压铸件在铸造业中被传统地当作压铸合金使用。传统的压铸锌合金是含A14%左右的Zn-A1系合金。与压铸铝合金相比,压铸锌合金的熔点较低、压铸型的寿命长、压铸件的尺寸精度高、力学性能优良并且容易电镀,广泛应用于汽车、拖拉机和仪表等许多工业部门。
锌合金也适用于重力铸造。典型的重力铸造锌合金是轴承用耐磨锌合金。这类合金的含铝量较高。与巴氏合金相比,锌基轴承合金具有价格便宜、密度较小、硬度较高、容易铸造及加工等优点。与青铜相比,锌合金对油的亲和力较大、摩擦系数较低、力学性能优良而且具有减振性能。其缺点是热膨胀系数较大、室温韧性和高温强度较差。其次,锌合金还可用来铸造简易冲压模具。与压铸锌合金相比,模具锌合金的含铜量较高(2.5%~3.5%),故强度较高。用锌合金模具代替钢模可节约大量加工工时,缩短模具制造周期。此外,锌合金还可以用凝壳铸造法制作灯具、美术品和装饰工艺品。
60年代以来,美国和加拿大研制出了适用于重力铸造的新型铸造锌合金---ZA8、ZA12、ZA27。其目的是为了发挥锌合金所具有的价格较低,力学性能、铸造性能、机械加工性能良好,耐磨性高,熔铸工艺简便,节省能源并减轻污染等优点,部分替代铜合金、铝合金及铸铁等传统铸造合金。这类合金除用于重力铸造外,还开始用于压铸。
压铸件合金中的合金元素添加剂会增大结晶间隔,使流动性变差。但是随着铝含量的增加,结晶热有显著提高,从而改善了流动性。例如加A110%于钛中,结晶热由327J/g提高到435J/g。ZTB32合金因含Mo31%~35%元素,结晶间隔较大,流动性差,不适用于铸造薄壁零件。添加元素含量对合金流动性的影响。
铸型材料及其预热温度对钛的流动性也有影响,合金与造型材料的湿润角。工业纯钛中的集中缩孔的体积为1%左右,当添加元素含量达10%时,合金中集中缩孔的体积为0.5%~1.5%。结晶间隔宽的合金铸件在凝固过程中所形成的收缩孔通常被剩余液体中的气体填充而形成缩孔。钛合金铸件中形成缩孔的倾向性较大。随着结晶间隔的增大,合金中分散性缩松的体积也增大。钛合金的结晶间隔对铸件缩松的影响。
工业纯钛的线收缩率为1.0%~1.1%。钛合金的线收缩随铝含量的提高而增加,例如,BT5合金的线收缩率为1.45%~1.6%。钛合金的结晶温度间隔与线收缩的关系。合金元素对钛的线收缩的影响。由于凝壳炉熔化金属的过热度较低,所以在钛合金铸件中容易形成冷隔。冷隔深度一般在0.1~1mm范围内。铸钛的弹性模具和线膨胀细数下,高温下的强度较高,因而抗热烈性好。铸件表面产生冷裂的原因与浇注过程中钛液和铸型互相反应或铸件表面和间隙中的气体杂质起反应形成“a层”有关。铸件表面的“a层”很脆,极易生产表面冷裂。
改善铝压铸件产生气孔的方法:
1、模具的浇注系统的结构、流向要合理,内浇口要厚,排气要畅通;
2、铝水如果使用回炉料,一定要进行除气、除渣精炼;
3、喷涂的涂料含油量不要太多,喷涂的雾化效果要好,喷涂量不要过多,喷后要用足够的时间用压缩空气吹干净模具表面(“吹干净”这一点非常重要);
4、模具的温度要适当控制,模具表面喷涂之后有170~220度为好,让涂料水能够充分挥发掉,又让模具能快速冷却铸件;
5、喷涂压铸室和冲头的冲头油尽量是水包油剂的,让冲头油遇热后能把过多的溶剂挥发掉,留下有效的润滑剂粘附在压射室表面;喷涂的冲头油和喷涂料一样雾化效果要好,让冲头油均匀的喷涂在压射室表面,不要让冲头油堆积,防止浇注铝水室燃烧产生大量的烟火和气体。也一定要禁止冲头漏水,防止喷涂模具的涂料水喷进压射室,防止铝水在压射室里包卷过多的气体。
6、压铸的低速速度要低,以0.12~0.2m/s为好,防止铝水在压射室里翻滚包卷气体;
7、高速压射行程要短,高速速度要快,要让铝水喷射进型腔的雾化效果要好;
8、当然增压的压力也要足够大,尽量在80~120MPa,增压上升时间也要小,以15~36ms为好。
压铸铝件使用过程中须注意的问题:
1、抗蚀性差。当合金成分中杂质元素铅、镉、锡超过标准时,导致铸件老化而发生变形,表现为体积胀大,机械性能特别是塑性显著下降,时间长了甚至破裂。
铅、锡、镉在压铸件中溶解度很小,因而集中于晶粒边界而成为阴极,富铝的固溶体成为阳极,在水蒸气(电解质)存在的条件下,促成晶间电化学腐蚀。压铸件因晶间腐蚀而老化。
2、时效作用。压铸件的组织主要由含Al和Cu的富锌固溶体和含Zn的富Al固溶体所组成,它们的溶解度随温度的下降而降低。但由于压铸件的凝固速度极快,因此到室温时,固溶体的溶解度是大大地饱和了。经过一定时间之后,这种过饱和现象会逐渐解除,而使铸件的形状和尺寸略起变化。
3、压铸件不宜在高温和低温(0℃以下)的工作环境下使用。压铸件在常温下有较好的机械性能。但在高温下抗拉强度和低温下冲击性能都显著下降。
4、压铸件由于锁模力不足、合模不良、模具强度不足、熔汤温度太高等问题会出现表面有毛刺的现象,这种现象叫做产品披锋,往往是企业必须要面对的后处理加工工序。
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