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低压铸造铝合金轮毂裂纹形成原因

发布于:2016-4-5 10:54:53

低压铸造铝合金轮毂裂纹形成原因

低压铸造可实现高度机械化、自动化,既提高生产率(10~15型/h),又可减少众多不利于生产工艺的人为因素,提高成品率,且可大大减轻工人的劳动强度。然而低压铸造件的质量受到诸如工艺方案、工艺参数、模具结构及人工操作等因素,以及它们之间的相互影响,任何一个环节设计不合理或操作不当都有可能导致低压铸造件产生缺陷。其中,铝合金轮毂裂纹的产生是影响企业生产成本、生产效率的重要因素。因此,对低压铸造铝合金轮毂裂纹成因的探讨就显得尤为重要。接下来E路风机网小编就和大家一起探讨一下低压铸造铝合金轮毂裂纹的形成及消除措施。
影响裂纹产生的主要因素
对于同一种合金,轮毂是否产生裂纹,往往取决于轮毂结构、工艺参数和模具温度等因素。
1 轮毂结构设计不当对轮毂裂纹的影响
(1)内圆角大小不当,是轮毂产生热裂纹最普遍的原因,因为轮毂在冷却时尖角处会产生很大的应力。在内圆角小的部位,即使补缩良好不出现缩裂,也会产生热裂。
(2)轮毂截面骤然改变,会导致冷却速度快慢不一,即使补缩良好也会产生较大应力,使轮毂凝固后出现裂口或裂纹。
2 工艺参数不合理对轮毂裂纹的影响
在低压铸造中,由于保压时间过长,或升液管过长造成升液管内液体出现凝固,在轮毂铸件顶出时承受一定的拉力,从而造成轮毂产生冷裂。因此设计合理的保压时间和升液系统,对减少轮毂在顶出时造成的开裂有十分重要的意义。
3 模具温度对轮毂裂纹的影响
低压铸造的模具温度决定合金液的凝固方式,并直接影响铸件的内部和表面状况,是铸件产生尺寸偏差及变形等诸多缺陷的主要原因之一,同时对生产率也有很大的影响。模具温度随着铸件质量、压铸周期、压铸温度及模具冷却方式等的变化而改变。
从传热学角度来看,提高模具温度可降低金属与模具之间的换热强度,延长了流动时间。也有研究表明,提高模具温度还略能降低金属液与铸型之间的界面张力。随着模具温度的增加,充型时间略减少,即充填能力随着模具温度的升高而增加。因此模具温度的适当升高有利于应力的减小,如果模具温度过低,铸件在金属型中冷却过快,铸件各部分之间的凝固速度不同,会使铸模内铸件的冷却不均匀,产生热应力和变形,结果导致在铸件成品上产生热裂及较大的残余应力和残余变形,较高的模具温度不利于得到结晶细小的组织,液态金属容易吸气和收缩,使铸件产生气孔、缩松和缩孔等缺陷的机会增加。为将这一矛盾统一化,可在不出现铸造缺陷的情况下,适当提高模具温度。一般轮毂出现裂纹的部位在轮辐或轮毂内壁。
改进措施
(1)合理设计升液系统。由于保压时间过长,或升液管过长造成升液管内液体出现凝固,使轮毂铸件在顶出时承受一定的拉力,从而造成轮毂产生冷裂,因此设计合理的升液系统对减少裂纹倾向具有十分重要的意义。升液系统是指浇注时液态金属由坩埚进入型腔的通道,包括升液管、保温套和铸件浇注系统。这几部分的尺寸直接影响坩埚内液面到铸件内浇口之间的距离。这段距离越长,则浇注时液态金属通过这段距离时降温越快,极易造成升液管通道早期凝固。因此应注意:①缩短坩埚内液面到铸件内浇口之间的距离。这段距离涉及到设备、工艺、模具等几个方面,所以要综合考虑,应以减短这段距离为宜;②改进保温套。适当加大保温套内径,以便扩大保温层厚度,采用保温性能好的材料作保温套,如硅酸铝纤维毡;③升液管直径适当加大。为防止升液管早期凝固,应适当加大升液管的直径。
(2)设计合理的轮毂结构。进行轮毂结构设计时,应避免尖角结构和截面的骤然改变,宜采用圆角或厚度均匀的结构。
(3)在不出现铸造缺陷的情况下,适当提高模具温度。
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