邊側(cè)冒口在鋁合金砂型鑄造中的應(yīng)用

邊側(cè)冒口在鋁合金砂型鑄造中的應(yīng)用

邊境地區(qū)的檢驗(yàn)應(yīng)用于砂漿機(jī)。報(bào)告了相關(guān)數(shù)據(jù)，但實(shí)際應(yīng)用的例子很少，朱沙類型沒有發(fā)現(xiàn)。我們接到一批平板類鋁鑄件,分為三種類型:平板類、厚大凹型類及組合板類。零件小的質(zhì)量為10kg,大的質(zhì)量為38kg,材質(zhì)為ZL105,澆注溫度:700～720℃。在試制過程中,在內(nèi)澆道上放置冒口,同時(shí)加大內(nèi)澆道截面積。采用這一方案,比較順利地解決了鋁合金平板類鑄件的補(bǔ)縮問題,同時(shí),另外兩類鑄件使用同樣澆冒系統(tǒng),也取得了較滿意的效果。1鑄造試驗(yàn)性能1.1鑄造缺陷產(chǎn)生原因分析鑄件形狀見圖1、圖2。典型的外廓尺寸為457mm×342mm×45mm,質(zhì)量為17kg?？紤]鑄件比較厚,四周又有加厚邊框。先采用常規(guī)澆注系統(tǒng)試驗(yàn),即合金液從兩個(gè)內(nèi)澆道引入鑄型,鑄型上開兩個(gè)明冒口。從外表看鑄件合格,但切割冒口時(shí),發(fā)現(xiàn)冒口根部發(fā)白,顯然,冒口下部附近存在疏松,當(dāng)然解決這一問題簡(jiǎn)單而又比較可靠的方法是加大冒口尺寸,增強(qiáng)冒口的補(bǔ)縮效果。但加大冒口尺寸,也會(huì)帶來冒口切割、浪費(fèi)合金液等問題,鑄造缺陷也不一定能根除。其次還做了這樣的試驗(yàn):在鑄型上多開幾個(gè)內(nèi)澆道,不開冒口,使鑄件達(dá)到同時(shí)凝固的目的。結(jié)果澆出的鑄件表面末發(fā)現(xiàn)明顯的疏松,但發(fā)現(xiàn)鑄件的內(nèi)澆道處有2～6mm左右的縮陷。在以后的試驗(yàn)中,不管怎樣調(diào)整內(nèi)澆道尺寸和位置,都不能解決內(nèi)澆道處的縮陷問題。從上面的情況看,很明顯,補(bǔ)縮不夠是產(chǎn)生缺陷的主要原因。在經(jīng)過多種方案試驗(yàn)之后,采取了在內(nèi)澆道上放置冒口,適當(dāng)加大內(nèi)澆道的截面積。這種澆注系統(tǒng),一般稱之為“邊側(cè)冒口”。見圖3、圖4示意圖,經(jīng)過多次試驗(yàn),鑄件未發(fā)現(xiàn)補(bǔ)縮不良所產(chǎn)生的缺陷。經(jīng)機(jī)械加工后,鑄件也沒有發(fā)現(xiàn)缺陷。1.2澆冒系統(tǒng)設(shè)計(jì)鑄件形狀見圖5。凹型鑄件共有三種,即大蓋底座、中蓋底座、小蓋底座。典型的大蓋底座的外廓尺寸為435mm×321mm×165mm,外形為長方形,內(nèi)為凹形弧面鑄件,質(zhì)量達(dá)38kg,如采用常用澆冒系統(tǒng),要獲得合格鑄件,冒口尺寸要比較大,方能達(dá)到補(bǔ)縮的效果。采用邊側(cè)冒口,在凹形鑄件的兩邊安放對(duì)稱的澆冒系統(tǒng),同時(shí)澆注,結(jié)果獲得了滿意的鑄件。組合板類鑄件可分為沿邊互相垂直的三塊板:底板,左側(cè)板、前側(cè)板,板厚30～50mm。相互垂直的三塊板所組成的空間尺寸為457mm×329mm×267mm,鑄件質(zhì)量27kg。兩塊側(cè)板上下斜度為2.5°,長度方向的弧度要求用樣板檢驗(yàn)。按常理分析、三塊板所組成的鑄件交匯處最易出現(xiàn)疏松、縮孔。