件的气密性、耐蚀性，还下降了合金的力学功能要取得无气孔或少气孔的铝铸件，关键在于熔煉条件若熔炼时增加掩盖剂维护，合金的吸气量大为削减对铝熔液作精粹处理，可有用操控铝液中的含氢量

铝合金具有密度低、强喥高、韧性好和耐腐蚀等优点，在航空航天工业中被广泛用作结构材料同时，也正在积极开发作为汽车先进材料而应用于高档轿车发动機　　　　铸造工艺是传统铝合金主要制备方法，但已难以满足制备高性能铝合金的需要靠前，传统工艺已经难以进一步提高强度、塑性、刚度、耐热性和耐腐蚀性；第二在追求高性能的过程中，铸造工艺成本由于增添设备和成品率下降而迅速上升；第三由于合金含量上升，塑性往往降低因而后续压力加工成本上升、成品率降低。　　　　因此生产的高成本大大提高了先进铝合金的使用门槛，嚴重影响整体市场规模的发展在这些方面，喷射成形工艺正好具有性能和综合成本的双重优势可使先进铝合金的使用门槛降低，还可鉯进一步提高性能在一定范围内实现以铝代钢，从而迅速培育先进铝合金的市场并反过来促进喷射成形工艺获得规模成本优势。因此喷射成形工艺将成为先进铝合金的主要生产工艺。

铝合金具有密度低、强度高、韧性好和耐腐蚀等优点在航空航天工业中被广泛用作結构材料，同时也正在积极开发作为汽车先进材料而应用于高档轿车发动机。     铸造工艺是传统铝合金主要制备方法但已难以满足制备高性能铝合金的需要。第一传统工艺已经难以进一步提高强度、塑性、刚度、耐热性和耐腐蚀性；第二，在追求高性能的过程中铸造笁艺成本由于增添设备和成品率下降而迅速上升；第三，由于合金含量上升塑性往往降低，因而后续压力加工成本上升、成品率降低     洇此，生产的高成本大大提高了先进铝合金的使用门槛严重影响整体市场规模的发展。在这些方面喷射成形工艺正好具有性能和综合荿本的双重优势，可使先进铝合金的使用门槛降低还可以进一步提高性能，在一定范围内实现以铝代钢从而迅速培育先进铝合金的市場，并反过来促进喷射成形工艺获得规模成本优势因此，喷射成形工艺将成为先进铝合金的主要生产工艺

　　跟着科学技术的迅速发展,铝合金使用规模日益扩展,现在已被广泛地使用在飞机、轿车、摩托车、仪器仪表及电影机械工业上。铝合金不只具有优秀的强度及刚性,並且杂乱几许形状零件的压铸可一次成型,完成了无切削加工,工艺简略,出产效率高咱们选用铝合金压铸件先镀亮光镍,再镀一层黑色的电镀笁艺,既节省本钱,又能取得一种高装饰性表面镀层更有特征,进步产品在世界市场上竞争才能。铝合金电镀与普通电镀工艺有必定差异,因为铝匼金是一种比较生动的金属,复原、置换才能强,给电镀工艺带来不少困难,一般都选用浸锌办法来作预处理较近几年,国内外电镀科技工作者開发了许多铝合金电镀新工艺,在此基础上,咱们研发了新式铝合金表面前处理液———Ｈ·Ｓ·Ｆ液,铝合金电镀工艺更为简略,镀层结合力大夶进步,然后确保铝合金压铸件镀黑色电镀质量。 　　2　铝合金压铸件前处理 　　铝合金压铸件含硅较高,表面常有小气孔和缝隙存在,为了取嘚高装饰性外观,需机械抛光因为铝合金的硬度较低,机械抛光轮要柔软而有必定弹性,避免机械抛光时零件边角变形。前处理主要有有机溶劑脱脂、碱蚀、酸蚀,浸Ｈ·Ｓ·Ｆ液等处理。 　　2.1　有机溶剂脱脂 　　一般选用汽油、等有机溶剂脱脂,以溶解矿藏和抛光膏,也可用洗涤剂溶液擦拭 　　2.2　碱蚀 　　为了除掉零件表面细微油脂和Ａｌ2Ｏ3薄膜,在弱碱液中进行腐蚀,以露出铝合金基体并发生微观粗糙度。但溶液碱性鈈宜太强,一起要严格控制碱蚀液的温度和碱蚀时刻,避免发生过腐蚀的现象,碱蚀工艺条件如下: 　　Ｎａ2ＣＯ3　　　　　　　　30ｇ/Ｌ 　　Ｎａ3ＰＯ4　　　　　　　　30ｇ/Ｌ 　　添加剂　　　　　　　　　　2～4ｇ/Ｌ 　　ＯＰ-10乳化剂　　　　　　0.5～1ｍＬ/Ｌ 　　温度　　　　　　　　　　　75～85℃ 　　时刻　　　　　　　　　　　30～60ｓ 　　2.3　酸蚀(除灰) 　　铝合金压铸件在热碱蚀溶液中腐蚀时,因为铝的化学溶解和合金元素Ｓｉ的不溶解,在零件表面上会残留一层附着的黑色膜,为了完全除掉这层膜,有必要在以下混合酸中处理: 　　ＨＮＯ　　　　　　33份 　　ＨＦ　　　　　　　1份 　　水　　　　　　　　少数 　　温度　　　　　　　室温 　　时刻　　　　　　　20～40ｓ 　　2.4　浸Ｈ·Ｓ·Ｆ液 　　Ｈ·Ｓ·Ｆ液是浸锌溶液的改进,是咱们自行研发的专用于铝件表面预处理的溶液,所取得的多元合金层结构严密,结晶详尽,孔隙较小,结合力杰出,并且浸Ｈ·Ｓ·Ｆ溶液后能够直接亮光镀镍,简化了电镀工序,其工艺规范如下: 　　Ｈ·Ｓ·Ｆ　　　　　浓缩液500ｍＬ/Ｌ 　　水　　　　　　　　余量 　　温度　　　　　　　15～30℃ 　　时刻　　　　　　　30～40ｓ 　　3　电镀中间层中间层一般选用普通亮光镀镍溶液配方及工艺条件: 　　硫酸鎳(ＮｉＳＯ4·7Ｈ2Ｏ)　　　　　　250ｇ/Ｌ 　　氯化镍(ＮｉＣｌ2·6Ｈ2Ｏ)　　　　　　60ｇ/Ｌ 　　(Ｈ3ＢＯ3)　　　　　　　　　　　40ｇ/Ｌ 　　十二烷基硫酸钠　　　　　　　　　　　0.05～0 1ｇ/Ｌ 　　亮光剂　　　　　　　　　　　　　　　恰当 　　ｐＨ　　　　　　　　　　　　　　　　4～4 5 　　温度　　　　　　　　　　　　　　　　52～55℃ 　　阴极电流密度　　　　　　　　　　　　2 5～4Ａ/ｄｍ2 　　时刻　　　　　　　　　　　　　　　　12～15分 　　阴极移动　　　　　　　　　　　　　　需求 　　电镀亮光镍时较好带电入槽,用大一倍的电流冲击镀1～2分钟,然后按慣例镀镍 　　4　铝合金压铸件电镀黑色工艺 　　铝合金压铸件毛坯→毛坯查验→机械抛光→汽油或除油→凉干→上夹具→化学除油及碱腐蚀→温水清洗→冷水洗→流水中清洗→酸蚀→水洗→流水中清洗→浸Ｈ·Ｓ·Ｆ溶液→水洗→流水清洗→镀亮光镍(较好带电入槽)→水洗→鋶水中清洗→5%Ｈ2ＳＯ4溶液中活化→水洗→流水中清洗→镀黑色→水洗→流水中清洗→化学钝化→水洗→流水中清洗→烘干(5～10分钟)→下夹具→查验→浸漆或喷漆。国内黑色电镀工艺大都是锡镍合金镀层,也有锡钴合金镀层其镀液有3品种型:氟化物型、型、焦磷酸盐型,从环保安全栲虑,咱们挑选焦磷酸盐型黑色电镀工艺。 　　4.1　镀液配方及工艺条件 　　ＳｎＣｌ2·2Ｈ2Ｏ　　　　　　13～15ｇ/Ｌ 　　ＮｉＣｌ2·6Ｈ2Ｏ　　　　　　55～60ｇ/Ｌ 　　Ｋ4Ｐ2Ｏ7·3Ｈ2Ｏ　　　　　　230～250ｇ/Ｌ 　　Ｈ·Ｓ·Ｆ-2添加剂　　　　　　5～15ｇ/Ｌ 　　或乙二胺　　　　　　　　5～10ｍＬ/Ｌ 　　ｐＨ　　　　　　　　　　　　8～9 　　Ｔ　　　　　　　　　　　　　45～55℃ 　　ｔ　　　　　　　　　　　　　1～3′ 　　Ｄｋ　　　　　　　　　　　　0.5～1.5Ａ/ｄｍ2 　　阳极　　　　　　　　　　　　镍板 　　阴极移动　　　　　　　　　　需求 　　4.2　镀液制造 　　①把核算量的氯化亚锡、氯化镍及焦磷酸钾等分别用50～60℃热水溶解 　　②把溶解好的锡盐和镍盐溶液在不断拌和下渐渐加至焦磷酸钾溶液中,洅拌和15ｍｉｎ左右,若有混浊,还要持续加温拌和直至悉数弄清。 　　③参加核算量的添加剂,用水溶解时加少数ＮａＯＨ 　　④将核算量参加,加水至所需容积,拌和均匀。 　　⑤丈量并调整ｐＨ至8～9,加温至45～55℃,边电解边试镀 　　4.3　镀液各成份的效果 　　4.3.1　氯化亚锡 　　它是供給锡离子的主盐。氯化亚锡的含量添加,锡镍合金镀层中锡的含量添加氯化亚锡含量在较大规模内改变对镀层色彩没有显着的影响。当氯囮亚锡含量过高时,镀层色泽变浅;含量过低时,镀层呈茶色该镀液不允许参加等氧化剂,也不允许用空气拌和,只能选用阴极移动。 　　4.3.2　氯化鎳 　　它是供给镍离子的主盐氯化镍含量添加,锡镍合金镀层中镍的含量略有添加。当氯化镍含量过低时,镀层色泽较浅氯离子有利于镍板阳极活化和溶解。 　　4.3.3　焦磷酸钾 　　它是镍离子、锡离子的络合剂焦磷酸钾除了络合镍、锡外,有必要存在必定量的游离焦磷酸钾。焦磷酸钾含量偏低时,镀层粗糙,色泽不均匀含量偏高时,阴极电流密度下降,堆积速度减慢。 　　4.3.4　或乙二胺 　　参加可下降镀层的内应力,并使镀层色泽均匀,因为气味重,镀液经加温后,蒸发更严峻,故选用乙二胺代替 　　4.3.5　添加剂 　　Ｈ·Ｓ·Ｆ-2添加剂也称发黑剂,是锡、镍离子的絡合剂,是黑色电镀不行短少的组份。因为发黑剂品种和含量的不同,可取得浅、中、深铁灰色和茶色外观 　　5　镀后处理 　　铝合金压铸件黑色电镀后,有必要当即水洗,并钝化、烘干。钝化能进步镀层抗蚀才能,在烘箱中烘干的进程就是镀层坚膜的进程,此工序是不行短少的 　　5.1　化学钝化 　　铬酐　　40～60ｇ/Ｌ 　　醋酸　　1～2ｍＬ/Ｌ 　　温度　　室温 　　时刻　　30～60ｓ 　　5.2　坚膜 　　老化镀层,改进进步镀层的耐蝕性。镀层钝化后,经水洗,放入烘箱内涵100℃中烘干15～20分钟即可 　　5.3　涂漆 　　涂漆的意图,是延蛇矛黑色镀层的使用寿命。依据产品质量层佽凹凸而定一些低层次的产品浸油进步防蚀功能,产品质量要求高的,有必要进行喷漆处理。

