一種有效提高鋁合金鑄件質量的鑄造方法
2023-05-21 05:46:11
專利名稱：一種有效提高鋁合金鑄件質量的鑄造方法
技術領域：
本發明涉及一種有效提高鋁合金鑄件質量的鑄造方法，屬金屬鑄造工藝技術領域。
背景技術：
用鑄造方法生產型材是在行業中比較傳統方法，而其在汽車用鋁合金成型工藝中 的應用更是廣泛。金屬型重力鑄造工藝是目前鑄造工藝中應用比較廣的一種，其特點在於工序簡 單，模具製造周期短，開發成本低。而且在開發階段不斷進行調整的成本低，但是普 通的金屬型重力鑄造工藝有其自身的工藝難點，如充型問題、補縮問題、鋁液在澆 注過程中的溫降問題等。為克服上述的鑄造工藝自身的局限性和存在的各種缺陷，採用一種受控制的金屬 型鑄造方法，尤其適用於鋁合金汽車零件的鑄造生產。 發明內容本發明的目的在於提供一種有效提高鑄件質量的鑄造方法，對產品澆注的設計進 行計算機軟體模擬，配合相應的加熱、冷卻控制系統來控制其鑄件的凝固過程，從而 選擇最優的澆注工藝，實現鑄件的漸進凝固，以獲得高質量的鑄件。本發明的另一目的是通過計算機軟體模擬設計，從而減少模具的開發成本，減少 工藝的調整時間。為了實現上述目的，本發明提供一種有效提高鑄件質量的鑄造方法，其澆注模具 是在計算機控制晶片發出控制指令下，連續變動保溫中間包與澆注模具的傾斜狀態， 隨著傾斜狀態的變化不斷流進模具型腔而實現澆注過程。一種有效提高鋁合金鑄件質量的鑄造方法，其特徵在於具有以下工藝過程a、 首先對產品進行計算機模擬優化澆注工藝以及鑄件的凝固過程，得到優化的 工藝參數；b、 把優化的工藝參數轉換成澆注指令參數寫入澆注控制晶片和溫控系統；c、 開啟設備進行澆注，通過澆注控制晶片控制與模具連接的中間包對澆注模具 實施澆注，溫控系統輔助控制鑄件的漸進凝固過程，最終獲得無縮孔疏鬆現 象的鋁合金鑄件；上述的優化的工藝參數為中間包澆注時的傾斜角度及傾斜速率；上述的漸進凝固過程是通過充型的傾斜速率變化和溫控系統組合控制來實現的。 本發明的優點和特點如下(1) 本發明方法中的模具設計過程及澆注過程可在計算機上實現模擬預見性，配 合加熱、冷卻系統對充型和漸進凝固的整個過程可進行優化設計。(2) 整個澆注過程按照預先設計的程序結合模具溫度的變化對鑄件的充型進行 控制，有效地控制了鋁液的充型時間和速度和凝固過程，從而容易實現漸進凝固。(3) 在澆注過程中，澆注液體靜壓力小，充型平穩，而且有利於氣體的排除，從 而可獲得質量較好的件。(4) 在充型過程中，由於待澆注的鋁液處於溫控保溫中間包中，從而使得鋁液在 澆注過程的溫降問題得以解決。
具體實施方式
現將本發明的具體實施例敘述於後。實施例一首先，對A356鋁合金零件進行填充工藝和鑄件凝固進行計算機模擬， 通過模擬結果對比得到最優澆注工藝參數傾斜角度0 50度範圍的傾斜速率為6 8度/S，傾斜角度50 70度範圍的傾斜速率為3 5度/S，將上述參數用計算機編程 轉換成指令參數。按照模擬的結果此零件不需要配合相應的冷卻系統便可實現漸進凝 固。