探析影響低壓鑄造鑄件質量的因素

王偉東

中車齊齊哈爾車輛有限公司 黑龍江齊齊哈爾 161002

1 低壓鑄造的特點

在低壓氣體作用下，低壓鑄造可以使得液態金屬充填鑄型同時逐漸凝固成鑄件的一種鑄造方式。氣體壓力通常保持在0.6～1.5帕。低壓鑄造工藝過程為：在熔化金屬坩堝爐當中進行密封蓋的架設，密封蓋中心部位進行升液管的裝設，將升液管插入到金屬液面以下，在密封蓋的上部進行鑄型的安放。低壓鑄造主要對干燥的壓縮空氣逐漸的融入到坩堝爐中，金屬液因為受到氣壓對其的影響，會緩緩沿著升液管和澆筑系統從下往上對型腔進行填滿。因為澆筑系統在設計中受到相應的限制，鑄造開始階段的縱向分布主要為反順序凝固。溫度比較低的液體在鑄型頂，溫度比較高的液體在鑄型的底部，在重力鑄造狀況下對鑄件不可能進行補縮。但是在低壓鑄造中，液體是從底部朝向頂部進行流動，對充型參數進行調整，可以確保液體穩定上升和氣體順利的外排。除此之外，低壓鑄造補縮方向和重力鑄造補縮方向相反，壓力從下往上，底部的壓力比頂部的壓力大，合金的溫度一般是上低下高，鑄件從遠端進行開始凝固，逐漸的轉移到下部的澆筑系統，最后轉移到升液管，從而可以對凝固次序很好的符合，對于鑄件補縮非常有利，能夠確保鋁合金鑄件質量提升。并且，加壓凝固可以對鋁合金結晶中補縮能力提升，以此來對鑄件的致密度提升。低壓鑄造使用底注式充型，金屬液充型較為穩定，不會出現飛濺，可以防止卷入的氣體對于型腔和型芯造成沖刷，以此來對鑄件的合格率提升，有著很好的利用率，可以達到85%-95%。因為沒有冒口和澆道，澆口的位置較小，因此可以將材料費用以及加工工時有效降低，這樣也就對成本降低[1]。

2 低壓鑄造鑄件質量影響因素

2.1 澆口方案自由度

目前，我國低壓鑄造工藝水平不是很高，鑄造澆口數量和位置會受到一定的限制，不能按照產品的需求進行調整，造成產品壁厚不能實現合理控制，對鑄件質量有著很大的影響。以上這些分析都是作為澆口自動度的設置范圍，所以，這種因素對鑄件質量有著很大的影響。第一，澆口數量針對鑄件質量有著一定的影響，因為澆口數量比較有限，不能同時進行多個鑄件的澆筑操作工作，生產效率不是很高。為了能夠將生產效率提升，就需要對工藝制作過程進行簡化處理，將一個操作環節進行忽略，從而使得質量降低。因此，因為澆口數量比較少，從而在一定意義上對質量會產生相應的影響。對澆口位置的設置，是根據生產要求落實的，若是設定就很難改變，并且每批次的鑄件自身尺寸參數不相同，澆口位置和要求不相符合，為了能夠將成本降低，只能通過這些澆口來完成加工，這也是導致鑄件質量降低的主要因素[2]。

2.2 機械操控

由于鑄件生產周期比較長，相對于機械操控要求很好，若是其中一個環節產生問題，就會使得某項指標不符合生產加工標準。比如，對壓力和溫度的控制等。并且目前企業機械鑄造操控設備和技術較為傳統，對溫度和壓力參數精度控制不足，特別是對靠近澆口位置較為粗糙，將控制難度加大，因此，會對鑄件質量會產生很大的影響。

2.3 鑄型排氣

相對于低壓鑄造來講，進行氣壓控制很重要，若是在鑄造中氣壓波動比較大，就會產生氣泡在鑄件內部很難去除，在加工當中通過排氣孔和分型面排氣，對于這兩種排氣方式，實際的排氣效果不好，在生產和加工中排氣不順暢的情況經常產生，造成在澆筑中產生反壓力，金屬溶液出現波動，很容易在內部產生氣泡，使得鑄件質量不高[3]。

2.4 縮孔處理

在鑄件加工中縮孔是非常重要的環節，采用溫度的控制對金屬狀態進行控制，以此形成固態產品，但是在這當中很難對縮孔大小進行控制。盡管在生產前，通過參數要求對縮孔大小進行了設置，并且采用溫度的控制，然而實際效果不是很好。因為溫度和固液體積差之間呈現正比關系，因此，采用溫度的降低來對固液體積差進行縮小，并且冷卻壁空氣作為不良熱導體，對降溫會產生阻礙，從而將溫度的控制實現延長，鑄件長時間在液態狀態，從而將縮孔數量和直徑增加，使得鑄件質量不高。

2.5 鑄件氣孔

鑄件氣孔主要分為三種類型，主要有侵入性氣孔、反應性氣孔、析出性氣孔。在這當中，侵入性氣孔主要在鑄件的上部進行分布，主要就是避免雜質混入到齊總，在鑄造中對外界影響因素進行組織，同時在鑄造坩堝中的氣泡需要另外進行處理。因為入侵性氣孔設計中使用常規的設計方式，沒有使用打磨處理，洞壁比較光滑，很難對雜質的入侵進行阻擋，這對鑄件有著很大的影響。反應性氣孔主要出于鑄件和型壁的接觸面，在鑄件鑄造中起到排氣的作用，因為氣孔孔徑通常比較小，同時孔壁比較粗糙，所排出的氣體所混入的雜質較多，在孔壁上進行粘附，從而將空氣的流動性降低，使得排氣氣流很小，對鑄件排氣要求很難滿足，一些氣體在鑄件中殘留，從而產生氣泡，對產品質量有著一定的影響。析出性氣孔主要指的就是在溫控調控當中氣體抽出的孔洞，使用該氣體對坩堝內多余的氣體析出，防止氣體對溫度調整產生影響，因為氣孔壁缺少合理的處理，并且在高溫條件下，所析出的氣體主要是水蒸氣，在預冷后會產生水珠或者氣泡，對氣體析出非常不利，不能實現預期的效果。

3 結語

本文研究分析主要就是在低壓鑄造基礎上進行探討，采用對鑄件加工流程以及各個環節中可能存在的音響因素進行合理分析，從中發現相關因素對于低壓鑄件環境中所產生的影響，在后續的生產中可以針對這些因素加強重視。