铸铝件剖析、数值模拟及试验应用

铸铝件由于多种因素影响，常常会出现气孔、针孔、夹渣、裂纹、凹坑等缺陷。常用的修补设备为氩弧焊机、电阻焊机、冷焊机等。对于质量与外观要求不高的铸件缺陷可以用氩弧焊机等发热量大、的焊机来修补。

铸铝件其结构较为复杂，有多个孔和凹槽，生产难度大。该阀体在现有的工艺条件下生产，出现了较为严重的缩气孔，气密性试验不合格，铸件质量不过关等现象。以该阀体为例，就如何减少铸件缺陷和提升产品合格率为出发点，开展了铸铝件剖析、数值模拟及试验应用等方面的研讨，主要工作和结论如下：

一、对阀体铸铝件进行了详细剖析，分析了整套质量检验流程，统计了缺陷类型及其位置分布，确定了缺陷多发区域，同时阐述缺陷形成机理并提出初步解决方案。

二、建立合金充型和凝固过程的数学模型，利用ProCAST软件对阀体铸件进行数值模拟，分析铸件的充型和凝固过程，预测了可能产生缺陷的区域，其结果与生产实际基本吻合。

三、根据浇注和排溢系统的设计原则，针对实际压铸缺陷，对浇注排溢系统进行优化设计，提出了两种设计方案，根据数值模拟结果，对两种方案的优缺点进行比较分析，得出优化方案。

四、根据正交试验法，设计了九组数值模拟方案，对铸件的充型过程、凝固过程以及缺陷预测进行综合分析，确定了工艺参数组合(6.2m/s的压射速度，650℃的浇注温度和220℃的模具预热温度)。

五、通过修改浇注排溢系统结构和工艺参数进行压铸试验，的铸铝件缺陷少，尺寸，达到实际使用要求。

铸铝件的质量包括外观质量、内在质量和使用质量。外观质量指铸件表面粗糙度、表面缺陷、尺寸偏差、形状偏差、重量偏差；内在质量主要指铸件的化学成分、物理性能、机械性能、金相组织以及存在于铸件内部的孔洞、裂纹、夹杂、偏析等情况；使用质量指铸铝件在不同条件下的工作长时间能力，包括不怕激冷激热、疲劳、吸震等性能以及被切削性、可焊性等工艺性能。

铸铝件的构造是否正确对于铸件的质量以及生产工艺的可行性以及简易性都会有大的影响，铸铝件的结构相当于符合熔模铸造的生产特点，所以是部分的熔模铸件正确结构的实例。铸铝件在进行生产的过程中为了的其熔模铸件的质量，往往是需要根据需要在熔模铸件上的设置工艺肋和孔，所以工艺肋设计的参考尺寸为工艺孔的应用实例。铸铝件可以铸造很复杂的零件，在使用的过程中为了提升其生产速率以及提，可以的将原先采用求他生产的多个零件组装件以及焊件，在稍进行结构改进后直接整铸成一个熔模铸件。

再来讲讲铸铝件渗漏的处理方法：

一、铸铝件远端或壁厚处压不实。提升比压；

二、可根据模拟填充或实际样件调试分析判断。正确改进浇注系统；

三、选用良好合金。

四、在烫模阶段分析铸铝件局部是否存在卷气、合金流融合不好。正确增设集渣包和排气道。

五、采用X-光探伤找出热结处。如该热结确实是渗漏点，则可与客户工程师协商改该处结构，减小壁厚。另外还可以采用二次挤压的工艺解决热解处的渗漏；

六、尽量避免加工或采用尽可能小的加工余量；

七、X-光探伤检查铸铝件内部质量。适当降低熔炼温度；

八、X-光探伤检查铸铝件内部质量。用发气量小的涂料；铸铝件进行浸渍处理；

九、利用合格铸铝件鉴定压力试验设备。维修检验设备；

十、通过打压试验即可发现。增加过程保护，及时维修模具；

十一、平面度检查可发现。控制生产过程，保压时间足够。防止工序运转过程中的挤压。