Las ventajas y desventajas del proceso de fundición de aluminio

Debido a los diferentes elementos de cada grupo de aleaciones de aluminio, las propiedades físicas y químicas de las aleaciones son diferentes. El proceso de cristalización también es diferente. Por tanto, debe apuntar a las características de la aleación de aluminio. Elección razonable del método de fundición. Para prevenir o reducir la aparición de defectos de fundición dentro del rango permitido, para optimizar la fundición.

Rendimiento del proceso de fundición de aleación de aluminio

Rendimiento del proceso de fundición de aleación de aluminio. Por lo general, se entiende como una combinación de aquellas propiedades que son más prominentes en el proceso de características de llenado, cristalización y enfriamiento, como fluidez, contracción, estanqueidad al aire, tensión de fundición y absorción de aire. Estas características de la aleación de aluminio dependen de la composición de la aleación. Pero también está relacionado con los factores de fundición, la complejidad del molde de temperatura de calentamiento de la aleación, el sistema de vertido vertical y la forma de la puerta.

(1) Liquidez

La fluidez se refiere a la capacidad de las características de llenado de líquido de aleación. La fluidez determina si la aleación puede moldear piezas fundidas complejas. Hay muchos factores que afectan la liquidez. Los factores principales son la composición, temperatura y partículas sólidas de óxidos metálicos, compuestos metálicos y otros contaminantes en el líquido de aleación, pero los factores objetivos externos son la temperatura de vertido y la presión de flujo (comúnmente conocida como cabeza de inyección condensada).

(2) Contractilidad

La contracción es una de las principales características de las aleaciones de aluminio fundido. La aleación se divide en tres etapas desde el vertido del líquido hasta la solidificación hasta que alcanza la temperatura ambiente. Son contracción líquida, contracción por solidificación y contracción en estado sólido. La contracción de la aleación tiene una influencia decisiva en la calidad de la fundición. Afecta el tamaño de la cavidad de contracción de la pieza fundida, la formación de grietas por tensión y el cambio de tamaño. La contracción del berkelio constante rápida se divide en contracción corporal y contracción lineal. En la producción real, la contracción lineal se usa generalmente para mejorar la contracción de las aleaciones de oro. Tamaño de contracción de aleación de aluminio. Por lo general, se expresa como porcentaje, lo que se denomina contracción.

① contracción corporal

La contracción del cuerpo incluye la contracción del líquido y la contracción por solidificación.

Fundición de líquido de aleación desde el vertido hasta la solidificación. Al final de la solidificación, habrá una contracción macroscópica o microscópica en el lado vietnamita. Este tipo de contracción macroscópica causada por la contracción es visible a simple vista y se divide en contracción concentrada y contracción parcial. El diámetro de poro de la cavidad de contracción concentrada es grande y concentrado. Y se distribuyen en la parte superior del vaciado o en los puntos calientes gruesos de la superficie. Las cavidades de contracción dispersiva están dispersas y finas. La mayoría de ellos se distribuyen en el eje de fundición y juntas calientes. Los cráteres microscópicos son difíciles de ver a simple vista. La mayoría de las cavidades de contracción microscópicas se distribuyen debajo de los límites de los granos o entre las dendritas de las dendritas.

La contracción y la porosidad son uno de los principales defectos de las piezas fundidas. La razón es que la contracción líquida es mayor que la nacional. Durante la producción, se encuentra que el rango de solidificación de la aleación de aluminio de fundición es menor. Cuantos más cristales forman las cavidades de contracción de Leizhong. Verifique el rango de coagulación. Cuantos más cristales forman cavidades de contracción dispersiva. por lo tanto. En el diseño, la aleación de aluminio de la costura de fundición debe ajustarse al principio de solidificación secuencial. La contracción del cuerpo de las piezas moldeadas impresas durante la solidificación manual líquida debe complementarse con un líquido de aleación. Las cavidades de contracción y la holgura se concentran en el elevador exterior de la pieza fundida. Para piezas de fundición de aleación de aluminio que son propensas a esparcirse y aflojarse. El número de instalaciones de 100 puertos es mayor que el de orificios de contracción centralizados. Y coloque una plancha fría en el lugar donde se generan los cristales para aumentar la velocidad de enfriamiento local. Haz que se solidifique al mismo tiempo o rápidamente.

② Contracción de la línea

El tamaño de la contracción de la línea afectará directamente la calidad de la fundición. El sistema se encoge e invita a lo grande. La tendencia de las piezas fundidas de aluminio a producir grietas y tensiones también es mayor: el tamaño y la forma de las piezas fundidas se agrandan después del enfriamiento.

