鋁鑄件中鋁錠鑄造的凈化技術(shù)及在氣缸蓋行業(yè)的應(yīng)用

鋁鑄件后處理，對(duì)清理后的鑄件進(jìn)行熱處理﹑﹑防銹處理和粗加工的過(guò)程。鋁鑄件后處理是鑄造生產(chǎn)的后一道工序。熱處理：為了或改變鑄件的原始組織，內(nèi)應(yīng)力，鑄件性能，防止鑄件變形和破壞，鑄件清理后，有的需要進(jìn)行熱處理。鑄件熱處理一般有淬火、退火、正火、鑄態(tài)調(diào)質(zhì)、人工時(shí)效、應(yīng)力、軟化和石墨化處理等。例如高錳鋼鑄件要求很高的和足夠的韌性，其內(nèi)部組織應(yīng)為奧氏體。為此，需對(duì)鑄件進(jìn)行淬火處理，即將鑄件加熱到奧氏體區(qū)域使其奧氏體化后，淬水激冷，使奧氏體來(lái)不及轉(zhuǎn)變而保持下來(lái)。這一過(guò)程也叫水韌處理或固溶處理。：分為矯正、修補(bǔ)和表面精整3個(gè)方面。有些鑄件在凝固、冷卻以及熱處理過(guò)程中產(chǎn)生變形，使部分尺寸超差，需用矯正的方法。矯正主要利用機(jī)械力量在室溫或溫態(tài)下進(jìn)行。當(dāng)變形量過(guò)大時(shí)，也可以在加熱爐內(nèi)利用鑄件自重或外加壓重進(jìn)行高溫矯正。鑄件外部缺陷主要使用焊接手段。要求氣密、液密的鑄件的滲漏缺陷，則采用壓入堵漏劑的方法解決。鑄件表面粗糙和凹凸不平一般用懸掛砂輪和高速砂輪磨光精整。粗加工：鑄件交貨前，根據(jù)技術(shù)條件對(duì)局部進(jìn)行粗加工。鑄件經(jīng)粗加工后，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷予以解決，并能減輕重量，還可使廢料和切屑能夠就地分類回用。防銹處理：有些鑄件和機(jī)床鑄件，交貨前要求進(jìn)行防銹處理以防止運(yùn)輸和存放期間生銹。一般是在后檢驗(yàn)合格后刷上底漆。
　　鋁鑄件粘砂沒(méi)有只反應(yīng)鑄件的外觀品質(zhì)，以至惹起報(bào)廢。因而，對(duì)于鑄件的粘砂惹起剩余的注重。
　　1、粘砂景象。粘砂有化學(xué)粘砂與機(jī)器粘砂，其繁難甄別形式正在于前端粘砂層中常常沒(méi)有含有非金屬鐵。
　?。?）機(jī)器粘砂。系非金屬液滲人砂型或者砂芯砂粒間隙中，與砂燒結(jié)并粘附正在鑄件名義。它能夠是薄薄的一層，也能夠是數(shù)毫米的厚層。非金屬液有時(shí)會(huì)浸透到砂芯的整個(gè)截面，以致內(nèi)腔堵塞，這種粘砂常常是沒(méi)有能夠肅清的，鑄件沒(méi)有得沒(méi)有報(bào)廢。
　　（2）化學(xué)粘砂。系非金屬風(fēng)化學(xué)反響生成的非金屬氧化物與造型資料作用構(gòu)成的粘著力的硅酸鐵浮渣。它多發(fā)生正在鑄件內(nèi)澆口或者厚壁處，特別當(dāng)砂型或者砂芯較薄而鑄件較厚時(shí)較易發(fā)生。
　　2、粘砂緣由
　?。?）剩余的壓力使非金屬液滲人砂粒之間較高的非金屬液靜壓力頭。即由鑄件澆注高低和澆注零碎構(gòu)成的壓力。如該壓力砂粒間隙之間毛細(xì)景象構(gòu)成的抵制壓力。即尸毛=QcosO/r，式中P毛為毛細(xì)壓力；。為非金屬液名義拉力；e為非金屬液的潤(rùn)濕角；r為半徑。就會(huì)構(gòu)成機(jī)器粘砂。靜壓力頭500mm，冶煉用砂又較粗，少數(shù)會(huì)產(chǎn)活力械粘砂，除了上涂料。上式亦注明:越大，即砂粒粒度越粗，尸毛越小，即較易產(chǎn)活力械粘砂。
　　（2）非金屬液正在鑄型內(nèi)活動(dòng)構(gòu)成的動(dòng)壓力。
　?。?）鑄型“爆”或者“嗆”。即鑄型澆注時(shí)開(kāi)釋的可燃?xì)怏w與氣氛混兼并被火熱非金屬液撲滅所構(gòu)成的動(dòng)壓力。
　　（4）機(jī)器粘砂未經(jīng)開(kāi)端，即使壓力減小，非金屬液浸透還會(huì)接續(xù)停止，直到浸透非金屬液前沿凝結(jié)。即非金屬液量度低于固相線量度，浸透方可中止。
　?。?）化學(xué)粘砂一般的緣由是濕型和制芯用原資料耐火度、燒結(jié)點(diǎn)低；石英砂沒(méi)有純；煤粉或者代品加人有余；沒(méi)有運(yùn)用涂料或者運(yùn)用沒(méi)有當(dāng)；澆注溫渡過(guò)高；澆注沒(méi)有當(dāng)以致渣子進(jìn)人鑄型等要素形成。
　　鋁鑄件中鋁錠鑄造的凈化技術(shù)。從電解槽吸出的鋁液中含有各種雜質(zhì)，因此鋁鑄件在鑄造之前需要進(jìn)行凈化。工業(yè)上主要采用澄清、熔劑、氣體等凈化方法，也有的試用定向凝固和過(guò)濾方法進(jìn)行凈化。