近日日本宇部公司在挤压铸造机上进行了铝合金和镁合金的半固态挤压铸造方面的研发工作该研发工作将进一步提升其在国际压铸行业的技术水平。挤压铸造是一种使液态或半固态金属在高压下充型和凝固的精确成形铸造技术它能有效提高压铸件的补缩合成形能力，具有避免或减少气孔等压铸件缺陷提高铸件力學性能的作用，且使用范围广节约能源。目前这种工艺已经被广泛应用到汽车、摩托车等重要安全和高性能零部件的生产上 　　日本宇部公司进行的铝合金和镁合金的半固态挤压铸造的研发，扩大了挤压铸造技术在合金压铸件方面的应用范围一旦该公司研发成功，将為目前的压铸市场增添新的高端压铸件 　　目前，许多国家也在进行挤压铸造新产品的开发工作他们主要从以下几个方面来扩展新工藝的应用： 　　第一、取代常规的压铸工艺，使其有更致密的组织可固溶热处理，并提高其力学性能货提高其耐磨性、抗渗漏性； 　　苐二、取代砂型、金属型铸造使铸件内部组织更致密，表面轮廓更清晰尺寸精度更高； 　　第三、取代锻造、热挤压等工艺，以降低荿本简化工艺。近年来世界各国对挤压铸造铝基复合材料的研究工作十分活跃，由于挤压铸造工艺是制备金属基复合材料最廉价又适匼大批量生产的一种很实用的工艺方法因此备受关注。

可用金属铸造成形工艺直接获得零件的铝合金    该类合金的合金元素含量一般多於相应的变形铝合金的含量。     据主要合金元素差异有四类铸造铝合金    （1）铝硅系合金，也叫“硅铝明”或“矽铝明”有良好铸造性能囷耐磨性能，热胀系数小在铸造铝合金中品种最多，用量最大的合金含硅量在10％-25％。有时添加0.2％-0.6％镁的硅铝合金广泛用于结构件，洳壳体、缸体、箱体和框架等有时添加适量的铜和镁，能提高合金的力学性能和耐热性此类合金广泛用于制造活塞等部件。    （2）铝铜匼金含铜4.5％-5.3％合金强化效果最佳，适当加入锰和钛能显著提高室温、高温强度和铸造性能主要用于制作承受大的动、静载荷和形状不複杂的砂型铸件。    （3）铝镁合金密度最小(2.55g/cm3)，强度最高(355MPa左右)的铸造铝合金含镁12％，强化效果最佳合金在大气和海水中的抗腐蚀性能好，室温下有良好的综合力学性能和可切削性可用于作雷达底座、飞机的发动机机匣、螺旋桨、起落架等零件，也可作装饰材料    （4）铝鋅系合金，为改善性能常加入硅、镁元素常称为“锌硅铝明”。在铸造条件下该合金有淬火作用，即“自行淬火”不经热处理就可使用，以变质热处理后铸件有较高的强度。经稳定化处理后尺寸稳定，常用于制作模型、型板及设备支架等

日本铸造技术是从第二佽世界大战后，以新的形式复苏而形成的之后通过借鉴引进欧美新的技术逐渐发展起来的，本文主要介绍日本两项铝合金压铸件铸造新技术 一、半固态成形铝合金的制造技术 传统的铝合金压铸件，力学性能和耐压性方面的可靠性差所以，一种高质量的成形方法——半凅态成形法引人注目这种方法的要点是将液体金属、固体金属与混合状态下（半熔融）制造铸件，可使铸件内部缺陷大幅度减少从而提高耐压性和力学性能。这种方法要用经电磁搅拌等特殊方法制成的坯料目前，日本制造厂所用的坯料是从国外进口的在生产成本、穩定供应和余料的回收利用等方面都存在问题。 自行研究开发的坯料的制造技术以加工应变导入法为基础，经多项研究试验加以改进確立在半熔融加热条件下，使初生成为100um左右的均匀球状体的制造技术其要点为： ①为抑制制坯料中的初生均匀球状体的成长，控制凝固速度并确定化学成分 ②加工应变时控制导入的速度和温度； ③加工应变的均衡导入技术。 用这种方法制造出来的半固态成形用坯料半熔融温度加热处理后微观组 织均一。用几种坯料制成的轮毂与原来的产品比较，在顶端与薄壁部位都有均一细微的微观组 织机械性质優良，完全达到了旋转弯曲试验技术标准的要求 二、纤维增强的发动机缸体 汽车的发动机要向轻量化、紧凑化、高性能化方向发展。轻量化主要是发动机中的缸体使用铝合金紧凑化主要是缩短缸体的各缸孔间的尺寸，以达到使缸体全长缩短高出力是同样的缸体使缸径擴大从而增大排气量，这与简洁化是兼容的高性能化是使缸体整体铝合金化，使缸孔的热传导好、变形小从而提高发动机效率，节约能源 原来的缸体多用铝合金压铸，镶铸铸铁缸套不能满足上述要求。因而开发了整体铝合金发动机缸体缸孔部分用纤维增强金属。 缸孔部分用陶瓷纤维预制品其间隙中浸入铝合金液体，置换空气而形成预制品在压型中定位，与过去用的铸铁衬套同样将预制品进荇预热，固定在支撑物上支撑物在压型中定位。 另外为使预制品的纤维间隙易于浸入铝液，采用层流压铸法为防止铝液温度降低，姠压射室涂敷粉状润滑剂压型上涂敷粉状离型剂。铸造后可将支撑物回收反复使用

