中国压铸杂志
/images/ad_top1.jpg|http://www.dcm888.com/index.html|1
/images/ad_top2.jpg|http://www.yizumi.com/|2

局部加压技术在解决压铸件漏气问题上的应用

作者:admin 来源:原创 发表时间:2019-12-11
 
 
文:广东鸿图科技股份有限公司 黄志垣、 张玉龙、 赵卫红、 安肇勇
 
   摘要 以某发动机摇臂室压铸件的缺陷为研究对象,对其内部缩孔及油道漏气原因进行了分析,并通过采用局部加压技术,改善了铸件的内部缩孔状态。对比发现,使用新一代局部加压技术后,铸件的内部质量更好,油道漏气率大幅降低,其漏气率由原来的18.7%降低到了0.6%。
    关键词  摇臂室;压铸;局部加压;漏气
 
    近年来轻量化、高集成和高性能的要求使铸件的结构越来越复杂,出现了大量采用压铸成形,壁厚差非常大的铸件。这类铸件因壁厚差异大,不能顺序凝固,常在局部壁厚较大部位出现缩孔或缩松等缺陷,常导致铸件漏气。为了消除缩孔、缩松缺陷,在压铸生产中广泛采用局部加压工艺。
 
    传统的局部加压工艺是在铸件凝固过程中,在铸件的厚壁位置对加压杆施加压力,通过强制补缩来达到消除局部位置缩孔、缩松缺陷的目的。但由于加压速度不可调,加压在铸件凝固过程瞬间完成,导致加压效果不稳定。
 
    某发动机摇臂室铸件,在采用传统局部加压工艺生产时,由于内部缩孔,油道漏气率高达18.7%。为解决该漏气问题,采用了新一代局部加压技术,它可以通过调速阀控制液压回路中的流量来改变加压速度,使加压销在金属液凝固的同时缓慢向前推进,以保持整个凝固过程的持续加压。通过采用这种局部加压新技术,使该铸件漏气率最终降到了0.6%,且能够保持稳定生产。
 
1、铸件基本特点及缺陷分析
    图1为该发动机摇臂室铸件的结构图。毛坯质量为2.3kg,材质为ADC12合金。铸件基本轮廓尺寸为248mm×156mm×68mm,主体壁厚为7mm,最大壁厚为45mm,壁厚极不均匀。铸件分布有两条相互交叉的油道,其油道漏气检验要求在0.5 MPa的压力下,泄漏量小于4mL/min。
 
    通过水检试验发现,铸件发生泄漏的位置为油道上方的两个螺纹孔。对漏气位置进行剖切,发现这两个螺纹孔中间位置存在不同程度的缩孔、缩松,见图2。该漏气位置为铸件最大壁厚处,在凝固过程中由于周边金属液已完成凝固,此厚壁处成为孤立液相区,不能在压力下进行补缩,从而在铸件中形成缩孔,这是导致油道发生泄漏的原因。前期方案设计时也已评估出此处缩孔可能性大,极易发生漏气,并在模具上设计了局部加压来减少缩孔,然而并没有达到预期效果,该处漏气率仍然很高。
 

 
2、局部加压技术应用
2.1 局部加压新技术原理介绍
    传统的局部加压工艺,由于加压速度不可调,导致其加压动作只是在某个特定瞬间,而不能在整个凝固收缩过程中持续进行,其加压原理见图3。如果加压时机过早,金属液还没凝固加压已经结束,加压销就成了固定杆的作用;如果加压时机过迟,金属液已经凝固,加压销受到阻力太大导致无法推进;所以加压过早和过迟都不能使铸件收缩过程中得到有效补缩,导致无法完全消除缩孔。同时传统的局部加压装置无法检测加压行程,还可能会出现因加压不到位产生不良品。
 