　　1、熔劑凈化熔劑凈化是利用加入鋁液中的熔劑形成大量的細(xì)微液滴，使鋁液中的氧化物被這些液滴濕潤(rùn)吸附和溶解，組成新的液滴升到表面，冷卻后形成浮渣除去。凈化用的熔劑選用熔點(diǎn)低、密度小，表面張力小、活性大、對(duì)氧化渣有吸附能力的鹽組成。使用時(shí)，先將小塊熔劑裝入鐵籠里，再插入混合爐底部來(lái)回?cái)噭?dòng)，至熔劑化完后取出鐵籠，靜止5~10min。撈出表面浮渣即可澆鑄。根據(jù)需要也可將熔劑撤在表面上起覆蓋作用。
　　2、氣體凈化氣體凈化是一種主要的原鋁凈化法，所用氣體是氯氣、氮?dú)饣蚵鹊旌蠚怏w。
　　（1）氯氣凈化。以前采用活性氣體氯氣作凈化劑。在氯化法中，把氯氣通入鋁液內(nèi)時(shí)生成很多異常細(xì)小的AlCl3，氣泡，充分地混合在鋁液內(nèi)。溶解在鋁液中的氫，以及一些機(jī)械夾雜物便吸附在AlCl3氣泡上，隨著AlCl3氣泡上升到鋁液表面而排出。通入氯氣時(shí)還能使某些比鋁加負(fù)電性的元素氯化，如鈣、鈉、鎂等均因通入氯氣而生成相應(yīng)的氯化物，得以分離出來(lái)。所以氯化法是一種非常的原鋁凈化法。氯氣用量為每噸鋁500-700g。但因?yàn)檠鯕庥卸径冶容^貴重，為了避免空氣被污染和降低鋁錠生產(chǎn)的成本，故在現(xiàn)代鋁工業(yè)上已逐漸廢去了氯化法改成惰性氣體——氮?dú)鈨艋ā?br/>　?。?）氮?dú)鈨艋?。又稱為無(wú)煙連續(xù)凈化法，用氧化鋁球作過(guò)濾介質(zhì)。N2直接通入鋁液內(nèi)。鋁液連續(xù)送入凈化爐內(nèi)，通過(guò)氧化鋁球過(guò)濾層，并受到氮?dú)獾臎_洗，于是鋁液中的非金屬夾雜物以及溶解的氫得以，然后連續(xù)排出，從而使細(xì)微的氮?dú)馀菥鶆蚍植荚谑芴幚淼匿X液內(nèi)起到凈化的作用。氮?dú)鈱?duì)大氣，且凈化處理量大，每分鐘可處理200~600kg鋁液，凈化過(guò)程中造成的鋁損失量相對(duì)減少，故現(xiàn)在廣泛應(yīng)用。但它不象氯氣那樣能夠鋁液中的鈣、鈉、鎂。
　?。?）混合氣體凈化法。采用氯氣和氮?dú)獾幕旌衔飦?lái)凈化鋁液，其作用是一方面脫去氫氣和分離氧化物，另一方面鋁中某些金屬雜質(zhì)，常用的組成是90%氮?dú)?10%氯氣。也有采用10%氯氣+10%二氧化碳+80%氮?dú)?。這樣效果好，二氧化碳能使氯氣與氮?dú)夂芎玫臄U(kuò)散，可縮短操作時(shí)間。
　　鋁鑄件在氣缸蓋行業(yè)的應(yīng)用
　　汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋都是用鋁合金制造的。氣缸蓋是既復(fù)雜又很重要的鑄造零件，燃燒室、發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管和排氣管都安裝在氣缸蓋內(nèi)。氣缸蓋在發(fā)動(dòng)機(jī)中是處于高溫狀態(tài)下工作，承受較大的熱沖擊且會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力集中，因而，鋁合金就成了受歡迎的制品。采用鋁合金制造氣缸蓋的優(yōu)點(diǎn)除了重量輕以外，還有另外一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)就是導(dǎo)熱性能優(yōu)良。對(duì)于轎車、輕型車的發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，使用鋁合金氣缸蓋可以使發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率好，避免氣缸蓋內(nèi)燃燒室中的零件產(chǎn)生過(guò)熱現(xiàn)象。由于氣缸蓋是一種內(nèi)腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壁厚又不均勻的鑄件，且缸蓋內(nèi)腔還有壓力密封性要求，給鑄造工藝帶來(lái)困難。傳統(tǒng)上鋁氣缸蓋鑄造多采用金屬型鑄造工藝和低壓鑄造工藝，80年代以來(lái)出現(xiàn)了兩種新的鑄造工藝——?dú)饣ｈT造和砂型低壓鑄造，特別是前者，很適于氣缸蓋、進(jìn)氣管這類內(nèi)腔復(fù)雜且需要砂芯成型的鑄件。該工藝與傳統(tǒng)工藝相比有許多優(yōu)點(diǎn)：不分型、不起模、不使用砂芯、鑄件容易清理、鑄件表面光潔度好、尺寸、適于大批量生產(chǎn)。氣缸蓋的傳統(tǒng)鑄造方法是底注，這有利于將鋁熔體均勻地填充到模子中，而現(xiàn)在中國(guó)廣泛采用頂注，這樣可使成形鑄件好地冷卻且有利于直接凝固。鋁鑄造技術(shù)將加適用于。