铸造准备检查与确认的工作内容:　　　　(1)温度控制(鉯转注流程的温降确定保温炉、在线除气箱、过滤箱以及铸造流槽前端的各点温度控制);　　　　(2)铝液转注流程中各对接口、事故流口的密葑及事故箱的到位、容量与干燥情况;　　　　(3)转注流槽、铸造流槽、漏斗(分配袋)、控流筏、打渣箱及工具的加热和干燥情况;　　　　(4)铸造傳动控制系统包括液压、仪表的运行与显示情况;　　　　(5)结晶器光洁程度、安放位置和引锭头的位置及干燥情况(包括润滑);　　　　(6)冷却水嘚调试检查及水温情况;　　　　(7)生产合金、规格的工艺参数确认等等，这些是每个铸次不可忽略的工作　　　　除此之外有的铸造准备還要有针对性，根据所生产的合金、规格及以往生产、质量所存在的问题有的放矢，采取必要的对应措施　　　　铸造主要工艺参数嘚设定要根据铸造时间或铸造长度，把握各工艺参数的对应关系要根据每铸次各方面的实际情况进行综合调整，尤其是针对某些质量缺陷进行优化

铸造工艺参数主要有铸造温度、铸造速度、冷却强度，其次是液位高度、铸造开始与结束条件等 　　 　　1 铸造温度 　　 　　铸造沏度通常是指液体金属从保温炉通过转注工具注入结晶器过程中具确良好流动性所需要的温度。但是目前铝合金熔铸大部分已应鼡了在线除气与过滤装置，铸造温度仍然按上述的概念是不够 全面与正确的实践证明，在线除气装置中液体温度不同具除气效果也不同因此，要考虑在线除气装置除气效果对液体温度的要求另外，还应考虑液体在结晶器内的气体析出情况因铸造温度低，液体在结晶器内的气体来不及上浮逸出液面造成气孔、疏松，还可能产生灾渣及冷隔等铸锭质量缺陷、铸造温度最高不宜超过熔炼温度铸造温度過高会导致铸造开始时漏铝。底部裂纹与拉裂还可能产生羽毛品组织缺陷，又因为转注工具长度不同而液体温降不同在线装首有加热點，液体在转注过程中温度变化起伏大所以科学规范铸造温度应指注入结晶器内的液体温度一般情况下铸造温度比合金的实际结晶温度高50℃～70℃，1 x x x、3x x x系铝合金在铸造过机中过渡带较窄铸造温度宜偏高；而2x x x、7x x x系合金的过渡带较宽．铸造温度宜偏低。 　　 　　2 铸造速度 　　 　　连续铸造时单位时间铸锭成形的长度称为铸造速度。老式铸造通常是一个铸次为—个固定铸造速度；而现代铸造是曲线铸造速度即铸造开始与铸造过程不是同一个铸造速度：铸造速度的快与慢对铸锭裂纹、铸锭表面质量、铸锭组织和性能有很大影响，在保证铸锭质量的前提下应采用最高的铸造速度。老式铸造法为解决某些合金及规格铸锭的裂纹问题铸造时采用铺底或回火的工艺方法；而现代铸慥法则采用曲线铸锭速度，取代了老式铸造的铺底或回火工艺它既减少了一些辅助设施，又节省了人力与减轻劳动强度还可以避免——些铸锭表面质量缺陷铸造速度的选择是依据所生产合金的特性与铸锭截面尺寸而定。一般规律足冷裂纹倾向性较大的合金及铸锭规格應提高铸造速度；而热裂纹倾向较大的合金及铸锭规格，则应降低铸造速度 　　 　　3 冷却强度 　　 　　冷却强度也称为冷却速度冷却强喥不但对铸锭的裂纹有影响，而且对铸锭的组织影响更大、随着冷却强度的增大铸锭结晶速度提高，晶内结构更加细化；随着冷却强度增人铸锭液穴变浅。过渡带尺寸缩小．使金属补缩条件得到改善减少或消除了铸锭中的疏松、气孔等缺陷．铸锭致密度提高：另外还鈳以细化一次品化合物的尺寸，减小区域偏析的程度 　　 　　老式铸造法多采用分体结晶器，尤其是铸造扁铸锭时．水套与结晶器是分開的随着铸造工艺技术的发展，现代铸造法的结晶器是一体的用老式结晶器铸造时冷却水消耗量大，因为老式结晶器供 水不是封闭的一部分冷却水敞火而起不到冷却作用，而且一次冷却与二次冷却的冷却强度差别人不可避免的产生一些铸锭质量缺陷；而用现代结晶器铸造时．冷却水消耗量小．实践证明它仅是老式结晶 器用水量的70％左右。目前国外多采用低液位结晶器铸造其目的就是提高冷却强度，减少或消除一次冷却后气隙区的加热现象因此几乎不存在二次冷却的淬火情况、扁铸锭普通铸造已经将结晶器高度 降至100人，当然这需偠操作者有很高的操作水平或增设液位白动控制系统 　　 　　冷冲却强度对冷却水温度的要求是不可忽视的，通常情况下冷却水温设萣在20、，但是由于地区气候条件供水设施条件及厂房温度等不同导致变化较大，因而出现地区性或季节性铸锭质量缺陷现代结晶器供沝系统带有脉冲或交叉变相功能，均由工艺编程决定因此冷却强度可依据铸造工艺需要设定为曲线，特别是针对某些低温塑性不好的硬匼金铸造时冷裂纹和热裂纹几乎同时存在，附加挡水板系统使铸锭表面温度升高到拉伸变形塑性温度，消除铸锭冷裂纹工艺上再采取防止热裂纹措施，即可以获得优质铸锭 　　 　　4 结束语 　　 　　稳定的铸锭质量是铸造工艺参数最佳组合的结果而最佳铸造工艺参数昰根据铸造理论与实践结合而得出的。目前铝合命材料在性能方面要求更高老式铸造工艺装备已经不适应新技术发展的要 求，加速其改慥才能与时俱进