Para diferentes aleaciones de aluminio fundido, existen diferentes tasas de contracción de las juntas y se imprime la misma aleación. El casting es diferente. La tasa de contracción también es diferente. En el mismo casting. La tasa de contracción de su largo, ancho y alto también es diferente. Debe determinarse de acuerdo con la situación específica.

(3) Agrietamiento en caliente

La aparición de fisuras en caliente en las piezas de fundición de aluminio se debe principalmente a que la tensión de contracción de las piezas de fundición supera la fuerza de unión entre los granos de metal. La mayoría de ellos ocurren a lo largo de los límites de los granos. Se puede ver en la fractura de la grieta que el metal en las grietas a menudo se oxida y pierde su brillo metálico. Las grietas se extienden a lo largo del límite del grano, con forma de zigzag, una superficie ancha y un interior estrecho, y algunas penetran en toda la superficie del extremo de la pieza fundida.

Las diferentes piezas de fundición de aleación de aluminio tienen diferente tendencia a agrietarse. Esto se debe a que cuanto mayor es la diferencia entre la temperatura a la que se forma una estructura cristalina completa durante la solidificación de la aleación de aluminio fundido y la temperatura de solidificación, mayor es la contracción de la aleación y mayor la tendencia al agrietamiento en caliente. El tipo de aleación tiene diferente tendencia al agrietamiento en caliente debido a la resistencia del molde, la estructura de la fundición, el proceso de vertido y otros factores. En la producción se utilizan a menudo medidas como moldes de fundición regresiva o sistemas de fundición mejorados de aleación de aluminio para evitar grietas en las piezas de fundición de aluminio. El método del anillo de fisuración en caliente se utiliza generalmente para detectar fisuras en caliente en piezas de fundición de aluminio.

(4) Hermeticidad

La hermeticidad de la aleación de aluminio fundido se refiere al grado de no fuga de las piezas fundidas de aluminio de tipo cavidad bajo la acción de gas o líquido a alta presión. La estanqueidad caracteriza realmente el grado de compacidad y pureza de la estructura interna de la pieza fundida.

La estanqueidad al aire de la aleación de aluminio fundido está relacionada con las propiedades de la aleación. Cuanto menor sea el intervalo de solidificación de la aleación, menor será la tendencia a producir porosidad. Al mismo tiempo, cuanto más pequeños sean los poros de precipitación, mayor será la estanqueidad de la aleación. La hermeticidad de la misma aleación de aluminio fundido también está relacionada con el proceso de fundición. Por ejemplo, reducir la temperatura de fundición de la aleación de aluminio fundido, colocar hierro frío para acelerar la velocidad de enfriamiento y solidificar y cristalizar bajo presión, etc., pueden hacer que las piezas de fundición de aluminio sean herméticas al aire. mejorar. El método de impregnación también se puede utilizar para tapar el espacio de fuga para mejorar la hermeticidad de la pieza fundida.

(5) Estrés de casting

El estrés de fundición incluye tres tipos de estrés, el estrés de transformación de fase y el estrés de contracción. Las causas de varias tensiones no son las mismas.

La hermeticidad de la aleación de aluminio fundido está relacionada con las propiedades de la aleación. Cuanto menor sea el rango de solidificación de la aleación. La tendencia a producir pino azufrado también es menor. Al mismo tiempo, produce pequeños estomas. De lo contrario, la estanqueidad al aire de la aleación será alta. La hermeticidad de la misma aleación de aluminio fundido también está relacionada con el proceso de inspección de la fundición. Como reducir la temperatura de fundición de la aleación de aluminio fundido, colocar hierro frío para acelerar la velocidad de enfriamiento y solidificar y cristalizar bajo presión, etc., puede mejorar la estanqueidad al aire de las fundiciones de aluminio. La estanqueidad al gas de la pieza fundida también se puede mejorar tapando el espacio de alta fuga a través del método de tratamiento.

