不同鑄造工藝下的鑄鋁件對(duì)比分析-鑄鋁廠家

鋁合金因輕量化、舒適、美觀、耐用、節(jié)能、保護(hù)環(huán)境、降低綜合成本等綜合性能已逐漸成為汽車(chē)工業(yè)現(xiàn)代化和輕量化的首選材料，以鋁合金代替鋼鐵材料，最大限度地減輕汽車(chē)的自重也就成為當(dāng)前世界各國(guó)的研究熱點(diǎn)，汽車(chē)用鋁合金主要分為鑄造鋁合金和變形鋁合金，鑄造鋁合金主要應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體、氣缸蓋、曲軸箱、輪轂、機(jī)油盤(pán)零件等。

今天青島鑄鋁廠家就說(shuō)一說(shuō)在不同的鑄造工藝下得到的鑄鋁件有什么不同。

1、重力鑄造

鋁合金重力鑄造是指鋁液在地球重力作用下注入鑄型的工藝，該工藝的鋁液通常是采用手工倒入澆口，依靠金屬液的自重充滿(mǎn)型腔、排氣、冷卻、開(kāi)模到得到樣品，其工藝流程一般為：鋁液熔煉、澆料充型、排氣、冷卻、開(kāi)模、清產(chǎn)、熱處理、加工。

重力鑄造又分為：樹(shù)脂砂型澆鑄、金屬型（鋼模）澆鑄、消失模澆鑄等。現(xiàn)在應(yīng)用最多的是金屬模（鋼模）澆鑄，其模具采用耐熱合金鋼制作而成，澆鑄出來(lái)的鑄鋁件強(qiáng)度、尺寸、外觀等都高于其他鑄造工藝的鑄件。

鋁合金重力澆鑄件的特點(diǎn)為：

產(chǎn)品表面光潔度不高，拋丸后易產(chǎn)生凹坑。

鋁鑄件內(nèi)部氣孔少，可進(jìn)行熱處理。

產(chǎn)品致密性低、強(qiáng)度稍差，但延伸率高。

模具成本較低，模具使用壽命長(zhǎng)。

生產(chǎn)效率低，從而增加了生產(chǎn)成本。

工藝較簡(jiǎn)單，不適合生產(chǎn)薄壁件。在產(chǎn)品選擇何種工藝生產(chǎn)的時(shí)候，主要根據(jù)鑄鋁件的壁厚做選擇，產(chǎn)品壁厚大于8mm 時(shí)，壓鑄會(huì)造成很多的氣孔存于壁內(nèi)，故而壁厚較厚的產(chǎn)品可以選擇重力鑄造工藝完成。

重力鑄造現(xiàn)場(chǎng)

2、低壓鑄造

低壓鑄造一般以壓縮空氣為動(dòng)力，也可以是惰性氣體，將壓縮氣體通入密閉容器（坩堝），作用在保持一定澆注溫度的合金液面上，造成密封容器內(nèi)與型腔內(nèi)的壓力差，使金屬液從在較低的壓力 0.01－0.05MPa 下在密閉容器中沿著升液管自下而上流經(jīng)升液通道、鑄型澆口，平穩(wěn)填充型腔。待金屬液充滿(mǎn)型腔之后，增大氣壓，在壓力作用下，金屬液從上而下冷卻、結(jié)晶、凝固，在凝固過(guò)程中不斷有金屬液補(bǔ)充。然后撤掉密閉容器內(nèi)的壓力，讓升液管、澆道內(nèi)還沒(méi)有凝固的金屬液依靠自身重力回落到密閉容器中，完成一個(gè)循環(huán)。整個(gè)過(guò)程的壓力、時(shí)間、速度、溫度等都可控。與高壓鑄造相比，所受壓力大小不同，液態(tài)金屬流動(dòng)方向不同。

低壓鑄造機(jī)

低壓鑄造優(yōu)點(diǎn)：

純凈金屬液充型，提高了鑄件的純凈度。由于熔渣一般浮于金屬液表面，而低壓鑄造由坩堝下部的金屬液通過(guò)升液管實(shí)現(xiàn)充型，徹底避免了熔渣進(jìn)入鑄型型腔的可能性。

金屬液充型平穩(wěn)，減少或避免了金屬液在充型時(shí)的翻騰、沖擊、飛濺現(xiàn)象，從而減成少了氧化渣的形成。

鑄鋁件成型性好，金屬液在壓力作用下充型，可以提高金屬液的流動(dòng)性，有利于形成輪廓清晰、表面光潔的鑄件，對(duì)于大型薄壁鑄件的成型更為有利。

鑄鋁件在壓力作用下結(jié)晶凝固，能得到充分地補(bǔ)縮，鑄件組織致密。

提高了金屬液的收得率，一般情況下不需要冒口，并且升液管中未凝固的金屬可回流至坩堝，重復(fù)使用，使金屬液的收得率大大提高，收得率一般可達(dá) 90%。

生產(chǎn)操作方便，勞動(dòng)條件好，生產(chǎn)效率高，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。

因?yàn)榈蛪鸿T造充型平穩(wěn)，液流和氣流的方向一致，故氣孔、夾渣等缺陷少；組織致密，鑄件力學(xué)性能高；充型能力強(qiáng)，有利于形成輪廓清晰、表面光潔的鑄件，故重要的鋁合金鑄件常采用低壓鑄造。

低壓鑄造缺點(diǎn)：

裝備和模具投資較大；在生產(chǎn)鋁合金鑄件時(shí)，坩堝和升液管長(zhǎng)期與金屬液接觸，易受侵蝕而報(bào)廢，也會(huì)使金屬液增鐵而性能惡化。

