鋁鑄件中鋁錠鑄造的凈化技術及在氣缸蓋行業的應用

鋁鑄件后處理，對清理后的鑄件進行熱處理﹑﹑防銹處理和粗加工的過程。鋁鑄件后處理是鑄造生產的后一道工序。熱處理：為了或改變鑄件的原始組織，內應力，鑄件性能，防止鑄件變形和破壞，鑄件清理后，有的需要進行熱處理。鑄件熱處理一般有淬火、退火、正火、鑄態調質、人工時效、應力、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，其內部組織應為奧氏體。為此，需對鑄件進行淬火處理，即將鑄件加熱到奧氏體區域使其奧氏體化后，淬水激冷，使奧氏體來不及轉變而保持下來。這一過程也叫水韌處理或固溶處理。：分為矯正、修補和表面精整3個方面。有些鑄件在凝固、冷卻以及熱處理過程中產生變形，使部分尺寸超差，需用矯正的方法。矯正主要利用機械力量在室溫或溫態下進行。當變形量過大時，也可以在加熱爐內利用鑄件自重或外加壓重進行高溫矯正。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，根據技術條件對局部進行粗加工。鑄件經粗加工后，能及時發現缺陷予以解決，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：有些鑄件和機床鑄件，交貨前要求進行防銹處理以防止運輸和存放期間生銹。一般是在后檢驗合格后刷上底漆。
　　鋁鑄件粘砂沒有只反應鑄件的外觀品質，以至惹起報廢。因而，對于鑄件的粘砂惹起剩余的注重。
　　1、粘砂景象。粘砂有化學粘砂與機器粘砂，其繁難甄別形式正在于前端粘砂層中常常沒有含有非金屬鐵。
　?。?）機器粘砂。系非金屬液滲人砂型或者砂芯砂粒間隙中，與砂燒結并粘附正在鑄件名義。它能夠是薄薄的一層，也能夠是數毫米的厚層。非金屬液有時會浸透到砂芯的整個截面，以致內腔堵塞，這種粘砂常常是沒有能夠肅清的，鑄件沒有得沒有報廢。
　?。?）化學粘砂。系非金屬風化學反響生成的非金屬氧化物與造型資料作用構成的粘著力的硅酸鐵浮渣。它多發生正在鑄件內澆口或者厚壁處，特別當砂型或者砂芯較薄而鑄件較厚時較易發生。
　　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成的壓力。如該壓力砂粒間隙之間毛細景象構成的抵制壓力。即尸毛=QcosO/r，式中P毛為毛細壓力；。為非金屬液名義拉力；e為非金屬液的潤濕角；r為半徑。就會構成機器粘砂。靜壓力頭500mm，冶煉用砂又較粗，少數會產活力械粘砂，除了上涂料。上式亦注明:越大，即砂粒粒度越粗，尸毛越小，即較易產活力械粘砂。
　?。?）非金屬液正在鑄型內活動構成的動壓力。
　?。?）鑄型“爆”或者“嗆”。即鑄型澆注時開釋的可燃氣體與氣氛混兼并被火熱非金屬液撲滅所構成的動壓力。
　?。?）機器粘砂未經開端，即使壓力減小，非金屬液浸透還會接續停止，直到浸透非金屬液前沿凝結。即非金屬液量度低于固相線量度，浸透方可中止。
　?。?）化學粘砂一般的緣由是濕型和制芯用原資料耐火度、燒結點低；石英砂沒有純；煤粉或者代品加人有余；沒有運用涂料或者運用沒有當；澆注溫渡過高；澆注沒有當以致渣子進人鑄型等要素形成。
　　鋁鑄件中鋁錠鑄造的凈化技術。從電解槽吸出的鋁液中含有各種雜質，因此鋁鑄件在鑄造之前需要進行凈化。工業上主要采用澄清、熔劑、氣體等凈化方法，也有的試用定向凝固和過濾方法進行凈化。
　　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微液滴，使鋁液中的氧化物被這些液滴濕潤吸附和溶解，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低、密度小，表面張力小、活性大、對氧化渣有吸附能力的鹽組成。使用時，先將小塊熔劑裝入鐵籠里，再插入混合爐底部來回攪動，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、氮氣或氯氮混合氣體。
　?。?）氯氣凈化。以前采用活性氣體氯氣作凈化劑。在氯化法中，把氯氣通入鋁液內時生成很多異常細小的AlCl3，氣泡，充分地混合在鋁液內。溶解在鋁液中的氫，以及一些機械夾雜物便吸附在AlCl3氣泡上，隨著AlCl3氣泡上升到鋁液表面而排出。通入氯氣時還能使某些比鋁加負電性的元素氯化，如鈣、鈉、鎂等均因通入氯氣而生成相應的氯化物，得以分離出來。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。但因為氧氣有毒而且比較貴重，為了避免空氣被污染和降低鋁錠生產的成本，故在現代鋁工業上已逐漸廢去了氯化法改成惰性氣體——氮氣凈化法。
　?。?）氮氣凈化法。又稱為無煙連續凈化法，用氧化鋁球作過濾介質。N2直接通入鋁液內。鋁液連續送入凈化爐內，通過氧化鋁球過濾層，并受到氮氣的沖洗，于是鋁液中的非金屬夾雜物以及溶解的氫得以，然后連續排出，從而使細微的氮氣泡均勻分布在受處理的鋁液內起到凈化的作用。氮氣對大氣，且凈化處理量大，每分鐘可處理200~600kg鋁液，凈化過程中造成的鋁損失量相對減少，故現在廣泛應用。但它不象氯氣那樣能夠鋁液中的鈣、鈉、鎂。
　?。?）混合氣體凈化法。采用氯氣和氮氣的混合物來凈化鋁液，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，常用的組成是90%氮氣+10%氯氣。也有采用10%氯氣+10%二氧化碳+80%氮氣。這樣效果好，二氧化碳能使氯氣與氮氣很好的擴散，可縮短操作時間。
　　鋁鑄件在氣缸蓋行業的應用
　　汽車發動機缸蓋都是用鋁合金制造的。氣缸蓋是既復雜又很重要的鑄造零件，燃燒室、發動機的進氣管和排氣管都安裝在氣缸蓋內。氣缸蓋在發動機中是處于高溫狀態下工作，承受較大的熱沖擊且會導致應力集中，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點除了重量輕以外，還有另外一個突出的優點就是導熱性能優良。對于轎車、輕型車的發動機來說，使用鋁合金氣缸蓋可以使發動機熱效率好，避免氣缸蓋內燃燒室中的零件產生過熱現象。由于氣缸蓋是一種內腔結構復雜、壁厚又不均勻的鑄件，且缸蓋內腔還有壓力密封性要求，給鑄造工藝帶來困難。傳統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年代以來出現了兩種新的鑄造工藝——氣化模鑄造和砂型低壓鑄造，特別是前者，很適于氣缸蓋、進氣管這類內腔復雜且需要砂芯成型的鑄件。該工藝與傳統工藝相比有許多優點：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。氣缸蓋的傳統鑄造方法是底注，這有利于將鋁熔體均勻地填充到模子中，而現在中國廣泛采用頂注，這樣可使成形鑄件好地冷卻且有利于直接凝固。鋁鑄造技術將加適用于。