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鑄鋁件的性能影響因素及結構設計特點

发布者:鸿达机械 发布时间:2017-05-17

鑄鋁件的質量包括外觀質量、內在質量和使用質量。外觀質量指鑄件表面粗糙度、表面缺陷、尺寸偏差、形狀偏差、重量偏差;內在質量主要指鑄件的化學成分、物理性能、機械性能、金相組織以及存在于鑄件內部的孔洞、裂紋、夾雜、偏析等情況;使用質量指在不同条件下的工作耐久能力,包括耐磨、、耐激冷激热、疲劳、吸震等性能以及被切削性、可焊性等工艺性能。鑄鋁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、速度快的焊机来修补。
  鑄鋁件质量对机械产品的性能有很大影响。例如,机床铸件的耐磨性和尺寸稳定性,直接影响机床的精度保持寿命;各类泵的叶轮、壳体以及液压件内腔的尺寸、型线的准确性和表面粗糙度,直接影响泵和液压系统的工作效率,能量消耗和气蚀的发展等;内燃机缸体、缸盖、缸套、活塞环、排气管等鑄鋁件的强度和耐激冷激热性,直接影响发动机的工作寿命。鑄鋁件铸造中需要注意的问题:
  1、鑄件破壞的直接鑄鋼起因往往是由于設計不適沖擊值的影響,當而引起的應力集中。這種直接起因占95%上。因此,良好的設計是提高鑄件使用壽命的首要一環。
  2、對鑄件上的缺陷要具體分析其危害性。不能籠統地認爲鑄造缺陷影響鑄件的使用性能和危及,也不能僅根據缺陷大小來判斷其危害。往往缺陷的位置、形狀對鑄件使用性能的影響大。存在于應力集中區(應力集中來自于設計不良)的表面缺陷是危害性大的缺陷,裂紋比縮孔、氣孔的危害性大。因此,盲目地對鑄件缺陷限制過嚴,在技術上是不合理的,在經濟上也是不合算的。爲了制定出合理的技術條件,注意在使用中積累的資料和配之以的試驗。
  影响鑄鋁件性能的因素:
  在鑄件材料已選定的情況下,設計人員至少應了解鑄造方法、鑄件壁厚和鑄造缺陷對鑄件機械性能的影響如何,以便正確地進行結構設計,制定出合理的技術條件。鑄造方法不同,鑄件的冷卻凝固速度及結晶條件就不同,鑄件的組織狀態也不同,機械性能也就隨之不同。開始所討論的鑄態結晶組織雖具有普遍性,但其典型的代表是砂型鑄件。一些特種鑄造方法都不同程度地了鑄態結晶組織,使鑄件具有較高的機械性能。如金屬型鑄造(壓力鑄造、低壓鑄造、離心鑄造也采用成大多數采用金屬型)及采用鐵丸或鋼丸作爲造型材料的磁型鑄造,由于鑄型的導熱比砂型快,使鑄件晶粒細小、組織致密,機械性能有較大的提高。采用壓力鑄造、低壓鑄造、離心鑄造時,鑄件結晶凝固時還受到壓力與離心力的作用,因此晶粒細小,組織致密,縮孔縮松等缺陷也減少,鑄件的機械性能當然就比砂型鑄件高。
  鑄鋁件结构设计细节:
  在整个铸造过程中,金属经受了由固态,液态,固态(铸件)这一过程,也就是说金属经历了两次状态的变化。伴随着这两次状态的变化产生了一些与鑄鋁件质量密切有关的现象:固态炉料熔化成液态金属后,使金属具有流动性;由于在熔化浇注过程中,金属液与炉渣、炉气、大气及铸型等接触,而使其含有气体及非金属夹杂物,金属液浇入铸型后,在冷却凝固形成铸件的过程中,其体积要缩小,同时还常常会出现铸件各部分化学成分不一致的现象。不同的铸造合金在这几方面表现出的性能不同,如铸铁比铸钢的流动性要好,体收缩要小。在铸造生产中,分别将这些性能称为合金的流动性、吸气倾向、收缩和偏析倾向,总称为合金的铸造性能。显然,流动性好、吸气倾向小、杂质少、收缩小、偏析倾向小的铸造合金,其铸造性能好,也就不容易产生各种铸造缺陷。

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