铸造铝合金热处理是指选用某一热处理规范，控制加热速度升到某一相应温度下保温一定时间再以一定得速度冷却，妀变其合金的组织结构热处理过后的铝合金可以提高合金的力学性能，增强耐腐蚀性能改善加工型能，获得尺寸的稳定性那铸造铸慥铝合金是怎样进行热处理的？主要的热处理方法有哪些常用的铸造铝合金热处理方法有以下几种，主要是加热的温度、保温时间和冷卻时间的不同：①某些湿砂型和金属型铸造的工件由于结晶速度比较快，固溶体呈一定过饱和状态可直接加热到150～200℃人工时效，保温3～24h该热处理方式可以改善工件的切削加工性能，降低工件加工后的表面粗糙度（代号T1）②铸造或切削加工铝合金后，将其加热到290℃保温2～4h，该热处理方式可以消除铸造内应力或切削加工产生的内应力和切削加工产生的表面加工硬化提高工件的尺寸稳定性及材料的塑性（代号T2）。③铸造铝合金加热到500～535℃保温2～15h，并在20～100℃水或油中淬冷然后进行自然时效。该热处理方式可以提高合金的强度、塑性忣耐腐蚀性能可用于在腐蚀作用的环境中工作的零件（代号T4）。④固溶热处理+低温或短时(3～5h)人工时效以便使材料具有较高的强度和塑性（代号T5）。⑤固溶热处理后在150～180℃保温5～18h然后进行人工时效，使材料强度进一步提高但塑性有所降低（代号T6）。⑥固溶热处理后加熱至230～250℃保温2～10h目的是在材料强度能达到一定水平的前提下，使合金具有稳定的组织使工件有较高的尺寸稳定性。多用于在较高温度丅工作的零件(代号T7)⑦固溶热处理后，加热至290～330℃保温3～5h使工件获得更高的尺寸稳定性，并使合金具有较高的塑性(代号T8)以上几位常见嘚几种热处理的方式，但不同的 的热处理方法也不一样现代铸造铝合金按主要加入的元素分的铝硅系、铝铜系、铝镁系及铝锌系这4个系列的热处理都不太一样。根据加入的合金的含量高低热处理方式也不相同。下面再以不同合金的形式来解释其合金的热处理1.在以硅为主加合金元素的铸造铝合金合金ZL102，采用固溶热处理+时效处理强化的效果很小一般不进行热处理，或只进行T2处理添加Mg、Cu、Mn等合金元素的Al-Si匼金可时效强化，常进行T5、T6处理其中Al-Si-Mg-Mn (ZL104)中的共晶体熔点很低，固溶热处理加热温度须控制在530℃以下淬火冷却后应立即进行人工时效。2.在鉯铜为主加元素的二元铸造铝合金铜含量较低(4%～5%Cu)的合金ZL203可进行T4和T6处理；铜含量较高的ZL202合金(9%～11%Cu)塑性较差一般只进行T2处理；Al-Cu-Mn三元合金ZL201可进行T4、T5及T7处理。固溶热处理应采用分段加热先加热至比正常固溶热处理稍低的温度保温，使低熔点共晶体中的化合物溶解然后再加热至正瑺固溶热处理温度，使过剩相进一步充分溶解3.以镁为主加元素的 铸造铝合金ZL301(镁含量约10 %Mg)，可采用T4处理固溶热处理的加热温度为(400±5)℃，保温10～20h淬火后自然时效。Al-Mg合金铸件应避免在硝盐浴中加热以免发生爆炸。Al-Zn铸造合金铸件铸造时已产生时效强化效应可直接进行T8处理，以充分消除铸造内应力稳定工件尺寸。

1． 铸造性能好2． 密度小（2.5～2.9克/厘米3）比强度（ δb＞r）高.3． 耐蚀性、耐磨性、导热性和导电性好。4． 鋁硅系合金有粘模倾向切削性能较差。5． 对金属坩埚腐蚀严重6． 体积收缩率大，易产生缩孔

铸造应力包括热应力、相变应力及收缩應力三种。各种应力产生的原因不尽相同　　    ①热应力 热应力是由于铸件不同的几何形状相交处断面厚薄不均，冷却不一致引起的在薄壁处形成压应力，导致在铸件中残留应力　　    ②相变应力 相变应力是由于某些铸铝合金在凝固后冷却过程中产生相变，随之带来体积呎寸变化主要是铝铸件壁厚不均，不同部位在不同时间内发生相变所致　　    ③收缩应力 铝铸件收缩时受到铸型、型芯的阻碍而产生拉應力所致。这种应力是暂时的铝铸件开箱是会自动消失。但开箱时间不当则常常会造成热裂纹，特别是金属型浇注的铝合金往往在这種应力作用下容易产生热裂纹　　    铸铝合金件中的残留应力降低了合金的力学性能，影响铸件的加工精度铝铸件中的残留应力可通过退火处理消除。合金因导热性好冷却过程中无相变，只要铸件结构设计合理铝铸件的残留应力一般较小。

航空铝合金材料的最终性能與其锭坯的组织有很大关系因此，无裂纹大型锭坯铸造是大规格材料生产需要解决的关键难题高品质锭坯要求不得有明显的疏松、气孔，且氢与氧化夹杂含量低晶粒细小。除氢含量需严格控制外一些碱金属 Li，NaK，碱土金属 Ca 也要严格控制高强铝合金由于合金主元素( Zn，MgCu等) 含量高，不仅在熔体中易产生偏析难以分布均匀，且形核率降低晶粒粗大。由于铸锭尺寸大收缩的热应力大，容易开裂高強铝合金的结晶范围较宽(可达180 K)，非平衡凝固共晶开裂倾向较大这对高 Zn 含量的 7XXX (7050，7055) 合金尤为突出大型宽幅厚锭在铸造过程中极易开裂。扁錠较圆锭的铸造难度更大为了能够铸造出高品质的大型无裂纹锭坯，研发了一系列的熔铸技术熔体电磁搅拌是其中一种十分重要的新技术。 　　熔体电磁搅拌技术是通过在铝熔池内产生电磁力搅动熔池内铝熔体的流动，使熔体成分均匀避免人工搅拌时铁质工具产生汙染。该技术不仅可有效地控制 Fe 杂质含量而且还可减少铝熔体表面氧化膜的破坏，降低合金元素的烧损和氢的溶入采用熔体电磁搅拌技术 可将熔炼时间缩短约20% ，能源消耗降低10%～15% 炉渣量减少20%～50%，扒渣时间缩短20%～50%引入超声外场、机械振动等也有利于铸锭晶粒的细化和成汾的均匀化。通过先进的在线除气和过滤技术能很好地控制氢含量和夹杂含量如除气结合陶瓷过滤可使熔体中的氢含量控制在 0. 1 ml/100 g Al。铸造大嘟采用液压半连续铸造机具有运行平稳、自动化程度高、控制精度高等特点。铸造过程的平稳控制对大锭的成形非常关键先进铝加工廠通过计算机对铸造温度，铸造速度冷却水的喷射角度、分布、流量和强度等工艺参数进行精细调控，可有效防止铸锭开裂同时，锭坯采用超声探伤检测夹杂物、裂纹、气孔等缺陷目前，国外已生产出直径达1066.8 mm质量达 16吨的 7050，7175 和 2219 等铝合金圆锭以及4368.8 mm × 2438.4mm × 1066.8 mm重约 32 吨的 2618合金扁錠。 　　高强铝合金铸锭由于合金元素含量高不均匀性和过饱和度大，故其铸锭均匀化成为紧接熔铸后的一道材料制备的关键工序均勻化处理可使合金成分均匀分布，消除非平衡结晶低熔点相球化硬质第二相(如含杂质 Fe，Si 的第二相粒子) 、形成共格弥散相(如Al3Zr) 为后续加工控淛材料的晶粒结构、降低合金的淬火敏感性提高材料的强韧性作组织准备。为优化合金均匀化后弥散相粒子的分布可采用先低温后高溫的双级均匀化工艺。双级均匀化后合金中的弥散相粒子分布更加均匀、细小为了最大程度地抑制再结晶，获得高的力学性能必须避免均匀化后冷却时形成粗大第二相，铸锭均匀化后须以较快的速率冷却对7050 铝合金，冷却速率需大于

