做家简介：史开阳（-），男，贵州织金人，工程师，学士，钻研方位为锻铸工艺，劳动于中航力源液压股分有限公司。

0序论

航空液压柱塞泵运用的壳体，时常都是用比重低、物理、呆板等归纳本能优秀的铝合金锻造，是液压柱塞泵中的一个紧急零件。若呆板本能、气密本能下落后，将会致使壳体在运用进程中产生暴露、裂纹等毛病，产生不行猜想的严峻恶果。某型号航空液压柱塞泵运用的壳体，在浇注进程中屡屡产生气孔、松散、夹渣等冶金毛病，产生呆板本能、气密本能等达不到安排请求而报废，及格率惟有10%左右。每年的次品损失达几十万元，大大增添了该壳体的临盆成本，且严峻影响产物的托付进度。上面就对上述冶金毛病的产生缘由举行剖析，并经过联系实验举行考证和摸索，探求办理这些毛病题目的一些法子，以升高该壳体铸件的冶金品质。

1壳体的布局特色和工艺计划

1.1布局特色

该壳体的布局如图1、图2所示，由于形状及内腔布局都较繁杂，厚薄渐变面多，壁厚迥异较大，中心颈部尺寸小于两头，底部装配边又较为厚大。做为铸件时，浇铸进程中合金液的补缩通道很狭隘，补缩、排气不流通，屡屡产生气孔、松散、氧化夹渣等冶金毛病，锻造难度很大，及格率很低。

1.2工艺计划

上面临该壳体铸件临盆所运用的模具结谈判采取的浇铸工艺计划举行扼要讲解。

1）模具布局

该壳体铸件的模具布局是由底模和三块半模，两个抽芯构成形状，直浇道采取蛇形浇道，两个分型面彼此笔直，开模后铸件留在底模上，铸件在金属型中有牢固的定位，分型时防止了铸件或许引发的拉裂和变形，形状如图3所示，模具与浇铸机联接情形如图4所示。

2）浇注及熔炼工艺

该壳体铸件采取金属型重力锻造。为了便于完结按序固结，有益于铸件的补缩，将冒口配置于顶部较为厚大的大圆盘上，合金液在重力的效用下由顶部冒口向下贱动，对下部合金液的固结和压缩举行增添，由于壳体内腔布局繁杂，采取了如图5所示的壳芯产生内腔，并采取楔形方法定位在底模上。浇铸时，模具置于四开机上，合金液从直浇道注入，待合金液飞腾到冒口高度1/3时，从冒口举行浇铸和补水，进而产生如图6所示的铸件。该铸件的材料商标及响应的熔炼工艺参数如表1所示。

表1ZL合金的熔炼浇注工艺参数

2铸件毛病剖析及法子

2.1气孔毛病及法子

临盆进程中，在该铸件如图7所示地位的三个螺栓凸台处（线圈内）呈现大批皮下气孔，在X光底片上显示如图8所示。

剖解后观察，该处气孔的特点为球状，独自或几个会聚在一同，孔的内壁较滑腻。经剖析，该处气孔极有或许是由于如下缘由引发：

（1）金属型浇铸系统安排不良,浇口杯尺寸过大，金属液浇铸时产生涡流，卷入大批气体。

（2）该部位壳芯在高温金属液的效用下产生的气体。

（3）金属液中吸入或反映产生的气体。

若这几种气体分子在此处遭到阻止而不能成功从冒口或分型面逸出，持续留在合金液里，在高温下产生较大气泡，保存于铸件中。待铸件固结后，便由于体积差而在铸件上产生内壁滑腻的球状气孔。

经过对铸件结谈判模具布局举行剖析，由于铸件上部有细颈，气体难以由底部向冒口逸出。又由于受模具布局束缚，在此地位开设排气槽更难完结，故惟有从这几方面选择法子：

（1）调动铸件浇铸工艺，将正本的程度浇铸改成倾转30°浇铸，见图9所示。倾转浇铸有益于合金液由低向高安稳地布满型腔，不会产生紊流，尽可能少地卷入气体，并有益于铸件内气体进取迟缓逸出。详细职掌法子是，将合金液安稳的铸入浇杯内，待合金液飞腾到铸件高度的2/3时，再将模具放平。再从冒口补浇合金液，翻转速率不宜过快，系统压力操纵在6～8MPa较好。

（2）壳芯烘烤轨制由正本℃烘烤1.5h，升高到℃烘烤2.0h。裁减壳芯水份和发心胸。

（3）将原材料尽可能烘干、烘透，吹砂并维持洁净，全数的熔炼器械矜重喷涂料和预热，尽可能裁减合金液的熔炼和浇铸时候，裁减合金液吸心胸。操纵好精练温度，因精练进程中，合金液的温度会抬高，进而使合金液氧化、吸气严峻，最幸好℃～℃加C2Cl6举行精练。

