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压铝铸件的铸造质量控制与改进措施一、铝铸件的铸造质量控制
1选择合理的浇铸方式
公司由于大多数铸铝件产品结构复杂，是薄壁管类零件，壁厚差异过大，热节位置较多，铸造时成型困难，用普通的浇注方法无法成型完整。为选择较合理的成型方式，利用PROCAST等铸造模拟分析软件对零件进行分析。为保证产品的成型完整，有利于型腔气体以及砂芯产生气体的排出，采用倾转式浇注，并要求设备的倾转角度、倾转速度、动作模式都无级可调。倾斜式浇注有利于铝液完全充型，在倾斜浇注的过程中，合金液流动较为平稳，对型腔冲刷力小，铝液的充型由慢到快再到慢，能做到合金液在型腔中的层流和顺序排气，有利于气体从分模面、排气塞、排气槽、冒口排出，并有利于铝液中不可避免的没有完全处理干净的杂质、渣子等的上浮，聚集在浇冒口中，从而能得到组织致密、力学性能高的铝铸件。倾斜浇注时，根据不同铝铸件的形状、成型顺序调整模具的倾转角度、翻起速度，以达到较好的效果。
2选择合理铸造工艺及参数
影响铝铸件成型和铝铸件质量好坏的主要铸造工艺参数有浇注温度、浇注速度、冷却强度、凝固顺序等。
(1)浇注温度
指注入模具的液体温度，如浇注温度过低，液体在结晶时的气体来不及上浮逸出液面，造成气孔、疏松，还可能产生夹渣及冷隔等铝铸件质量缺陷；浇注温度过高则会导致结晶时产生过大晶粒，由于体收缩过大，浇冒口补缩不足，形成较大的缩松、缩孔，铸造应力过大，产生裂纹，还可能产生羽毛品组织缺陷。
所以科学规范的浇注温度一般情况下浇注温度比合金的实际结晶温度高70-100℃。
同时，浇注温度应根据产品结构、形状的不同，壁厚的差异调整，如某进气管由于结构复杂，壁厚差异变化很大(在10mm长度范围内壁厚从3mm变化至20mm，凸起很多，充型困难，浇注温度需达到760℃左右才能成型完整。
(2)浇注速度
浇注速度不是一个固定的速度，铸造开始与铸造过程不是同一个浇注速度:浇注速度的快与慢对铝液充型、排气、铝铸件成型、结晶、组织和性能有很大影响。在保证铝铸件质量的前提下，应采用较高的浇注速度。
(3)冷却强度
冷却强度也称为冷却速度，冷却强度不但对铝铸件的内应力、裂纹等有影响，而且对铝铸件的结晶速度、晶粒生长方向等组织因素影响大。随着冷却速度的增大，铝铸件结晶速度提高，晶内结构加细化；随着冷却强度增大，铝铸件液穴变浅，过渡带尺寸缩小，使金属补缩条件得到改变，减少或铝铸件中的疏松、气孔等缺陷；铝铸件致密度提高，另外还可以细化初始化合物的尺寸，减小区域偏析的程度。
为使逐渐结晶时有足够的冷却速度，得到较好的组织结构，一般采用循环水冷却，使铝铸件形成很大的温度梯度，使铝铸件冷却。冷却强度对冷却水温度的要求是不可忽视的，通常情况下，冷却水温设定在20-30℃左右，我们的循环冷却水温度一般稳定在25℃左右，冷却强度可依据铸造工艺需要设定为曲线，即冷却时间、间隔的调整，都可由设备PC设定控制，铝铸件部分内应力，降低裂纹等缺陷产生的可能性，即可以获得铝铸件。
(4)凝固顺序
一些产品受结构的影响，壁厚差异过大或者局部壁厚过厚，受模具结构限制无法布置冷却水管，或者因为布置冷却水管后距离太远，起不到冷却的效果，采取在模具或者砂芯上布置冷铁来进行强制冷却，使金属补缩条件得到改变，减少铝铸件中的疏松、气孔等缺陷。
冷铁的材料在实际生产中经常运用到的有:紫铜，铸铁，钢材，铝合金等。其中紫铜的导热系数较高。但紫铜在生产中也有其局限性，由于成本较其他几种材料高，而且紫铜的熔点很高，冷铁的形状无法用铸造的方法获得，进行机械加工，成型周期长，工序复杂，不适合大批量的生产。铸铁，钢材和铝合金导热系数较紫铜要低，冷却效果稍差，所以在生产应用中冷铁的表面积和体积做的稍微大一些。但都可以采用铸造的方法获得，成型工序简单，适合于大批量的生产。