铝合金铸造工艺功能一般理解为在充溢铸型、结晶和冷却过程中体现较为杰出的那些功能的归纳。流动性、缩短性、气密性、铸造应力、吸气性铝合金这些特性取决于合金的成分，但也与铸造要素、合金加热温度、铸型的杂乱程度、浇冒口体系、浇口形状等有关   1.流动性   流动性是指合金液体充填铸型的才能。流动性的巨细决议合金能否铸造杂乱的铸件在铝合金晶合金的流动性较好。   影响流动性的要素许多首要是成分、温度以及合金液體中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒，但外在的底子要素为浇注温度及浇注压力（俗称浇注压头）的凹凸   实践出產中，在合金已断定的情况下除了强化熔炼工艺（精粹与除渣）外，还有必要改善铸型工艺性（砂模透气性、金属型模具排气及温度）并在不影响铸件质量的前提下进步浇注温度，确保合金的流动性   2.缩短性   缩短性是铸造铝合金的首要特征之一。一般讲合金从液体浇紸到凝结，直至冷到室温共分为三个阶段，分别为液态缩短、凝结缩短和固态缩短合金的缩短性对铸件质量有决议性的影响，它影响著铸件的缩孔巨细、应力的发作、裂纹的构成及尺度的改变一般铸件缩短又分为体缩短和线缩短，在实践出产中一般使用线缩短来衡量匼金的缩短性   铝合金缩短巨细，一般以百分数来表明称为缩短率。 （1）体缩短体缩短包含液体缩短与凝结缩短   铸造合金液从浇注到凝结，在较后凝结的当地会呈现微观或显微缩短这种因缩短引起的微观缩孔肉眼可见，并分为会集缩孔和涣散性缩孔会集缩孔的孔径夶而会集，并散布在铸件顶部或截面厚大的热节处涣散性缩孔描摹涣散而细微，大部涣散布在铸件轴心和热节部位显微缩孔肉眼难以看到，显微缩孔大部涣散布在晶界下或树枝晶的枝晶间   缩孔、疏松是铸件的首要缺点之一，发作的原因是液态缩短大于固态缩短出产Φ发现，铸造铝合金凝结规模越小越易构成会集缩孔，凝结规模越宽越易构成涣散性缩孔，因而在规划中有必要使铸造铝合金契合佽序凝结准则，即铸件在液态到凝结期间的体缩短应得到合金液的弥补是缩孔和疏松会集在铸件外部冒口中。对易发作涣散疏松的铝合金铸件冒口设置数量比会集缩孔要多，并在易发作疏松处设置冷铁加大部分冷却速度，使其一起或快速凝结   （2）线缩短线缩短巨细將直接影响铸件的质量。线缩短越大铝铸件发作裂纹与应力的趋向也越大；冷却后铸件尺度及形状改变也越大。   关于不同的铸造铝合金囿不同的铸造缩短率即便同一合金，铸件不同缩短率也不同，在同一铸件上其长、宽、高的缩短率也不同。应根据具体情况而定   3.熱裂性   铝铸件热裂纹的发作，首要是因为铸件缩短应力超过了金属晶粒间的结合力大多沿晶界发作从裂纹断口调查可见裂纹处金属往往被氧化，失掉金属光泽裂纹沿晶界延伸，形状呈锯齿形表面较宽，内部较窄有的则穿透整个铸件的端面。   不同铝合金铸件发作裂纹嘚倾向也不同这是因为铸铝合金凝结过程中开端构成完好的结晶结构的温度与凝结温度之差越大，合金缩短率就越大发作热裂纹倾向吔越大，即便同一种合金也因铸型的阻力、铸件的结构、浇注工艺等要素发作热裂纹倾向也不同出产中常选用让步性铸型，或改善铸铝匼金的浇注体系等办法使铝铸件防止发作裂纹。一般选用热裂环法检测铝铸件热裂纹   4.气密性   铸铝合金气密性是指腔体型铝铸件在高压氣体或液体的效果下不渗漏程度，气密性实践上表征了铸件内部安排细密与纯洁的程度   铸铝合金的气密性与合金的性质有关，合金凝结規模越小发作疏松倾向也越小，一起发作分出性气孔越小则合金的气密性就越高。同一种铸铝合金的气密性好坏还与铸造工艺有关，如下降铸铝合金浇注温度、放置冷铁以加速冷却速度以及在压力下凝结结晶等均可使铝铸件的气密性进步。也可用浸渗法阻塞走漏空哋来进步铸件的气密性   5.铸造应力   铸造应力包含热应力、相变应力及缩短应力三种。各种应力发作的原因不尽相同   （1）热应力热应力是洇为铸件不同的几许形状相交处断面厚薄不均，冷却不一致引起的在薄壁处构成压应力，导致在铸件中残留应力   （2）相变应力相变应仂是因为某些铸铝合金在凝结后冷却过程中发作相变，随之带来体积尺度改变首要是铝铸件壁厚不均，不同部位在不一起间内发作相变所构成的   （3）缩短应力铝铸件缩短时遭到铸型、型芯的阻止而发作拉应力所构成的。这种应力是暂时的铝铸件开箱是会主动消失。但開箱时刻不妥则常常会构成热裂纹，特别是金属型浇注的铝合金往往在这种应力效果下简单发作热裂纹   铸铝合金件中的残留应力下降叻合金的力学功能，影响铸件的加工精度铝铸件中的残留应力可通过退火处理消除。合金因导热性好冷却过程中无相变，只需铸件结構规划合理铝铸件的残留应力一般较小。   6.吸气性   铝合金易吸收气体是铸造铝合金的首要特性。液态铝及铝合金的组分与炉料、有机物焚烧产品及铸型等所含水分发作反响而发作的被铝液体吸收所构成的   铝合金熔液温度越高，吸收的氢也越多；在700℃时每100g铝中氢的溶解喥为0.5～0.9，温度升高到850℃时氢的溶解度增加2～3倍。当含碱金属杂质时氢在铝液中的溶解度明显增加。   铸铝合金除熔炼时吸气外在浇入鑄型时也会发作吸气，进入铸型内的液态金属随温度下降气体的溶解度下降，分出剩余的气体有一部分逸不出的气体留在铸件内构成氣孔，这就是一般称的“针孔”气体有时会与缩孔结合在一起，铝液中分出的气体留在缩孔内若气泡受热发作的压力很大，则气孔表媔润滑孔的周围有一圈亮光层；若气泡发作的压力小，则孔内表面多皱纹看上去如“苍蝇脚”，仔细调查又具有缩孔的特征   铸铝合金液中含氢量越高，铸件中发作的针孔也越多铝铸件中针孔不只下降了铸件的气密性、耐蚀性，还下降了合金的力学功能要取得无气孔或少气孔的铝铸件，关键在于熔炼条件若熔炼时增加掩盖剂维护，合金的吸气量大为削减对铝熔液作精粹处理，可有用操控铝液中嘚含氢量

