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导致机械铸铝件脱皮缺陷的原因有哪些?

时间:2019-05-12  来源:旭城机械

机械铸铝件是一种镁-锌-锆系砂型铸造合金,具有高的抗拉强度、屈服强度和塑性,但铸造时热裂倾向较大而且难以焊补。该合金的显微疏松倾向较大,不宜用来铸造耐高压的件。推荐用于小型或形状简单、断面均匀的受力件。

机械铸铝件是现在比较常用的一种机械铸件,它的热处理工艺可以分为如下四类:

1、退火处理将铝合金铸件加热到较高的温度,一般约为300℃左右,保温的时间后,随炉冷却到室温的工艺称为退火。在退火过程中固溶体发生分解,相质点发生聚集,可以消除铸件的内应力,稳定铸件尺寸,减少变形,增大铸件的塑性。

2、固溶处理把铸件加热到尽可能高的温度,接近于共晶体的熔点,在该温度下保持足够长的时间,并随后快速冷却,使强化组元大限度的溶解,这种高温状态被固定保存到室温,该过程称为固溶处理。固溶处理可以提高铸件的强度和塑性,合金的性能。固溶处理的效果主要取决于下列三个因素:

(1)保温时间。保温时间是由强化元素的溶解速度来决定的,这取决于合金的种类、成分、组织、铸造方法和铸件的形状及壁厚。铸造铝合金的保温时间比变形铝合金要长得多,通常由试验确定,一般的砂型铸件比同类型的金属型铸件要延长20%-25%。

(2)冷却速度。淬火时给予铸件的冷却速度越大,使固溶体自高温状态保存下来的过饱和度也越高,从而使铸件获得高的力学性能,但同时所形成的内应力也越大,使铸件变形的可能性也越大。冷却速度可以通过选用具有不同的热容量、导热性、蒸发潜热和粘滞性的冷却介质来改变,为了小的内应力,铸件可以在热介质(沸水、热油或熔盐)中冷却。

(3)固溶处理温度。温度越高,强化元素溶解速度越快,强化效果越好。一般加热温度的上限低于合金开始过烧温度,而加热温度的下限应使强化组元尽可能多地溶入固溶体中。为了获得好的固溶强化效果,而又不便合金过烧,有时采用分级加热的办法,即在低熔点共晶温度下保温,使组元扩散溶解后,低熔点共晶不存在,再升到较高的温度进行保温和淬火。固溶处理时,还应当注意加热的升温速度不宜过快,以免铝合金铸件发生变形和局部聚集的低熔点组织熔化而产生过烧。固溶热处理的悴火转移时间应尽可能地短,一般应不大于15s,以免合金元素的扩散析出而降低合金的性能。

3、为了使炉内温度均匀性能够满足铝合金工件的淬火工艺要求,在炉体的顶部还设置一台强力离心风扇,离心风扇在炉内导流系统的作用下能够地将热气流循环,导流系统采用耐热不锈钢板制作。在炉内为了防止其变形,导流板均采用悬挂式安装方式,其结构性能稳定、可靠、设备长期工作无需维修。

4、料架的升降均由设置在炉外的起吊卷扬机来完成,该卷扬系统设置双速驱动装料。当炉门打开后,卷扬机自动快速下降,将满载工件的料架迅速入水淬火,当料架上重新准备进入炉内时,卷扬机则以慢速起吊料架,以地防止工件的运动惯性,确保运行平稳、不会损坏炉口的密封装置以及保温材料。

机械铸铝件的应用真是越来越多,但是在生产过程中脱皮现象时常发生。到底是什么原因导致机械铸铝件发生脱皮呢?下面就由我们人员为大家详细分析一下:

脱皮是由于压铸件致密层存在的缺陷,在压力或高温下该致密层被破坏而产生的金属皮脱落现象。大致可以将机械铸铝件脱皮缺陷的原因归结为3大类:1、冷隔的微观形态;2、皮下存在微气孔;3、局部表面致密性不好。

1、冷隔的微观形态

冷隔的微观形态是指金属液体在压铸时由于所受压力的变化导致充型时不连续或不平稳。当局部模具温度偏低时,导致入型腔的少许液体碰到型壁凝固成表皮层,该表皮层会很快被水汽和油烟氧化成薄的金属层,而后进入的金属液体在其表面覆盖凝固后形成该层界面。由于该层界面有氧化现象,与基体结合强度较低,在脱模拉力、气体膨胀力以及遇到高温、喷丸和高压等外力的作用下,表层容易脱开起皮。

2、皮下存在微气孔

部分脱皮是皮下气缩孔在外力作用下释放的结果。如果铸件直接压铸出来后,表面没有脱皮,但在压铸件喷丸后才表现出来,抛丸的强度越大或时间越长,脱皮现象就会越严重,这是由于压铸件表面或皮下有微气孔和气泡等引发的脱皮缺陷。

3、局部表面致密性不好

部分脱皮是由于局部铸件表面致密性不够或者啮合性不佳,在外力作用下致密层破坏引发的。铸件在经过抛丸处理和高压清洗后出现半脱落现象是由于表面致密层在2次压力冲击下,吸附力薄弱的表层遭到破坏,从而翻边或脱落。