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汽車行業常見鑄鋁件工藝分析

編輯:寧國東方碾磨材料股份有限公司時間:2022-08-25

目前,汽車行業中常用的鑄鋁件主要通過高壓和低壓鑄造獲得,但傳統的重力澆注不多。

對于形狀復雜的大型薄壁零件,如果采用重力鑄造或低壓鑄造,由于充填速度有限,在金屬模具的快速冷卻下,在充填完成之前,鋁湯會大量凝固,導致澆注不足或冷閉等缺陷。


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高壓鑄鋁件是在大噸位壓力機的推動下完成鋁湯的填充,然后在金屬模具中快速凝固,以獲得細晶粒和高硬度。它具有成型好、凝固快、工作效率高、強度和硬度高的特點。然而,其一般缺點是脆性,斷裂后的伸長率通常小于3%。

具有高凝固潛熱的鋁硅合金高壓鑄造沖擊塔可以為鋁湯提供足夠的充型速度和凝固時間,以確保充型。然而,斷裂后10%伸長率的要求對鑄鋁件來說是一個前所未有的挑戰。通常,一般鋁硅合金可通過變質和熱處理來改善共晶硅相,使針狀硅相變圓并提高塑性。然而,鑄鋁件還存在以下兩個問題。

金屬模具薄壁零件凝固速度快,會影響變質效果;在鑄鋁件的充模過程中,鋁湯將被大量氣體包裹。除產生氣孔外,鑄鋁件表面附近的氣泡在隨后的熱處理過程中會膨脹。這是因為熱處理是在鑄鋁凝固后進行的,氣孔會因高溫而膨脹,合金會因高溫軟化。此時,凝固過程中沒有金屬模具堵塞,因此很容易在鑄鋁件表面形成凸起。嚴重的鼓包不僅會影響外觀,而且會成為加載時的應力集中點,可能導致裂紋起源于鼓包。因此,常規鑄鋁件通常不進行熱處理。


當壓鑄模抽真空時,可以顯著減少模具填充期間截留的氣體。這樣,凝固和成型后的零件可以進行固溶和人工時效熱處理,不會出現鼓包問題。此時,由于硅相在熱處理后更圓化,材料的塑性可以顯著提高,并且可以達到斷裂后的延伸率。

除了保留壓鑄的固有優點之外,這種真空高壓鑄鋁件還可以應用于更靈活的連接模式,例如鉚接和焊接,由于包含氣體,也會導致焊接氣孔和凸起。它用于要求高塑性和韌性的各種載荷場合。這是對寧國鑄鋁件壓鑄工藝具有歷史意義的創新。

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