 
    新局部加压技术可以通过其局部加压装置中的调速阀来调节液压回路的流量,从而控制加压轴的加压速度,其加压原理见图4。在金属液凝固的同时加压销缓慢向前移动,使其在液态到固态的整个凝固过程中都保持持续加压,不仅能有效消除缩孔,也能提高铸件密度,且相对于传统局部加压,其加压过程可控性高,更能保持生产稳定性和铸件品质的稳定性。此外,由于局部加压新工艺的挤压销在挤压过程中受到的相对阻力较小,能有效避免挤压销扣伤、断针现象,延长挤压销使用寿命。
 

 
    新局部加压技术和传统局部加压技术相比,最大的特点在于其加压速度是可调节的,可以在金属液整个凝固过程都保持持续加压,加压时间长,因此能进行有效补缩。图5为两种局部加压技术中加压时间与整个压射行程的关系,图中实线代表的是新局部加压技术,可以看到,其加压过程在凝固开始时进行,且加压时间长;图中虚线代表的是传统局部加压技术,可以看到,在凝固开始很长一段时间后,才开始进行加压,且整个加压过程非常短暂。
 

 
2.2 局部加压新技术工艺调试
    新局部加压技术的工艺调试与传统局部加压技术的调试方法不同。传统局部加压工艺调试中,最重要的是挤压延时的设定。延时过短,没有加压效果,缩孔不能消除;延时过长,金属液已经凝固,加压时阻力大挤不进去。在新局部加压技术的工艺调试中,选择合适的挤压速度非常关键,它直接决定了铸件的品质。速度过慢,会出现针孔扣伤,挤压不进去的现象;速度过快,也可能导致挤压效果差,缩孔不能完全消除。挤压速度通过调节调速阀开度控制回路流量来控制,调速阀开度越大,速度越大;开度越小,速度越小。
 
    为了获得最优的工艺参数,采用了多组参数组合进行试验,试验参数见表1。观察这4组参数条件下的生产过程,可以看到,采用第1组参数生产时,挤压针不能完全挤到位,且有粘铝,挤压孔内扣伤严重;采用第2组参数生产时,挤压针没有出现挤不进现象,但有粘铝,挤压孔内有轻微扣伤;采用第3、4组参数生产时,挤压过程动作顺畅,没有出现挤压针挤不进和粘铝现象,挤压孔内壁光滑。对比4组参数条件生产情况,判定第1、2组参数不符合生产要求。再对其余两组参数生产的铸件对应漏气位置进行局部剖切,观察内部缩孔情况,见图6,可以看到 ,第3、4组参数生产的铸件内部缩孔大幅减少,其中第3组参数生产的铸件的剖切表面光滑,完全没有出现缩孔,第4组参数生产的铸件的剖切位置表面出现缩松。最终选定挤压延时为0.2s,调速阀开度为200,挤压时间为6s,并在此参数条件下生产500件产品做最终验证。
 

 
2.3 漏气效果验证
    对第3组参数生产的全部500件铸件加工后再进行气密性检测,结果发 现,有3件铸件漏气量超过了4mL/min,其余全部合格,漏气率为0.6%。结果表明,与传统局部加压技术相比,采用局部加压新技术生产的铸件品质提升,漏气问题得到很大改善。
 
3、结论
(1)压铸件由于其结构的复杂性,实际生产中很容易出现缩孔、缩松缺陷,局部加压技术常被应用在解决这类问题上。
(2)传统局部加压工艺由于加压速度不可调节,加压过程只是在瞬间完成,铸件品质往往不能够保持稳定。新局部加压技术由于其加压速度是可调的,在金属液整个凝固过程中都能持续保持加压动作,因而
 
标签:

新浪微博推荐
更多相关文章

本文观点对你有何启发?如果你有更独到的见解,请在下面的评论栏与更多同行分享:

发表评论
请自觉遵守互联网相关的政策法规,严禁发布色情、暴力、反动的言论。
评价:
注册 登录
订阅《中国压铸》杂志