• Estrés termal. La tensión térmica se debe al grosor desigual de la sección en la intersección de las diferentes formas geométricas de la pieza fundida. El enfriamiento no es algunas de las razones. La formación de tensión de compresión en la pieza delgada conduce a una tensión residual en la fundición.
• Intersección del estrés. La tensión de transformación de fase se debe a la transformación de fase de algunas aleaciones de aluminio fundido durante el proceso de enfriamiento después de la solidificación. El tamaño de la zona al final del patio cambia. El miembro principal es de aluminio. El grosor de la pared de la pieza fundida es desigual. Es causado por la intersección de diferentes partes en diferentes momentos.
• Estrés por contracción. Cuando la fundición de aluminio se contrae, el molde y el núcleo la obstaculizan, lo que genera tensión de tracción. Este tipo de estrés es temporal y las piezas de fundición de aluminio desaparecerán automáticamente cuando estén fuera de la caja. Sin embargo, un tiempo de desembalaje inadecuado a menudo causa grietas en caliente, especialmente para las aleaciones de aluminio fundido que son propensas a grietas en caliente bajo tal tensión. La tensión residual en la aleación de aluminio fundido reduce las propiedades mecánicas de la aleación y afecta la precisión de mecanizado de la fundición. La tensión residual en las piezas de fundición de aluminio se puede eliminar mediante el recocido. La aleación tiene buena conductividad térmica y no cambia de fase durante el proceso de enfriamiento. Siempre que la estructura de fundición se diseñe razonablemente, la tensión residual de la fundición de aluminio es generalmente pequeña.

(6) Inhalación

La aleación de aluminio es fácil de absorber gas, que es la característica principal de la aleación de aluminio fundido. El hidrógeno producido por la reacción entre los componentes del aluminio líquido y las aleaciones de aluminio y la humedad contenida en la carga del horno, los productos de combustión de materia orgánica y los moldes es absorbido por el aluminio líquido.

Cuanto más alta es la temperatura de fusión de la aleación de aluminio, más hidrógeno se absorbe. A 700 ° C, la solubilidad del hidrógeno en 100 g de aluminio es de 0.5 a 0.9. Cuando la temperatura sube a 850 ° C, la solubilidad del hidrógeno aumenta de 2 a 3 veces. Cuando se contienen impurezas de metales alcalinos, la solubilidad del hidrógeno en el aluminio fundido aumenta significativamente.

Además de la inhalación de la aleación de aluminio fundido durante la fundición, también produce inhalación cuando se vierte en el molde. El metal líquido que ingresa al molde disminuye con la temperatura, la solubilidad del gas disminuye y se precipita el exceso de gas, y hay una parte del gas que no puede escapar. Se deja en el yeso para formar poros, que generalmente se denominan "agujeros de alfiler". El gas a veces se combina con la cavidad de contracción y el gas precipitado en el aluminio fundido permanece en la cavidad de contracción. Si la presión generada por el calentamiento de las burbujas es grande, la superficie de los poros es lisa y hay una capa brillante alrededor de los agujeros; si la presión generada por las burbujas es pequeña, la superficie interna de los poros está arrugada, lo que parece "patas de mosca", y hay agujeros de contracción en una inspección más cercana. Caracteristicas

Cuanto mayor sea el contenido de argón en el líquido de aleación de aluminio fundido, más poros se producirán en la fundición. Los poros en las piezas de fundición de aluminio no solo reducen la hermeticidad y la resistencia a la corrosión de las piezas de fundición, sino que también reducen las propiedades mecánicas de la aleación. Para obtener fundiciones de aluminio sin o con menos poros, la clave está en las condiciones de fusión. Si se agrega un agente de cobertura para protección durante la fundición, la cantidad de inhalación de gas de la aleación se reduce en gran medida. El refinamiento del aluminio fundido puede controlar eficazmente el contenido de hidrógeno en el aluminio fundido. El método de fundición que utiliza arena, arcilla y otros materiales auxiliares para hacer un molde se llama fundición en arena. Los materiales de los moldes de arena se denominan colectivamente materiales de moldeo. Los moldes de arena para aplicaciones de metales no ferrosos están hechos de arena, arcilla u otros aglutinantes y agua.

El proceso de formación de piezas de fundición de aluminio es un proceso de interacción entre el metal y el molde. Después de inyectar el líquido de aleación de aluminio en el molde, el calor se transfiere al molde y el molde de arena se somete a los efectos térmicos, mecánicos y químicos del metal líquido. Por lo tanto, para obtener piezas fundidas de alta calidad, además de dominar estrictamente el proceso de fundición, también es necesario diseñar correctamente la proporción de arena del molde (núcleo), los procesos de modelado y vertido.