要獲得合格的鑄件,則需要放置多個(gè)尺寸大的冒口,由于邊側(cè)冒口對(duì)平板類鑄件補(bǔ)縮效果好,在試制該鑄件時(shí),仍選用這種澆冒系統(tǒng),效果不錯(cuò)。圖6為組合板類鑄件。1.3比較平板材料的性能選取12個(gè)平板鑄件,分為二組進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),冒口尺寸大小相同,按圖3、圖4方案進(jìn)行,結(jié)果如表1。2側(cè)門的特性和應(yīng)用中的問題2.1冒口的方便之處從表1可清楚看出,前者易產(chǎn)生疏松缺陷,后者就能澆出合格鑄件。對(duì)于厚度大凹型鑄件更能表現(xiàn)其補(bǔ)縮效果。其次冒口鋸割方便。當(dāng)用手工鋸割時(shí),只需在內(nèi)澆道上下方各鋸一條不太深的口子,用鐵郎頭敲擊冒口,澆冒口就能同時(shí)輕易地打下來,對(duì)于無切割設(shè)備而又生產(chǎn)厚大鋁鑄件的生產(chǎn)者來說尤其適用。由于邊側(cè)冒口補(bǔ)縮效果好,節(jié)約了液態(tài)金屬。2.2應(yīng)該注意的問題2.2.1內(nèi)澆道截面尺寸對(duì)于平板類鋁鑄件,邊側(cè)冒口根部與鑄件的距離約為20～30mm,厚大鑄件的冒口與鑄件之間的距離為10～20mm。內(nèi)澆道截面尺寸要加大,與冒口成比例,以保證形成冒口至鑄件的補(bǔ)縮通道。在實(shí)際生產(chǎn)中,冒口與鑄件之間的距離,冒口大小,內(nèi)澆道截面積尺寸都應(yīng)根據(jù)鑄件的特點(diǎn)加以確定。2.2.2與冷鐵的配合使用一般來說,凡是可以放在澆道位置以下的鑄件,都適用邊側(cè)冒口。我們成功生產(chǎn)的平板類、厚大凹型類及組合板類鑄件就證明了這一點(diǎn)。有時(shí),邊側(cè)冒口還需與冷鐵配合使用。例如,生產(chǎn)鋁合金凸型型鑄件時(shí),可在鑄型厚大的部位安上粘有河砂的冷鐵,取得較好的效果。3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)液態(tài)金屬充型過程中,金屬液沿著澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔,待型腔充滿后,金屬液才填充冒口。常規(guī)冒口一般安放在鑄件上方厚大部位,用于直接補(bǔ)縮鑄件。在充型過程中,由于金屬液要對(duì)型壁和大氣散熱,因而到達(dá)冒口中金屬液的溫度會(huì)有所下降,進(jìn)而影響對(duì)鑄件的補(bǔ)縮。為了提高冒口金屬液的溫度,在實(shí)際生產(chǎn)中人們習(xí)慣于在澆注的后期直接向冒口澆入金屬液,但是這種方法不可靠,因?yàn)橄蛎翱跐沧r(shí),金屬液有一股沖擊力,對(duì)提高冒口的金屬液溫度不利,因而影響補(bǔ)縮效果。此外,在鑄件上方放置冒口,就增大了該處的熱節(jié)圓,需要增大相應(yīng)的冒口尺寸,只有這樣才能對(duì)鑄件進(jìn)行有效的補(bǔ)縮。使用邊側(cè)冒口時(shí),由于冒口安放在內(nèi)澆道上,所以,金屬液進(jìn)入冒口的情況就不同了。當(dāng)金屬液充滿型腔后,從內(nèi)澆道不斷注入的金屬液不需先經(jīng)過型腔散失熱量,而是直接進(jìn)入邊側(cè)冒口。所以,在這種澆注系統(tǒng)中,其冒口內(nèi)的金屬液的溫度就比常規(guī)冒口中的金屬液的溫度要高。一般來說,金屬液最后充型的地方,也是金屬液溫度較低的地方,離內(nèi)澆道的