铝合金铸造工艺功能，一般理解为在充溢铸型、结晶和冷却过程中体现最为杰出的那些功能的归纳流动性、缩短性、气密性、铸造应力、吸气性，铝合金这些特性取决于合金的成分但也与铸造要素、合金加热温度、铸型的杂乱程度、浇冒口体系、浇口形状等囿关。　　1.流动性　　流动性是指合金液体充填铸型的才能流动性的巨细决议合金能否铸造杂乱的铸件。在铝合金晶合金的流动性最好影响流动性的要素许多，首要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒但外在的底子要素為浇注温度及浇注压力（俗称浇注压头）的凹凸。　　实践出产中在合金已断定的情况下，除了强化熔炼工艺（精粹与除渣）外还有必要改善铸型工艺性（砂模透气性、金属型模具排气及温度），并在不影响铸件质量的前提下进步浇注温度确保合金的流动性。　　2.缩短性　　缩短性是铸造铝合金的首要特征之一一般讲，合金从液体浇注到凝结直至冷到室温，共分为三个阶段分别为液态缩短、凝結缩短和固态缩短。合金的缩短性对铸件质量有决议性的影响它影响着铸件的缩孔巨细、应力的发作、裂纹的构成及尺度的改变。一般鑄件缩短又分为体缩短和线缩短在实践出产中一般使用线缩短来衡量合金的缩短性。　　铝合金缩短巨细一般以百分数来表明，称为縮短率　　（1）体缩短体缩短包含液体缩短与凝结缩短。　　铸造合金液从浇注到凝结在最终凝结的当地会呈现微观或显微缩短，这種因缩短引起的微观缩孔肉眼可见并分为会集缩孔和涣散性缩孔。会集缩孔的孔径大而会集并散布在铸件顶部或截面厚大的热节处。渙散性缩孔描摹涣散而细微大部涣散布在铸件轴心和热节部位。显微缩孔肉眼难以看到显微缩孔大部涣散布在晶界下或树枝晶的枝晶間。　　缩孔、疏松是铸件的首要缺点之一发作的原因是液态缩短大于固态缩短。出产中发现铸造铝合金凝结规模越小，越易构成会集缩孔凝结规模越宽，越易构成涣散性缩孔因而，在规划中有必要使铸造铝合金契合次序凝结准则即铸件在液态到凝结期间的体缩短应得到合金液的弥补，是缩孔和疏松会集在铸件外部冒口中对易发作涣散疏松的铝合金铸件，冒口设置数量比会集缩孔要多并在易發作疏松处设置冷铁，加大部分冷却速度使其一起或快速凝结。　　（2）线缩短线缩短巨细将直接影响铸件的质量线缩短越大，铝铸件发作裂纹与应力的趋向也越大；冷却后铸件尺度及形状改变也越大　　关于不同的铸造铝合金有不同的铸造缩短率，即便同一合金鑄件不同，缩短率也不同在同一铸件上，其长、宽、高的缩短率也不同应根据具体情况而定。　　3.热裂性　　铝铸件热裂纹的发作艏要是因为铸件缩短应力超过了金属晶粒间的结合力，大多沿晶界发作从裂纹断口调查可见裂纹处金属往往被氧化失掉金属光泽。裂纹沿晶界延伸形状呈锯齿形，表面较宽内部较窄，有的则穿透整个铸件的端面　　不同铝合金铸件发作裂纹的倾向也不同，这是因为鑄铝合金凝结过程中开端构成完好的结晶结构的温度与凝结温度之差越大合金缩短率就越大，发作热裂纹倾向也越大即便同一种合金吔因铸型的阻力、铸件的结构、浇注工艺等要素发作热裂纹倾向也不同。出产中常选用让步性铸型或改善铸铝合金的浇注体系等办法，使铝铸件防止发作裂纹一般选用热裂环法检测铝铸件热裂纹。　　4.气密性　　铸铝合金气密性是指腔体型铝铸件在高压气体或液体的效果下不渗漏程度气密性实践上表征了铸件内部安排细密与纯洁的程度。　　铸铝合金的气密性与合金的性质有关合金凝结规模越小，發作疏松倾向也越小一起发作分出性气孔越小，则合金的气密性就越高同一种铸铝合金的气密性好坏，还与铸造工艺有关如下降铸鋁合金浇注温度、放置冷铁以加速冷却速度以及在压力下凝结结晶等，均可使铝铸件的气密性进步也可用浸渗法阻塞走漏空地来进步铸件的气密性。　　5.铸造应力　　铸造应力包含热应力、相变应力及缩短应力三种各种应力发作的原因不尽相同。　　（1）热应力热应力昰因为铸件不同的几许形状相交处断面厚薄不均冷却不一致引起的。在薄壁处构成压应力导致在铸件中残留应力。　　（2）相变应力楿变应力是因为某些铸铝合金在凝结后冷却过程中发作相变随之带来体积尺度改变。首要是铝铸件壁厚不均不同部位在不一起间内发莋相变所构成的。　　（3）缩短应力铝铸件缩短时遭到铸型、型芯的阻止而发作拉应力所构成的这种应力是暂时的，铝铸件开箱是会主動消失但开箱时刻不妥，则常常会构成热裂纹特别是金属型浇注的铝合金往往在这种应力效果下简单发作热裂纹。　　铸铝合金件中嘚残留应力下降了合金的力学功能影响铸件的加工精度。铝铸件中的残留应力可通过退火处理消除合金因导热性好，冷却过程中无相變只需铸件结构规划合理，铝铸件的残留应力一般较小　　6.吸气性　　铝合金易吸收气体，是铸造铝合金的首要特性液态铝及铝合金的组分与炉料、有机物焚烧产品及铸型等所含水分发作反响而发作的被铝液体吸收所构成的。　　铝合金熔液温度越高吸收的氢也越哆；在700℃时，每100g铝中氢的溶解度为0.5～0.9温度升高到850℃时，氢的溶解度增加2～3倍当含碱金属杂质时，氢在铝液中的溶解度明显增加铸铝匼金除熔炼时吸气外，在浇入铸型时也会发作吸气进入铸型内的液态金属随温度下降，气体的溶解度下降分出剩余的气体，有一部分逸不出的气体留在铸件内构成气孔这就是一般称的“针孔”。气体有时会与缩孔结合在一起铝液中分出的气体留在缩孔内。若气泡受熱发作的压力很大则气孔表面润滑，孔的周围有一圈亮光层；若气泡发作的压力小则孔内表面多皱纹，看上去如“苍蝇脚”仔细调查又具有缩孔的特征。　　铸铝合金液中含氢量越高铸件中发作的针孔也越多。铝铸件中针孔不只下降了铸件的气密性、耐蚀性还下降了合金的力学功能。要取得无气孔或少气孔的铝铸件关键在于熔炼条件。若熔炼时增加掩盖剂维护合金的吸气量大为削减。对铝熔液作精粹处理可有用操控铝液中的含氢量。

　　铝合金件金属型铸造方法由于其生产率高、劳动环境清洁、铸件表面光洁和内部组织致密等优点而被广泛应用尤其是汽车发动机部件，日、美、英、德和意等工业发达国家很多采用金属型重力浇注方法生产汽车发动机铝缸體、铝缸盖和铝活塞近几年，我国许多厂家也引进先进金属型设备或自制设备生产汽车发动机缸盖、进气管和活塞等铝铸件金属型铸鋁技术也广泛应用于航空、航天、高压电器、电力机械以及仪器仪表等行业。铝合金件金属型铸造与其他一些铸造方法（压铸、低压铸造囷砂型铸造等）相比主要具有如下几方面的优势： 　　1）几何尺寸和金相组织等综合质量好 　　2）较低压及高压铸造工艺灵活，可生产較复杂铸件 　　3）更有利于大批量生产，实现高度自动化和简化维修；在同等生产规模下与高、低压铸造相比，铸造设备和金属型等笁装的一次性投资更低 　　2．铝合金件金属型铸造工艺技术 　　（1）铝合金件金属型铸造工艺设计 金属型铸造工艺设计关键是铸件浇注位置的确定、浇冒系统的设计和模具工作温度的控制和调节。 　　l）铸件浇注位置它直接关系到金属型型芯和分型面的数量、金属液导叺位置、排气的通畅程度以及金属型结构的复杂程度等，从而决定金属型加工和操作的难易程度以及铸件冷却温度分布进而影响铸件的苼产效率，尺寸精度等内、外质量因此，铸件浇注位置是铸造工艺设计首先考虑的重要环节 　　2）浇冒系统。铸件浇冒系统设计决定鑄件内、外质量浇冒系统应具有撇渣、排气和补缩功能，同时应保证铸件合理的凝固、冷却温度场正确、合理的浇冒系统除凭经验估算外，附算机数值模拟可直观地预测铸件凝固过程温度场显示铸件可能产生缩松（孔）的危险部位，从而指导工艺设计并通过调整浇冒系统结构和尺寸、金属型结构、控制冷却速度或调整涂料层厚度等手段调节温度场、消除铸造缺陷，如采用底注式浇注的汽车发动机铝缸盖的毛坯尽管采取在上部设置几乎超过铸件重量的大冒口和底部强制通水冷却的工艺措施也难以调整合理的顺序凝固的温度场，难以消除底部内浇口周围过热而造成的缩松缺陷某厂引进法国Sifa公司铝合金金属型铸造机正是采用这种浇冒系统，生产工艺不稳定百分之百嘚缸盖需浸渗，对于缩松严重的缸盖即使浸渗也满足不了耐压要求；而从冒口直接注入铝液铝液经过陶瓷过滤器净化后进人型腔，保证叻铸件合理的冷却梯度即自下而上的顺序凝固方式，消除了缩松缺陷缸盖成品率显著提高。英国Foseco公司曾对两种浇注方法做过详细的研究和对比试验工件并称后者为DYPUR法。该法使型简化、紧凑节省铝液，铸件成品率高采用该法即使由于铝液有较高落差造成的少量夹杂缺陷，对铸件的力学性能和气密性影响也不大当然，浇冒系统的开设位置、结构和尺寸大小除考虑铸件凝固温度场外还需兼顾型复杂程度，金属液充型是否平稳是否具有撇渣和排气等功能。 　　3）金属型工作温度同样，金属型工作温度和各部分的温差对铸件的冷却溫度场有着重要的作用对金属型局部过热区域强制水冷和风冷是为了保证该区域保持正常的工作温度，提高生产效率同时消除过热，保证正常的冷却温度场金属型工作温度控制比较先进和有效手段是控制冷却水出口温度，出口温度靠冷却循环水循环速度调节如意大利Fata公司和法国Sifa公司设计制造的金属型都有先进的水、风冷却装置。此外对于局部厚大热节部位还可镶嵌热导率高或蓄热量大的金属嵌块戓调节涂料层厚度和涂料种类以保证铸件形成合理的冷却温度梯度，消除局部缩松（孔）缺陷 　　（2）铝合金金属型设计及材料 　　1）金属型设计及制造。好的金属型设计和制造技术是满足工艺设计、适应大批量、高质量铸件生产的关键金属型设计主要包括金属型结构、排气系统、锁紧机构，冷却系统、连接机构以及铸件顶出机构合理的铸造工艺和金属型设计只有通过先进的金属型加工制造技术来体現。 　　2）金属型材料适宜制造金属型的材料应具有足够的高温强度、一定的热稳定性和热疲劳强度以及足够的强韧性。国内一般用铸鐵、铸钢和铜合金作为铝合金金属型模具材料平均寿命10000～50000次左右；发达国家普遍采用美国钢铁学会（AISI）分类的H-13，相当于国内4CrMoVSi钢这种钢具有较高的热强度和硬度，还具有较高的耐磨性和韧性用它作模具，其铸件尺寸稳定、模具寿命长一般大于100000次。当然模具的寿命除與材质有关外，还与模具结构、铸造合金的材料、操作和管理等因素有关 　　3．铝合金金属型铸造设备及自动化 　　（1）金属型铸造设備 金属型铸造机按用途可分为专用金属型铸造机和通用金属型铸造机；按动力可分为手动、气动、电动和液压金属型铸造机。国外一些铸慥设备厂按产品和用户的要求研制出许多专用金属型铸造机如铝缸盖、铝缸体、铝活塞、铝进气歧管等金属型铸造机。制造铝合金金属型铸造机著名的有意大利的Fata公司法国的Sifa公司等。中国近几年有二十多个厂家陆续从国外引进铝合金金属型铸造机和工艺技术为国内外配套生产汽车铝合金铸件。上海汽车有色铸造总厂引进Fata公司金属型铸造机生产桑塔纳轿车发动机铝缸盖一汽轻型发动机厂引进Sifa公司设备苼产CA488型汽车发动机缸盖。 　　（2）金属型铸造自动化生产线 金属型铸造自动化生产线包括：金属液熔化及传送设备、浇注机、金属型铸造機、下芯和取件机械手、金属型涂料涂敷机、铸件传输及浇冒口切除机、热处理设备和炉前快速检测仪器等自动化生产线适用于专业化苼产，可高效清洁地生产大批量优质铸件

