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铸铝件出现脱皮缺陷的原因有哪些?

2021-05-30 03:08:20
发布者:德榜铝合金

铸铝件压铸过程中,液态金属在高压条件下填充型腔,液态金属流体易出现紊流现象导致在压铸过程中铸件易产生由气体和氧化膜卷入形成的孔洞缺陷,而孔洞对铸铝件的力学性能是疲劳性能有着影响。对压铸孔洞与力学性能之间的关系进行了许多改进。由气体卷入引起的孔洞对铸件拉伸性能的影响,提出所的ADC12铸铝件达到性能要求的孔隙率与大孔洞尺寸;孔洞形状、尺寸、位置及孔洞之间的距离对AZglD镁合金铸铝件应力集中的影响,指出孔洞的尺寸越大,形状越复杂,其引起的应力集中愈大;随着壁厚增加压铸镁合金的孔隙率减少,晶粒变大,强度降低但伸长率升高;含孔洞铸铝件断裂的主要影响因素是断面处的孔洞百分比,进一步说,具有较低孔隙率的试样也可能由于孔洞偏聚造成薄弱部位先断裂。结合铸造孔洞预测与力学有限元分析,模拟了考虑孔洞的试样拉伸行为并计算出其伸长率,与实验较为吻合,提供了一种铸件从设计到生产的优化方法。

您可知道铸铝件脱皮缺陷的原因有哪些?下面,为您简单分析一下:

一、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。

二、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,但在铸铝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,这是由于铸铝件表面或皮下有微气孔和气泡等引发的脱皮缺陷。

三、局部表面致密性不好。部分脱皮是由于局部铸铝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。

对于铝硅合金和铝硅铜合金而言,硅含量通常在6~12%之间,硅元素主要起到提升合金液流动性的作用;其中铜元素主要起到提的作用,此外,铜还会降低固相线,使得凝固范围变宽,降低液态金属的流动性(增加孔隙率),增加热裂倾向。由于铜在铝中的溶解度约为4%,其含量不宜超过4%~5%;铁含量通常在0.7~1.2%之间,在此比例之内,工件的脱模效果较佳,但铁元素会形成金属间化合物并降低铸件力学性能,压铸中铁含量不宜超过2%。铝镁合金的凝固范围宽、收缩倾向大,经常产生缩松和裂纹,铸造性能差。因此,在其使用范围上有大局限性,不宜生产结构复杂的工件。

铸铝件压铸中的高压射速度会导致充型过程中金属液卷入大量气体,从而形成气孔缺陷,难于进行热处理,制约了压铸合金的力学性能。近年来,针对铸铝件内部存在的孔洞问题,发展了多种压铸,如真空压铸技术、半固态压铸和挤压铸造,从而生产出具有、可热处理、可焊接、高致密度等特点的高性能铸铝件。虽然真空压铸、充氧压铸等压铸技术可以减少孔洞的形成,但由于生产成本等原因,距离普遍应用仍有较长的时间,铸铝件中孔洞缺陷问题还将长期在实际生产中存在,现今有相当的工作者致力于铸件孔洞的。微观孔洞是铝合金铸铝件的主要缺陷之一,其对铸件的力学性能,是疲劳性能有着重要的影响。铸造合金的疲劳性能主要与其孔洞缺陷及微观组织特征相关。对于含有相当数量孔洞的铸件,其疲劳性能的分散性主要受孔洞的数量和尺寸影响。而对于含有较少孔洞的铸件,其疲劳行为主要受其孔洞以外的微观组织特征决定,如氧化膜、枝晶间距、晶粒大小等。

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