铝合金重力铸造综述

铝合金重力铸造综述目录铝合金重力铸造综述1.概述：---------------------------------------------------42.铝合金铸件金属型重力铸造工艺技术 ------------------------5 2.1铝合金铸件金属型铸造工艺设计---------------------------52.1.1铸件浇注位置-------------------------------------------52.1.2浇冒系统---------------------------------------------52.1.3砂芯的定位方式---------------------------------------62.1.4模具工作温度-----------------------------------------62.1.5模具的结构设计---------------------------------------62.1.6 铝合金浇注温度、浇注速度----------------------------62.2铝合金金属型设计及材料---------------------------------72.2.1金属型设计及制造-------------------------------------72.2.2金属型材料-------------------------------------------72.3 铝合金重力铸造制芯工艺--------------------------------72.3.1热芯-------------------------------------------------82.3.2 壳芯------------------------------------------------82.3.3 冷芯------------------------------------------------93.铝合金铸造工艺性能--------------------------------------103.1流动性-------------------------------------------------103.2收缩性-------------------------------------------------103.2.1体收缩-----------------------------------------------113.2.2线收缩-----------------------------------------------113.3 热裂性------------------------------------------------113.4 气密性------------------------------------------------123.5铸造应力-----------------------------------------------123.5.1热应力-----------------------------------------------123.5.2相变应力---------------------------------------------123.5.3收缩应力---------------------------------------------123.6 吸气性------------------------------------------------124.金属型重力铸造的优缺点 ---------------------------------134.1优点--------------------------------------------------134.2 缺点--------------------------------------------------135.金属型铸件常见缺陷及预防 ------------------------------135.1 针孔------------------------------------------------135.2 气孔------------------------------------------------145.3氧化夹渣--------------------------------------------145.4 热裂------------------------------------------------145.5疏松-------------------------------------------------146.铝合金金属型铸造设备及自动化 --------------------------156.1金属型铸造设备---------------------------------------156.2金属型铸造自动化生产线-------------------------------15 6.3 主要重力铸造设备介绍 -----------------------------156.3.1 J34-6水平重力铸造机------------------------------156.3.2 倾转式重力铸造机---------------------------------166.3.3 Loramendi制芯机--------------------------------16～197.铝合金铸件典型工艺介绍--------------------------------197.1 铝合金薄壁件---------------------------------------197.1.1复杂铝合金薄壁件的基本概念及特征------------------197.1.2 有色合金复杂薄壁件成型的基本要求------------------207.2 TA1铝缸盖铸造工艺探讨-----------------------------21参考文献------------------------------------------------221、概述：从近几年全球工业发展来看，轿车工业是铸造工业的最大用户。

特别是在我们国家随着人民生活水平的日益提高，对轿车的需求量越来越大，这样就更充分的促进了铸造技术的进步。

目前，能源问题和环境问题日益突出，零件轻量化技术受到各国的重视，为了降低燃料消耗、减少环境污染，轿车铸件朝着轻量化、精确化、强韧化和复杂化方向发展。

美国新一代汽车研究计划的目标是在2003年汽车每100公里油耗要减少到3升。

汽车重量减轻10%可使燃烧效率提高7%，并减少10%的污染。

为了达到这一目标，要求整车重量减轻40%-50%，其中车体和车架的重量要求减轻50%，动力及传动系统减轻10%。

美国福特汽车公司新一代汽车中钢铁材料用料将大幅度减少，而铝及镁合金用量明显增加，铝合金将从129公斤增加到333公斤。

据专家预测，到2009年74%的汽车发动机缸体及98%的缸盖将用铝合金铸造。

铝合金铸件产量从1995年的640万吨增长到1999年的790万吨，，预计到2014年将提升到1200万吨的水平。

在近些年内，铝铸件将按每年150万吨的速度递增。

以汽车工业为代表的交通运输业为铝铸件的消耗大户，大量的铝铸件已经扩展到汽车发动机的生产方面。

中国在汽车生产方面的势头强劲，铝铸件的需求量正处在激增状态。

而汽车发动机上的主要铝合金零部件都采用的重力铸造工艺进行生产，如铝缸盖、进气歧管等。

近年来，中国从国外大量引进新材料、先进的设备、先进的工艺，中国的铝铸件的增长已名列前矛。

重力铸造是指金属液靠自身重力作用下浇入模型获得铸件的工艺方法。

广义的重力铸造包括砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造、消失模铸造，泥模铸造等；窄义的重力铸造专指金属型铸造。

铝合金铸件金属型重力铸铸造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体、铝缸盖、进气歧管和铝活塞等。

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。

金属型铸铝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。

铝合金铸件重力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：a、几何尺寸和金相组织等综合质量好。

b、较低压及高压铸造工艺灵活，可生产较复杂铸件。

c、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工装的一次性投资更低。

但金属型重力铸造也存在出品率低、薄壁复杂铸件浇注困难、铸件组织密度相对压力铸造较低等缺点。

2、铝合金铸件金属型重力铸造工艺技术2.1铝合金铸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、浇冒口系统的设计、砂芯的定位方式和模具工作温度的控制和调节，以及模具的结构设计，铝合金浇注温度、浇注速度等。

2.1.1铸件浇注位置：它直接关系到金属型型芯和分型面的数量、金属液导入位置、排气的通畅程度以及金属型结构的复杂程度等。

应指出，确定浇注位置在很大程度上着眼于控制铸件的凝固，实现顺序凝固的铸件，可消除缩松、缩孔，保证铸件的致密性，提高铸件的质量，降低废品率。

因此，铸件浇注位置是铸造工艺设计首先考虑的重要环节。

2.1.2浇冒系统：铸件浇冒系统设计决定铸件内、外质量。

浇注系统的设计要求：（a）所确定的内浇道位置、形状应符合铸件的凝固原则或补缩方法。

（b）使铝液流动平稳，避免严重紊流。

防止卷入、吸收气体和使铝液过度氧化。

（c）铝液进入型腔时线速度不可过高，避免飞溅、冲刷砂芯。

（d）保证型内铝液液面有足够的上升速度，以免形成夹砂、冷隔等铸造缺陷。

浇冒系统应具有挡渣、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、合理的浇冒系统要根据铸件不同的结构，合理的计算直浇道、横浇道、内浇道间的截面积比，通过计算机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。