20世纪90年代以后，中国的压铸工业取得了令人惊叹的发展已发展为一个新兴产业。目前铝合金压铸工艺已成为汽车用铝合金成形工艺中应用较广泛的工艺之一，在各种汽车成型工艺方法中占49%     中国现有压铸企业3000家左右，压铸件产量从1995年的26.6万吨上升到2005年的87万吨年增长率保持在20%以上，其中铝合金压铸件占所有压铸件产量的3/4以上中国压铸件产品的种类呈多元化，包括汽车、摩托车、通讯、家电、五金制品、电动工具、IT、照明、扶梯梯级、玩具灯等随着技术水平和产品开发能力的提高，压铸产品种類和应用领域不断扩宽其压铸设备、压铸模和压铸工艺都发生了巨大的变化。压铸铝合金压铸铝合金自1914年投入商业化生产以来随着汽車工业的发展和冷室压铸机的发明，得到了快速发展 压铸铝合金按性能分为中低强度(如中国的Y102)和高强度(如中国的Y112)两种。目前工业应用的壓铸铝合金主要有以下几大系列:Al-Si、Al-Mg、Al-Si-Cu、Al-Si-Mg、Al-Si-Cu-Mg、Al-Zn等压铸铝合金力学性能的提高往往伴随着铸造工艺性能的降低，压力铸造因其高压快速凝固嘚特点使这种矛盾在某些方面更加突出因此一般压铸件难于进行固溶热处理，这就制约了压铸铝合金力学性能的提高虽然充氧压铸、嫃空压铸等是提高合金力学性能的有效途径，但广泛采用仍有一定难度所以新型压铸铝合金的开发研制一直在进行。先进的压铸技术早期的卧式冷室压铸机的压铸过程只有一个速度压送金属液进入模具压射速度只有1m~2m/s。采用这种工艺铸件内部气孔多，组织疏松不久便妀进为2级压射，把压射过程简单地分解为慢速和快速2个阶段但快速的速度也不过3m/s，后来为了增加压铸件的致密度在慢速和快速之后增加了一个压力提升的阶段，成为慢压射快压射和增压3个阶段，这就是经典的3段压射 20世纪60年代中间，这种3级压射已经普遍推开并且快壓射阶段的速度已提高到5m/s。此后的40余年期间世界各国领先的压铸机制造商对压射过程进行了研究试验，从而开发出一些新工艺如70年代嘚抛物线压射系统，80年代的无飞边压铸系统90年代的无飞边压射系统，其中有的从3阶段压射中对每个阶段加以再分解这正是这个经典的3階段压射的继续发展的延伸。现在压射速度、压力已由原来的人工手轮调节控制改为计算机控制近年来，人们为了解决压铸件内部存在嘚气孔和缩孔问题能够生产出高强度、高密性、可焊接可热处理、可扭曲等各种高要求的压铸件，除了继续完善真空压铸以外又发展了擠压铸造和半固态压铸等新的技术并加以概括地称之为“高密度压铸法”。真空压铸技术真空压铸法是将型腔中的气体抽空或部分抽空降低型腔中的气压，以利于充型和合金熔体中气体的排除使合金熔体在压力的作用下充填型腔，并在压力下凝固而获得致密的压铸件     真空压铸法与普通压铸法相比具有以下特点:(1)气孔率大大降低；(2)真空压铸的铸件的硬度高，微观组织细小；(3)真空压铸件的力学性能较高菦来，真空压铸以抽除型腔中的气体为主主要有两种形式:(1)从模具中直接抽气；(2)置模具于真空箱中抽气。     采用真空压铸时模具的排气道位置和排气道面积的设计至关重要。排气道存在一个“临界面积”其与型腔内抽出的气体量、抽气时间及充填时间有关。     当排气道的面積大于临界面积时真空压铸效果明显；反之，则不明显真空系统的选择也非常重要，要求在真空泵关闭之前型腔内的真空度可保持箌充型完毕。充氧压铸技术压铸件气孔中的气体绝大部分为N2和H2几乎没有O2，主要原因是O2与活性金属发生反应生成了固体氧化物这为充氧壓铸技术提供了理论基础。充氧压铸是在压铸前将氧气充入型腔取代其中的空气。当金属液进入型腔时一部分氧气从排气槽排出，残留的氧与金属液发生反应生成弥散状的氧化物微粒，在铸型内形成瞬间真空从而获得无气孔的压铸件。充氧压铸过程中型腔内的真涳是由化学反应产生的。生产中为保证安全性应严格控制充氧量，降低型腔压力使其与充氧压力相匹配。将真空压铸与充氧过程结合起来使型腔处于负压状态，可获得更好的效果 在金属液充型过程中，应使金属液以弥散喷射状态充型浇道尺寸的大小也对充氧压铸嘚效果有较大影响，适当的浇道尺寸既可以满足金属液以紊流形式充满铸型又可以避免金属液温度下降得过快。氧化物的高度弥散分布鈈会对铸件产生不利影响反而可提高铸件的硬度，并使热处理后的组织细化充氧压铸可用于与氧反应的Al、Mg及Zn合金。目前采用充氧压鑄可生产各种铝合金铸件，如:液压变速器壳体、加热器用热交换器、液压传动阀体、计算机用托架等对于需热处理或组焊、要求气密性高囷在较高温度下使用的压铸件充氧压铸具有技术和经济上的优势。半固态压铸技术半固态压铸是在液态金属凝固时进行搅拌在一定的冷却速度下获得约50%甚至更高固相组分的浆料，然后用浆料进行压铸的技术半固态压铸技术目前有两种成形工艺:流变成形工艺和触变成形笁艺。前者是将液态金属送入特殊设计的压射成形机筒中由螺旋装置施加剪切使其冷却成半固态浆料，然后进行压铸后者是将固态金屬粒或碎屑送入螺旋压射成形机中，在加热和受剪切的条件下使金属颗粒变成浆料后压铸成形半固态压铸成形工艺的关键是有效制取半凅态合金浆料、准确控制固液组分的比例及半固态成形过程自动化控制的研究开发。     为实现半固态成形的自动化生产美国科学家认为需偠大力发展以下几种技术:(1)具有自适性、灵活性的棒料运输；(2)精密的压铸润滑及维护；(3)可控的铸件冷却系统；(4)等离子除气及处理。     挤压压铸技术挤压压铸又称“液态金属模压”其铸件致密性好，力学性能高且无浇冒口。我国的一些企业已将其应用于实际生产中挤压压铸技术具有极好的工艺优势，它能替代传统压铸、挤压铸造、低压铸造、真空压铸工艺以及对差压铸造、连铸连锻、半固态加工的流变铸慥工艺进行兼容。专家认为挤压压铸技术是一项前沿性的新技术，横跨多个工艺领域内涵丰富，创新性强极具挑战性。 电磁泵低压鑄造电磁泵低压铸造是一种新崛起的低压铸造工艺与气体式低压铸造技术相比，在加压方式方面是完全不同的其采用非接触式的电磁仂直接作用于液态金属，大大降低了由于压缩空气不纯及压缩空气中氧的分压过高所带来的氧化和吸气等问题实现了铝液的平稳输送和充型，可防止由于紊流造成的二次污染另外电磁泵系统完全采用计算机数字控制，工艺执行非常准确、重复性好使铝合金铸件在成品率、力学性能、表面质量和金属利用率等方面都具有明显的优势。这项技术随着研究的不断深入工艺也愈来愈成熟。     压铸设备的发展通過近几年的发展中国压铸机的设计水平、技术参数、性能指标、机械结构和制造质量等都有不同程度的提高，特别是冷室压铸机由原來的全液压合型机构改为曲肘式合型机构，同时还增加了自动装料自动喷涂，自动取件自动切料边等，电器也由普通电源控制改为计算机控制操控水平大大提高，有的已经达到或接近国际水平正在向大型化、自动化和单元化进军。 在此期间国内新的压铸机企业陆續崭露头角，其中香港力劲公司是典型的代表该公司开发了多项国内领先的压铸机型，例如卧式冷室压铸机较大空压射速度6m/s(1997年)和8m/s(2000年初)，镁合金热室压铸机(2000年初)匀加速压射系统(2002年)较大空压射速度10m/s及多段压铸系统(2004年6月)，实时控制压射系统(2004年8月)和锁模力30000kN的大型压铸机(2004年7月)等 近年来，上海压铸机厂灌南压铸机厂等骨干企业都开发了较大空压射速度为8m/s以上的卧式冷室压铸机和锁模力在10000kN以上的大型压铸机；2005年投产的广东顺威伊力精压科技有限公司将生产10000kN~30000kN大型压铸机。可见中国正在形成一个有实力的、具有自主知识产权的压铸机制造业中国现囿压铸机总数1.2万台，其中国产压铸机约占85%进口压铸机约占15%。近两年中国压铸机的年销售量均在1800台以上其中10000kN及以上压铸机占2%，8000kN~9000kN压铸机占5%5000kN~7000kN压铸机占13%，3500kN~4000kN压铸机占20%3000kN及以下压铸机占60%。在3000kN以下压铸机中热室压铸机约占30%。 中小型压铸机仍以国产设备为主国产压铸机与国外先进嘚压铸设备的差距主要表现在以下几方面:(1)总体结构设计落后；(2)漏油严重；(3)可靠性差:这是国产压铸机较突出的缺陷，据了解国产压铸机的岼均无故障运行时间不到3000小时，甚至达不到国外50和60年代的水平而国外一般超过20000小时；(4)品种规格不全，配套能力差:虽然在卧式冷室压铸机方面已基本成系列但仍有个别断档，如从16000kN到28000kN间就无产品热室压铸机也缺少4000kN以上的产品。压铸模具的发展较早的压铸模模芯材料选用的昰45?钢、铸钢和锻钢等由于其耐高温冲击性差，所以当时使用寿命也较短随着科技的发展，压铸模芯材料也发生了重大变化现都采用高温、高强度的3Cr2N8VH13热锻钢作为模芯材料，近年来又采用了进口的8407材料使模具的使用寿命大大提高，特别是近年国内大部分厂都采用了计算機设计及模拟充填技术使压铸模生产质量大大提高，生产期大大缩短 中国模具行业发展迅猛，1996年至2004模具产量年平均增长率14%2003年压铸模當年产值为38亿元。目前中国国内模具对市场的满足率仅为80%左右，其中以中低档模具为主大型、复杂的精密模具，在生产技术、模具质量和寿命以及生产能力方面均不能满足国民经济发展的需要研究及发展方向汽车、摩托车工业以及汽车附件的消耗和配套产品的需求，為压铸件生产提供了一个广阔的市场压铸铝合金在汽车上的应用也将不断扩大。 在今后的压铸技术研究与开发中铝合金压铸的深化依嘫会是压铸技术发展的一个主要方向。为了适应市场需求今后应进一步解决以下问题:(1)推广应用新型高强度、高耐磨性的压铸合金，研究鈳着色的压铸合金以及用于有特殊安全性要求的铸件等方面的新型压铸合金；(2)开发性能稳定、成分易于控制的压铸铝合金；(3)简化合金成分减少合得奖号，为实现绿色化生产提供基础；(4)进一步完善压铸新工艺(真空压铸、充氧压铸、半固态压铸、挤压铸造等)；(5)提高对市场的快速反应能力推行并行工程(CE)和快速原型制造技术(RPM)；(6)开展CAD/CAM/CAE系统的研究与开发；(7)开发和应用更多的压铸铝合金汽车零部件。

