铝铸造技术。砂型铸造和压铸工艺

背景

铝铸造工艺分为锭铸造和模铸造。在第一种工艺中，一次或二次铝被铸造成轧制锭(板坯)、挤压锭(小方坯)和线材锭，然后转化为半成品和成品。

第二种工艺用于铸造厂生产铸件。这是最古老和最简单的(在理论上但不是在实践中)制造成型部件的方法。

本节专门介绍了模具铸造，可分为两大类：

•砂铸造

•压铸

其他技术，如“泡沫消失”或“蜡模”工艺也被使用，但它们的经济重要性远低于上述两种技术。

砂铸造

在砂型铸造中，使用可重复使用的永久性图案来制作砂型。该砂型的制备和粘接是关键步骤，往往是这一过程的速度控制步骤。砂型粘接主要采用两种方法:

•“绿砂”由沙子、粘土和水分的混合物组成。

•“干砂”由砂和热固化或化学固化的合成粘合剂组成。

用于形成铸件空心件内部形状的砂芯是用干砂部件制成的。

这种多功能技术通常用于大批量生产。并给出了半砂型的实例图1所示。

通常，这种模具是通过将熔化的金属倒入填充系统来填充的。模具设计是一门特别复杂的艺术，其原理与图4所示的重力压铸相同。

在“低压”型砂铸造技术中，熔化的金属在低压差的作用下被迫进入模具。这种更复杂的工艺可以生产壁厚更薄的铸件。

压铸

在这种技术中，模具通常不会在每次铸造时被破坏，而是永久性的，由金属(如铸铁或钢)制成。有许多压铸工艺，如总结图2．高压压铸是应用最广泛的，约占所有轻合金铸造生产的50%。低压压铸目前约占生产的20%，其使用量正在增加。除了最近引进的真空压铸和挤压铸造工艺，重力压铸占了其余部分。

重力铸造

中的示意图图3展示了构成重力压铸经典模具的主要部件。型芯(模具的内部部分)一般用保税砂制成。

重力压铸适用于大规模生产和全机械化铸造。

高压压铸

在此过程中，液态金属以高速高压注入金属模具。中给出了高压压铸的示意图图4。

该设备由两2020欧洲杯下注官网个垂直压板组成，其上安装有支撑板，用于固定半模。一个压板固定，另一个可以移动，以便打开和关闭模具。将一定量的金属倒入喷丸套筒，然后使用液压驱动活塞将其引入模具型腔。一旦金属凝固，模具打开，铸件移除。

在此过程中，必须采取特别的预防措施，以避免过多的气体夹杂物，在后续的热处理或焊接过程中造成铸件起泡。

这台机器及其模具都非常昂贵，因此，只有在大批量生产时，压力铸造才是经济的。

低压压铸

系统化的图5，模具由下面的加压坩埚填充，压力通常高达0.7巴。低压压铸特别适合于生产关于旋转轴对称的部件。轻型汽车车轮通常采用这种技术制造。

真空压铸

原理与低压压铸相同。模具内部的压力通过真空泵降低，压力差迫使液态金属进入模具。这种转移比其他铸造技术湍流小，因此气体夹杂物可以非常有限。因此，这种新技术是专门针对可随后进行热处理的部件。

挤压铸造或挤压成形

如中所示图6，液态金属被引入一个开放的模具，就像在一个封闭的模锻过程。然后关闭模具。在闭合的最后阶段，液体被排入模具的进一步部分。由于排量小，对液体的流动性要求不大。因此，通常流动性较差的合金可以通过这种工艺进行铸造。

这种技术特别适用于用纤维饼预制体制造纤维增强铸件。挤压铸造迫使铝液渗入预制件。与非增强铝合金相比，采用该工艺制备的铝合金基复合材料在300℃下的疲劳强度可提高一倍。因此，这种加强通常使用在柴油发动机的活塞头的边缘，那里的恳求特别高。

结论

铝铸件是非常强大和通用的技术，用于制造形状复杂的半成品或成品。这些技术不断得到改进和发展，以满足用户的需求和开拓新的市场。

创新主要是面向汽车行业这是最重要的铸件市场。这种持续的改进和发展将确保铝铸件继续在这一领域发挥重要作用。

资料来源：欧洲铝协会。

欲了解更多信息，请访问欧洲铝协会．