冷铁的安装布置一般可分为两种:一种直接安装的模具上，一般采用紫铜材料；另外一种是安放在砂芯上，可以用其他材料。两种安装方法各有优缺点。在模具上布置安装紫铜冷铁，冷铁的形状、位置、大小受模具结构、铝铸件结构、模具加热管路以及模具冷却水路的限制，但冷铁与模具材料接触，导热较快，冷却效果很好。安装在砂芯上的冷铁，由于砂芯是热的不良导体，导热效果差，主要靠冷铁本身的热容量吸热，冷却效果有限。
二、压铸铝件改进措施
1优化浇注系统的设计
针对浇注系统在浇注过程中出现的问题，我们重新调整了浇注系统的设计方案，两压铸铝件按外形尺寸较长方水平分布于直浇道的两侧，压铸铝件的厚大部位上安放冒口，这样，就使得压铸铝件的充型高度比较低，使金属液平稳充型，避免发生激溅及由此而形成的压铸铝件缺陷，型腔内的气体也容易排除；同时，金属液自下而上能够实现顺序凝固和冒口的补缩，然后金属液中的夹杂物都上浮聚集于浇冒口部位，从而使得氧 化夹渣和气孔等缺陷都留在浇冒口部位，便于加工切除掉。
2改变铸型的排气性
我们设计了另外一种排气塞，这种排气塞采用45钢制作，排气塞的V型槽槽数减少为8个和6个，槽数比较合理，使得V型槽宽度比较合适，从而使得铸型排气通畅:同时，该排气塞不易磨损而松动，加之45钢比黄铜不易粘附铝液，所以，该排气塞很好地起到了加速浇注过程中金属型内的气体排出，从而地减少了气孔的形成。
3提高铸型的保温性能
现在我们采用某厂生产的模具保温涂层剂Dag193T，是一种由保温材料制成的金属模具保温涂料，它具有较好的保温性能，其涂层能地防止压铸铝件产生缩孔、冷隔等缺陷，而且涂层经久耐用，主要应用于金属型重力铸造。同时，在涂层上面喷涂一层石墨润滑剂(DM-2)以减少涂层的磨损，也有利于取模。通过我们的试用结果来看，效果是比较理想的，铸型的保温性能得到很大提高，极大地改变了铸型的充型条件，使得压铸铝件能够按照在浇注系统设计时设想的方向顺序凝固，使夹杂物和气体然后汇集于设置的浇冒口处，因此我们采用这种涂料后，很好地防止了压铸铝件缩孔和气孔等缺陷的产生。
4控制好铸型的预热温度和浇注温度
通过我们的生产实践，在浇注过程中，适当提高金属型的预热温度，降低铝合金液的浇注温度，能起到事半功倍的效果。在浇注时将金属型的预热温度控制在250~300℃范围内，同时将铝合金液的浇注温度降低至690--720℃之间，以减少铝合金液的吸气，注意此时一定要在浇注系统内喷涂1--1.5mm厚的保温涂料层以保证能顺利充型。同时，在浇注时，应按照一慢、二快、三慢、四稳的浇注原则进行浇注，浇包嘴应尽可能接近浇口杯(铝合金较好不超过SOmm)，以免合金液流过长造成氧 化，防止压铸铝件夹杂氧 化物的产生。
5严格遵守铝合金熔炼工艺
铝合金熔炼除了保证合金液的化学成分合格外，还要进行必要的精炼除气。在熔炼过程中，要注意配料准确，金属炉料应进行清洁，预热(一般是在350--450℃下保温2--4h)，金属熔炼工具应进行清理、喷砂处理，并预热呈暗红色，增祸应沿四周均匀喷涂一层涂料(底部应稍厚)，涂后应继续加热至呈现淡黄色后开始加炉料进行熔炼:除气精炼在710-730℃范围内进行的，采用精炼剂，精炼时间应大于10分钟，精炼完后，用长勺对铝液进行均匀震荡(搅拌)，然后静置10-15分钟，再扒渣，对于使用旧炉料过多熔炼时，进行二次精炼，这样效果才比较理想。
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