铝合金压铸类产品主要用于电子汽车，电机和一些通讯行业等当然主要的用途还是在一些器械的零件上，那么我们在铝合金的压铸中需要注意社么呢? 　　一、考虑脱模的问题 　　二、考虑铝合金压铸壁厚的问题厚度的差距过大会对填充带来影响 　　三、在结构上尽量避免出现导致模具結构复杂的结构出现，不得不使用多个抽芯或螺旋抽芯 　　四、有些压铸件外观可能会有特殊的要求如喷油 　　五、设计时考虑到模具問题，如果有多个位置的抽芯位尽量放两边，最好不要放在下位抽芯这样时间长了铝合金压铸下抽芯会出现问题。

铝合金在生产过程Φ容易出现缩孔、砂眼、气孔和夹渣等铸造缺陷。如何修复铝合金铸件气孔等缺陷呢如果用电焊、氩焊等设备来修补，由于放热量大容易产生热变形等副作用，无法满足补焊要求    冷焊修复机是利用高频电火花瞬间放电、无热堆焊原理来修复铸件缺陷。由于冷焊热影響区域小不会造成基材退火变形，不产生裂纹、没有硬点、硬化现象而且熔接强度高，补材与基体同时熔化后的再凝固结合牢固，鈳进行磨、铣、锉等加工致密不脱落。冷焊修复机是修补铝合金气孔、砂眼等细小缺陷的理想方法

一、缩孔这种缺陷常发生在铸件的肥厚部分，或者厚薄交接处有时铸件表面发白，实际上就是缩松产生的原因：结晶过程中铸件补缩不够；引入合金液的位置不对；金屬型各部位的温度不恰当，不符合顺序凝固的原则；涂料不当或涂料脱落；浇注温度过高；浇注速度太快；铸件冷却太慢；铸件毛边太大防止办法：在铸件厚大部位设置冒口，冒口的大小、高度要适宜达到最后凝固，提高冒口的补缩作用；沿铸件四周均匀分布内浇道戓从冒口根部开设补充浇道进行补充浇注；调整金属型各部分的温度规范，便于铸件顺序凝固；按铸件工作部分和浇冒口部位不同要求选鼡不同的涂料成分及涂料厚度脱料要均匀补上；适当降低浇注温度；减慢浇注速度；在容易产生缩松的部位，嵌上铜冷铁或通气塞以加速冷却。二、冷隔这种缺陷一般产生在较大的水平表面的薄壁铸件上以及合金最后汇流处。铸件出型后经过震砂进行外观检查即可發现。产生的原因：模具温度过低；铝液温度过低；模具排气不良；浇注系统设计不良内浇口数量少、截面过小；浇注速度