將待澆注的A356鋁合金配料先熔化精煉，所得鋁液在經過變質、除氣後，保溫 在680 720度的溫度，然後轉入保溫中間包中，開啟裝置進行澆注，由於此零件厚 度比較均勻，按照先前的填充工藝的模擬結果，其填充階段的傾斜角度變化分為兩個 填充階段，傾斜角度0 50度範圍的傾斜速率為6 8度/S，傾斜角度50 70度範圍 的傾斜速度為3 5度/S，完成整個澆注過程的時間為9 12S。澆注完成後留模30S 後開模，漸進凝固後所得的鋁合金鑄件無縮孔疏鬆現象，而且氣孔量明顯比傳統的手 工澆注工藝下獲得的鑄件少，而且鑄件的氧化夾雜少，表面質量好。實施例二同上，先對A356鋁合金零件進行填充工藝和鑄件凝固進行計算機模 擬，通過模擬結果對比得到最優澆注工藝參數傾斜角度0 35度範圍的傾斜速率為 7 9度/S，傾斜角度35 50度範圍的傾斜速率為9 11度/S，傾斜角度50 75度範 圍的傾斜速率為3 5度/S，將上述參數用計算機編程轉換成指令參數。按照模擬的 結果在熱節處配合相應的冷卻系統，將待澆注的A356鋁合金配料先熔化精煉，所得 鋁液在經過變質、除氣後，保溫在680 720度的溫度，然後轉入保溫中間包中，開 啟裝置進行澆注，由於此零件厚度變化較大，按照先前的填充工藝的模擬結果，其填充階段的傾斜角度變化分為三個填充階段，傾斜角度0 35度範圍的傾斜速率為7 9度/S，傾斜角度35 50度範圍的傾斜速度為9 11度/S，傾斜角度50 75度範圍 的傾斜速率為3 5度/S，同時通過水冷系統對鑄件熱部分進行冷卻，整個澆注過程 為21 25S。澆注完成後留模30S後開模，凝固後所得的鋁合金鑄件無縮孔疏鬆現象， 而且氣孔量明顯比傳統的澆注工藝下獲得的鑄件少，而且鑄件的氧化夾雜少，表面質 量好。
權利要求
1、一種有效提高鋁合金鑄件質量的鑄造方法，其特徵在於具有以下工藝過程a、首先對產品進行計算機模擬優化澆注工藝以及鑄件的凝固過程，得到優化的工藝參數；b、把優化的工藝參數轉換成澆注指令參數寫入澆注控制晶片和溫控系統；c、開啟設備進行澆注，通過澆注控制晶片控制與模具連接的中間包對澆注模具實施澆注，溫控系統輔助控制鑄件的漸進凝固過程，最終獲得無縮孔疏鬆現象的鋁合金鑄件。
2、 根據權利要求1中所述的一種有效提高鋁合金鑄件質量的鑄造方法，其特徵在於 所述的優化的工藝參數為中間包澆注時的傾斜角度及傾斜速率。
3、 根據權利要求1中所述的一種有效提高鋁合金鑄件質量的鑄造方法，其特徵在於 所述的漸進凝固過程是通過充型的傾斜速率變化和溫控系統組合控制來實現的。
全文摘要
本發明涉及一種有效提高鋁合金鑄件質量的鑄造方法，屬金屬鑄造工藝技術領域。本發明一種有效提高鋁合金鑄件質量的鑄造方法，首先對產品澆注的設計進行計算機軟體模擬設計，配合相應的加熱、冷卻凝固控制系統，從而選擇最優的澆注工藝，實現鑄件的漸進凝固，以獲得鑄造缺陷少、表面質量好的鋁合金鑄件。本發明中，澆注模具是在計算機控制晶片發出控制指令下，連續變動保溫中間包與澆注模具的傾斜狀態，並隨著傾斜狀態的變化不斷流進模具型腔而實現澆注過程。本發明方法適合於汽車鋁合金零件的生產，能得到無縮孔疏鬆現象的優質鑄件。
文檔編號B22D46/00GK101239385SQ200810034730
公開日2008年8月13日 申請日期2008年3月18日 優先權日2008年3月18日
發明者劉立坤, 楊弋濤, 胡悅高, 邵光傑, 黃龍輝 申請人:上海大學