3、高壓鑄造

高壓鑄造，就是我們常說(shuō)的壓鑄，是指將熔融或半熔融的金屬以高速壓射入金屬鑄型內(nèi)，并在壓力下結(jié)晶的鑄造方法。常用壓射壓力為 30～70MPa，充填速度約為 0.5～50 m/s，充填時(shí)間為 0.01～0.2 s。它是將金屬液倒入壓室，使金屬液在高速下填充模具型腔后在高壓下結(jié)晶凝固形成鑄件的過(guò)程。高壓、高速是高壓鑄造的主要特點(diǎn)，金屬液凝固時(shí)承受的壓力高達(dá)40-120MPa。具有表面光潔度好，尺寸穩(wěn)定、可直接成型薄壁結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也有產(chǎn)生氣孔、一般不能熱處理、運(yùn)行成本高等缺點(diǎn)。

高壓鑄造過(guò)程

鋁合金高壓鑄造的特點(diǎn)為：

產(chǎn)品表面光潔度好，一般可達(dá) Ra6.3 甚至可達(dá) Ra1.6。

不可熱處理（真空高壓鑄造除外）。

產(chǎn)品氣密性高，鑄件強(qiáng)度和表面硬度高，但延伸率低。

模具成本較高，使用壽命短。

生產(chǎn)效率高。

可生產(chǎn)薄壁件，加工余量小。

高壓鑄造的優(yōu)點(diǎn)：

生產(chǎn)率高，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，可以生產(chǎn)形狀復(fù)雜的薄壁鑄件。壓鑄鋅合金壁厚僅為 0.3mm，壓鑄鋁合金壁厚約為 0.5mm，鑄出孔徑為 0.7mm。

鑄鋁件尺寸精度高，表面粗糙度值小。壓鑄件尺寸公差等級(jí)可達(dá) CT3～CT6，表面粗糙度一般為 Ra0.8～3.2μm。

壓鑄件中可嵌鑄零件，既節(jié)省貴重材料和機(jī)加工工時(shí)，也替代了部件的裝配過(guò)程，可以省去裝配工序，簡(jiǎn)化制造工藝。

高壓鑄造的缺點(diǎn)：

壓鑄時(shí)液體金屬充填速度高，型腔內(nèi)氣體難以完全排除，鑄件易出現(xiàn)氣孔和裂紋 及氧化災(zāi)雜物等問(wèn)題，壓鑄件通常不能進(jìn)行熱處理。

壓鑄模的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造周期長(zhǎng)，成本較高，不適合小批量鑄件生產(chǎn)。

壓鑄機(jī)造價(jià)高、投資大，受到壓鑄機(jī)鎖模力及裝模尺寸的限制，不適宜生產(chǎn)大型壓鑄件。

合金種類(lèi)受限制，目前適合壓鑄的合金只有鋅、錫、鉛、銅、鎂、鋁等六種等有色合金。

下表歸納了一些高壓和低壓鑄造的特點(diǎn)，對(duì)比分析了兩種工藝的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。從中可以看到，無(wú)論是低壓鑄造還是高壓鑄造，都存在明顯的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，選擇哪一種工藝需要針對(duì)各自的需求（設(shè)計(jì)能力、應(yīng)用場(chǎng)景、資金預(yù)算、產(chǎn)品數(shù)量、設(shè)備能力、工程開(kāi)發(fā)能力、后續(xù)加工能力）選擇適合自己產(chǎn)品的，發(fā)揮工藝的優(yōu)勢(shì)、采取彌補(bǔ)措施降低缺點(diǎn)帶來(lái)的不利因素。

從目前市場(chǎng)上來(lái)看，在電機(jī)殼體、端蓋，控制器殼體的應(yīng)用上，無(wú)論是高壓還是低壓，都已經(jīng)有實(shí)際產(chǎn)品在應(yīng)用了。選擇符合自身實(shí)際情況和設(shè)計(jì)要求的工藝才是重點(diǎn)。

4、高真空高壓鑄造：

真空高壓鑄造是將型腔中的氣體抽出，金屬液在真空狀態(tài)下充填型腔，因而卷入的氣體少，鑄鋁件的力學(xué)性能高，且真空壓鑄繼承和保持了普通壓鑄法的優(yōu)點(diǎn)。高真空壓鑄法是近年來(lái)在普通真空壓鑄基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新成形技術(shù)，其特點(diǎn)是模具型腔中的真空度達(dá)91kPa以上，生產(chǎn)的鑄件可焊接，可熱處理。

以ZL101合金為例，ZL101高真空壓鑄試樣的力學(xué)性能比普通壓鑄有較大的提升，尤其是韌度顯著增高，抗拉強(qiáng)度，伸長(zhǎng)率分別比普通壓鑄提高約17.16%、71.98%；但經(jīng)T6熱處理后，抗拉強(qiáng)度比鑄態(tài)下提高了7.68%，伸長(zhǎng)率卻下降了6.78%。

開(kāi)發(fā)高真空壓鑄技術(shù)，充分發(fā)揮壓鑄的技術(shù)及成本優(yōu)勢(shì)，生產(chǎn)高強(qiáng)度、高韌性的鋁壓鑄件來(lái)取代汽車(chē)中的一切保安件是未來(lái)鑄造技術(shù)的研發(fā)方向。

本文由青島景順誠(chéng)金屬匯編，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。鑄鋁件-鑄鋁廠家-鋁合金重力鑄造定制加工-電話(huà)13697660608（微信同號(hào)）。鋁合金硬模鑄造、翻砂鑄造，金屬模鑄造，來(lái)圖來(lái)樣定制加工，青島鑄鋁行業(yè)龍頭企業(yè)。