3. Fundición de moldes de metal

1. Introducción y proceso tecnológico

La fundición en moldes de metal también se denomina fundición en molde duro o fundición en molde permanente. Es un método de vertido de la aleación de aluminio fundido en un molde de metal para obtener piezas fundidas. La mayor parte de la fundición de moldes de aleación de aluminio utiliza núcleos de metal, pero también núcleos de arena o núcleos de carcasa. Método, en comparación con la fundición a presión, el molde de metal de aleación de aluminio tiene una larga vida útil.

2. Ventajas del casting

(1) Ventajas

El molde de metal tiene una velocidad de enfriamiento más rápida y una estructura de fundición más densa, que puede fortalecerse mediante tratamiento térmico, y sus propiedades mecánicas son aproximadamente un 15% más altas que las de la fundición en arena. Fundición de moldes de metal, la calidad de las piezas es estable, la rugosidad de la superficie es mejor que la fundición en arena y la tasa de residuos de cristal es baja. Las condiciones de trabajo son buenas, la productividad es alta y los trabajadores son fáciles de dominar.

(2) Desventajas

El tipo de metal tiene una gran conductividad térmica y poca capacidad de llenado. El tipo de metal en sí no tiene permeabilidad al aire. Se deben tomar las medidas correspondientes para agotar eficazmente. El molde de metal no tiene retroceso y es fácil de romper y deformar durante la solidificación.

3. Defectos comunes y prevención de fundiciones de metales.

(1) Agujero de alfiler

Medidas para prevenir picaduras: Está estrictamente prohibido utilizar materiales de aleación de aluminio fundido contaminados, materiales manchados con compuestos orgánicos y severamente oxidados y corroídos; controlar el proceso de fundición, fortalecer la desgasificación y el refinado; controle el grosor del recubrimiento de tipo metálico, demasiado grueso es fácil de producir poros; La temperatura del molde no debe ser demasiado alta, adopte medidas de enfriamiento para las partes gruesas de las piezas fundidas, como incrustaciones de cobre o riego, etc .; cuando utilice moldes de arena, controle estrictamente la humedad e intente utilizar núcleos secos.

(2) Estoma

Medidas para prevenir los poros: modificar el sistema de vertido y elevador irrazonable para estabilizar el flujo de líquido y evitar que el gas se vea involucrado; el molde y el núcleo deben precalentarse y luego pintarse, y deben secarse completamente antes de su uso; diseñar el molde Se deben considerar medidas de extracción adecuadas con el núcleo.

(3) Oxidación e inclusión de escoria

Medidas para prevenir la oxidación y la inclusión de escoria: controlar estrictamente el proceso de fundición, fundición rápida, reducir la oxidación y eliminar la escoria a fondo. La aleación A1-Mg debe fundirse bajo un agente de cobertura; el horno y las herramientas deben estar limpios, libres de óxidos y deben precalentarse, y el revestimiento debe secarse para su uso después de reducir la velocidad;

El sistema de vertido diseñado debe tener un flujo estable, capacidad de amortiguación y desnatado de escoria; el sistema de vertido inclinado se utiliza para estabilizar el flujo de líquido sin oxidación secundaria; el recubrimiento seleccionado debe tener una fuerte adherencia y no se astillará durante el proceso de vertido y no entrará en la fundición para formar escoria.

(4) Agrietamiento térmico

Medidas para prevenir el agrietamiento térmico: Se debe evitar el sobrecalentamiento local en el sistema de vertido real para reducir la tensión interna; la inclinación del molde y el núcleo debe ser superior a 2 °, y el elevador de vertido se puede extraer para abrir el molde una vez que se haya solidificado, y se pueden usar núcleos de arena si es necesario Reemplazar el núcleo de metal; controlar el espesor del revestimiento para hacer que la velocidad de enfriamiento de cada parte de la pieza de fundición sea consistente; elija la temperatura del molde adecuada de acuerdo con el espesor de la pieza fundida; refinar la estructura de la aleación para mejorar la capacidad de agrietamiento en caliente; mejorar la estructura de fundición para eliminar las esquinas afiladas y las mutaciones del espesor de la pared, reducir la tendencia al agrietamiento en caliente.

(5) suelto

Medidas para prevenir la porosidad: ajustes razonables del elevador para asegurar la solidificación y la capacidad de alimentación; baje apropiadamente la temperatura de trabajo del molde de metal; controlar el grosor del revestimiento y reducir el grosor de la pared gruesa; ajustar la velocidad de enfriamiento de cada parte del molde de metal para hacer que la pared gruesa de la fundición tenga una mayor capacidad estimulante; reduzca adecuadamente la temperatura de vertido del metal.

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