铝合金的挤压铸造.doc

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1、武汉纺织大学材料成型论文姓名：学号：专业班级：指导教师：完成日期：2014年5月7日5材料成型论文挤压铸造铝合金XXX（武汉纺织大学机械工程及其自动化学院，湖北省武汉市洪山区鲁巷纺织路1号，）摘要随着汽车、摩托车等现代化交通工具的高速发展，铝合金铸造产品存在着很大的空间。因此,这几十年来，铸造铝合金材料紧紧围绕汽车、摩托车等现代交通运输工业发展的要求，研制开发具有高强、高韧、高耐磨、低涨缩、可焊接、可表面处理、抗腐蚀、抗疲劳、流动性好的铸造和压铸用铝合金，以满足汽车发动机、活塞、汽缸和轮毅及其他用途的需求。关键词挤压铸造；铝合金；工艺特点；缺陷预防和控制；发展应用

2、挤压铸造在国内外都已经有很长的发展和应用历史。挤压铸造的理想状态是能够利用外部施加的压力,使铸件在整个凝固过程中保持型腔内的流体部分能够有效流动，充分补充金属液冷却和凝固所带来的内部收缩，使铸件整体获得比高压铸造、重力铸造、低压铸造等铸造方法更加致密和均匀的组织，达到更优的综合性能。目前，挤压铸造从装备能力、工艺控制、生产效率、产品性能和应用领域等方面都达到了较高的水平。先进的挤压铸造系统不仅能够生产性能等同于甚至优于重力铸造或低压铸造的产品，而且具备了跟普通压铸相媲美的规模生产效率和工艺控制能力。1铸造铝合金按GB/T1173-1995标准，铸造铝合金代号由字母

3、Z”、“L”(它们分别是铸”、“铝的汉语拼音第一个字母)及其后的三个阿拉伯数字组成ZL后面第一个数字表示合金系列，其1234分别表示Al-Si,Al-Cu,Al-Mg,Al-Zn系列合金，ZL后面第二三两个数字表示顺序号优质合金在数字后面附加字母A”。[1]合金铸造方法变质处理代号为:S:砂型铸造；J:金属型铸造；R:熔模铸造；K:壳型铸造；B:变质处理。合金状态代号为:F:铸态；T1:人工时效；T2:退火；T4:固溶处理加自然时效；T5:固溶处理加不完全人工时效；T6:固溶处理加完全人工时效；T7:固溶处理加稳定化处理；T8:固溶处理加软化处理2挤压铸造的工艺特

4、点作为一种追求具有致密组织和高性能的产品的特殊铸造工艺,挤压铸造特别注重以下几个方面:①金属液在浇注前必须得到有效净化；②采用厚大浇口和低速充填5材料成型论文,避免金属液在进入型腔时发生剧烈喷溅、强烈紊流、对型腔壁或芯子形成直接冲击；③阻止充型过程中气体和夹杂的卷入；④采用大流量排气保证型腔内气体的有效排出,在必要时配备抽真空系统；⑤在模具设计和模温控制上尽量保证凝固的顺序进行和有效补缩。3挤压铸造铝合金件金属型铸造的优势铝合金件金属型铸造与其他一些铸造方法（压铸低压铸造和砂型铸造等）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

5、造工艺灵活，可生产较复杂铸件；③更有利于大批量生产，实现高度自动化和简化维修；④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工装的一次性投资更低。[5]4挤压铸造工艺和模具的控制在工艺和模具的设计阶段乃至铸造过程中,需要根据产品的形状、尺寸、组织、性能和热处理等方面的要求,对各种因素进行综合平衡、合理控制。4.1合金液控制对同一合金，挤压铸造的浇注温度一般高于普通压铸，浇注温度的设定还需要综合考虑铸件的形状和复杂程度、给料方式和给料循环时间、料筒和模具的温度控制等因素。在生产实践中,一定不能使用保温时间超过精炼时效的合金液。[3]4.2充型与排气排渣相对

6、于普通压铸而言,挤压铸造的内浇口截面通常都比较厚大,流道的长度尽量缩短。一般情况下,在金属液开始通过内浇口进入型腔并充填至整个型腔（包括集渣包和排气槽)80%～100%（该比例的确定与对象产品有关）的阶段，可以采用相同的内浇口速度,最后阶段可以适当加快冲头速度。[4]4.3组织均一性控制由于挤压铸件的壁厚一般远大于普通压铸件,为防止铸件内部关键部位出现收缩性缺陷、氧化皮或先期凝固金属皮膜等割裂性缺陷、铸件表层与内部的组织不均一等缺陷,在工艺方面需要给予特别关注。[3]5挤压铸造铝合金典型缺陷我国在挤压铸件应用普及方面存在着很多制约因素,严重制约着行业的发展。该内容

7、结合生产实际，就铝合金挤压铸造中典型的缺陷特征和成因进行分析。5.1孔洞类和组织不致密性缺陷5材料成型论文5.1.1缩孔、缩松与压铸件相比,挤压铸件一般具有更大的壁厚(数十毫米以上),因此更容易发生缩孔和缩松,特别是在型腔与内浇口相连处等厚大部位或最后凝固的部位。5.1.2氧化央渣与气孔因操作不当,铝液进人型腔时产生喷溅,形成气泡被包裹在铸件内部,使金属发生氧化,形成氧化夹渣当铝液中有大量体积小的氢气时,则会形成不规则小孔洞,多见于厚大砂型铸件,急剧降低铝合金铸件的物理、化学性能,导致产品组织性能不合格。[10]5.1.3组织不致密性缺陷由于挤压铸件组织致密度不够

8、的缺陷可能