中国压铸杂志

溶芯(lost-core)高质量盐芯的工业工艺途径

作者:admin 来源:原创 发表时间:2014-11-25


文:MARCELLO-FABBRONI

在压铸时,成型工艺受到铸件几何形状,尤其是在侧凹及内型腔方面的一定限制。盐芯的使用可作为补救措施。然而,在极端不利的射入模具时,要求使用特别稳妥的芯。在这方面盐芯证明是可靠的。为大批量生产加工,现行的工艺途径,在经济及工艺方面,还不具备足够的吸引力。本文所述的途径,是按照修改后的压铸工艺所生产的液相盐芯,则使人深感兴趣。该压铸的特殊优点是,除了高的产品质量,还有高效率及成本方面的优势。遗憾的是还有一系列具有吸引力的使用领域,由于特殊的限制,使该工艺方法至今不能或局部使用。有些特殊部件,其几何形状要求用消芯。典型之例,如,侧凹范围,在很大程度上的闭合空腔或复杂的内流通道。此外,还有发动机缸体某些结构类型。在此情况下,压铸工艺不如其他铸造工艺。如砂型铸或永久模铸。对于压铸来说,砂芯很少使用,因为在向模具射流金属时不能承受高的机械载荷,或者在应用固结剂时,不可能除掉合理的费用。

1.盐芯的优点
液态盐芯的主要优点,在机械及热载荷下有高的稳定性,以及高的表面质量,盐芯比较便宜,到处都有的原料。其应用与大多数砂型工艺不同之处,不存在污染环境的复杂化学问题。再者,不需要对盐芯作处理,(如:磨光)。将其从窄狭型去除比较简单,除芯所落的材料大部分可以直接再用。尽管有这样的优点,盐芯的使用至今局限于很小的范围。
2.一个新的高效生产工艺途径
盐芯有着很好的前途。重要的发展趋势,主要是在汽车工业方面,使得盐芯在压铸业领域具有高的吸引力。该工艺主要推动者是发动机部门,这是因为发动机在提高功率的同时,要求降低构件的尺寸,从而提出从“开式盖”向“闭式盖”过渡。为了加工内水套,“闭式盖”结构方案要求使用消芯。因此,在此关系中,为生产盐芯和构件,一种高效安全的占主导地位的工序途径起决定作用。
3.开发现状
自2012年6月以来,瑞士的布勒公司工艺技术中心,就开发生产世界首台自动化设备,用于加工压铸工艺中的“溶芯”。该设备为小批量设计。设备工艺是由布勒公司生产的(图1)对盐混合的成份,混合及熔化程序的特点以及盐芯的机械特性进了广泛研究。在盐冷凝时,芯的内部形成许多缩孔,如此高的材料液收缩,是对设计者的一种挑战。基本的研究及开发的知识,使布勒公司有可能,借助于计算机模拟来制定溶芯工艺。例如,检查盐芯的充填及冷凝。另外,还有对放入的盐构件的充填及芯的入流及环流进行模拟。依这种方法可以计算应力。该应力是在环流注时芯内出现的。另一方面有助于预测盐芯损坏概率,以便布勒公司的工程师们在设计阶段就有可能认识这样的挑战,对构件或浇口进行相应的设计修改。依照专门为试验所开发的试运行构件,布勒公司将工序途径所有重要方面进行研究,不断开发。一个稳定的工序是这样努力的结果。
4.工序链的主要组成部分
生产盐芯的工序链,基本上与正常的压铸的工序链相一致,盐的混合是由少量基本物质组成,这些物质是分开存放,在使用前才直接配给炉内进行混合。熔化保温及借助于类似常规压铸时所用的形式设备将液态盐计量到浇铸设备内。(......)
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