选择以上法子并经过临盆考证后，气孔毛病获得办理。

2.2松散毛病及法子

由于该铸件形状及型腔布局繁杂，厚薄渐变较多，铸件壁厚迥异较大，补缩通道不畅，顶部明冒口补缩本领不够，在铸件两处厚、薄壁订交部位屡屡呈现松散毛病。

第一处松散见图10所示（圆圈内）的两厚大肩膀和眇小薄壁颈部交代处。

第二处松散见图11所示（圆圈内）的底部厚大装配边与上部薄壁交代处。图12为该处松散毛病在X光底片上的显示。

经剖析，该铸件在第一处产生松散的或许缘由是：

（1）浇冒口的配置未能到达充足补缩效用，大圆盘如下的细颈部位较薄，先行固结，阻止了合金液的下行补缩，产生该处松散。

（2）模具预备时，该处的涂料厚度没有操纵好，比下部还薄，没有矜重遵从下薄上厚、铸件壁厚处薄、壁薄处厚的喷涂准则，未能到达自下而上的按序固结请求。故铸件上部先冷，阻止了上部冒口对铸件下部的补缩，产生该处松散。

该铸件在第二处产生松散的紧要缘由是：

（1）由于该铸件结谈判所运用材料的特色，不宜采取顶铸式，只宜用底铸式，不利于合金液自下而上完结按序固结，故在底部较厚大的部位没有先冷却，末了又得不到上部合金液的补缩，产生松散乃至缩孔；

（2）浇注温渡太高，下部挨近浇口部位的厚大部位冷却较慢，铸件上部先冷却后，下部厚大部位得不到补缩，产生松散。

经剖析后，选择了如下的办理法子。

对第一处松散选择的法子：

（1）在如图13所示（圆圈内）两厚大肩膀和眇小薄壁颈部交代处增添暗冒口，对该处举行补缩。

（2）将铸件从肩膀处至明冒口处的涂料次第加厚，升高模具上部的保温本能，完结由下到上的按序固结，增添冒口对眇小薄壁颈部和肩膀的补缩成效。有熟练声明：涂料层厚度对铸件的固结速率影响很大，涂料层厚度从0增添至1mm，铸件在金属型中全面固结的时候拉长了6倍左右。经过屡屡实验后，肩膀处涂料厚度操纵在0.2～0.3mm、细颈部位操纵在0.4～0.5mm时，成效显然。

（3）将冒口范围挖槽填满保温石棉纤维，保证细颈部到明冒口部位末了冷却，长期维持对肩膀松散部位补缩通道的通达。

对第二处松散选择的法子如下：

（1）在铸件较厚下部的壳芯上、铸型上布置冷铁，见图14、图15所示部位（圆圈内）。人为操纵浇铸进程中铸件下部先于上部冷却，准时获得上部合金液的补缩。以操纵铸件全体的固结方位相符自下而上的按序固结准则，让铸件下部如图16所示（圆圈内）的厚大处先冷却。

（2）操纵浇铸温度在℃～℃之间，浇铸到合金液飞腾高度挨近冒口高度1/3时，须从冒口处补浇，让挨近浇口的部位获得较快的冷却。

经过选择以上法子后，松散毛病获得灵验办理。

2.3夹渣毛病

临盆进程中，在铸件如图17所示的部位（圆圈内）屡屡呈现夹渣毛病，在X光底片上的显示如图18所示。

经剖析，由于该处为铸件上赶上的一个笔直于高度方位的小凸台，在模具型腔里产生一个死角部位。合金液充填活该角部位的进程中，若是将氧化夹渣、杂质等带入后，夹渣、杂质就被挡在内里，很难浮在合金液面上随合金液一同上浮至冒口处，就在活该角处产生夹渣，在X光底片上显示为孔洞，这便是所谓的渣孔。

依照毛病产生的缘由，选择的办理法子如下：

（1）矫正浇铸系统，在铸件内浇口处配置集渣包，并在集渣包底部布置过滤网举行挡渣，防止氧化夹渣以及其余杂质经过合金液带入模具型腔内，矫正后的浇注系统见图19所示。

（2）采取倾转浇铸法（如图9所示），让杂质、夹渣等迟缓上浮到合金液面上，并随合金液飞腾浮到冒口上。倾转速率不宜过快，不然，这些杂质、夹渣来日不及上浮就被合金液固结围困，留在铸件内。液压系统的压力操纵在6～8MPa为好。

（3）矜重施行合金液精练工艺，最幸好℃～℃加C2Cl6举行精练，由于，精练进程中，合金液的温度会抬高。进而使合金液氧化、吸气严峻，增添气孔、氧化夹渣等。

（4）维持熔炉范围洁净，溶化时不准许屡屡翻搅铝合金液，免得增添合金液的氧化。

（5）浇铸前应除净合金液表面的熔渣。

（6）浇铸后残余的合金液不准许倒回坩埚内，免得带入气体和氧化皮，浇勺上残留的氧化皮应算帐洁净。

经过选择以上的法子后，夹渣毛病获得熟悉决。

3成效

经过对该壳体铸件的锻造工艺、模具布局举行矫正后，其冶金及格率从10%升高到了60%以上。将倾转浇注的工艺法子推行运用到相似布局的其余铝合金铸件上，办理了其余铝合金铸件的气孔和夹渣等题目，俭朴了临盆成本，升高了经济效力。

参考文件

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（本文曾登载于我刊年第5期）

液压气动与密封

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