铝合金重力铸造工艺结构和性能优势

铝合金重力铸造在工作的过程中随着其铸件形状复杂的程度不同，其产品的铸造模具也各不相同，即使是同一零件，采用不同的铸造工艺，模具形式也往往不同，但不管怎样，铝合金重力铸造模具还是有其共性的。 铝合金重力铸造在操作时必须选择合适的铸造工艺，其铸造工艺的优劣直接关系到铸件质量和工艺出品率的高低。国内有些模具制造厂，已开始使用凝固模拟来进行铸造工艺辅助设计，通过对充型和凝固过程的计算机模拟，发现易产生铸造缺陷的热结铝合金铸造部位并予以克服，这对提高铸造工艺设计的可靠性，有效防止模具在调试过程中不必要的返工，是十分重要和有效的。 模具要有好的容热能力。符合要求的较厚实的模架和模块，不仅是模具寿命的有效保证，而且对于模具连续工作过程中温度场的调节都具有非常重要的作用。模具要有较可靠的冷却系统和拔气系统。通过冷却，不仅可有效提高劳动生产率，而且可调节铸件温度场、控制铸件冷却速度，进而影响铸件内部组织结构和晶粒尺寸、实现有效控制铸件机械性铝合金铸造能的目的。 顾名思义，拔气，是人为地将型腔内部的气体排到型腔外以减少铸件产生气孔类缺陷的可能。同时，通过加装排气塞也可以调剂局部小区域的模温，对防止和克服铝合金开裂和缩陷有很重要的作用。

重力铸造--铝合金铸件的氧化膜夹层介绍

铝合金在熔炼过程中、自熔炉内倾出时、变质处理过程中、以高气流速度进行喷吹净化处理时以及浇注过程中，铝合金液都会受到强烈的扰动。液态金属表面的扰动，会拉动其表面上的氧化膜，使之扩展、折叠、断开。氧化膜断开处露出的清洁合金液面，又会被氧化而产生新的氧化膜。氧化膜的折叠会使其朝向大气一侧的干燥表面互相贴合，并在两干燥表面间裹入少量空气，成为‘氧化膜夹层’。 氧化膜夹层易于卷入金属液中，还会在扰动的金属液作用下被挤成小团。由于Al2O3的熔点比铝合金液的温度高一千多摄氏度，而且具有高度的化学稳定性，小团不会熔合，也不会溶于铝合金中。虽然Al2O3的密度略高于铝合金液，但裹入空气后的氧化膜夹层的密度就比较接近于铝合金液。因此，除在大型保温炉内长时间静置过程中氧化膜夹层可能下沉外，在一般铸造生产条件下，都会比较稳定地悬浮于铝合金液中。 已经悬浮有氧化膜夹层的铝合金液，再次受到扰动时，又会产生更多的氧化膜夹层。铸件生产过程中，合金的熔炼、自熔炉倾出、变质处理、净化处理、浇注等作业都会使铝合金液产生强烈的扰动，铝合金液中除保留原有的氧化膜夹层外，还会因再次扰动而不断增加新的氧化膜夹层。因此，进入型腔的金属液中都含有大量微小的氧化膜夹层。 金属液充满型腔后，即处于静止状态，被挤压成团的氧化膜夹层会逐渐舒展成为小片状。金属液冷却到液相线以下后，枝状晶的生核和长大，又是促进被挤压成团的氧化膜夹层舒展的因素。 铸件凝固后，大量小片状氧化膜夹层本身就是小裂纹，起切割金属基体的作用，当然会使合金的力学性能降低，而危害更大的却是诱发气孔和小缩孔的产生。 随着液态金属温度的逐渐降低，氢在金属液中的溶解度不断下降，但是氢以气孔的形式自液态金属中析出是非常困难的。均匀的液相中产生另一种新相（气相）时，总是先由几个原子或分子聚集而成，其体积很小。这种体积微小的新相，其比表面积（即单位体积的表面面积）极大，要产生新的界面，就需要对其作功，这就是新相的界面能，即其表面面积与表面张力的乘积。铝合金液冷却过程中要得到这样大的能量，实际上是不可能的。 即使产生了新相的核心，其长大也需要很大的能量，而且只有在新相的尺寸超过某一临界值后才有可能长大。尺寸小于临界值的新相核心不可能长大，只会自行消失