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充氧压铸

/pore-free die casting/
条目作者熊守美

熊守美

最后更新 2022-12-23
浏览 108
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通过将干燥的氧气等活性气体通入压铸模具型腔,置换出其中的空气及其他气体,金属液在快速充填模具型腔过程中,与氧气快速反应形成细小的氧化物颗粒并弥散分布于铸件内部,从而消除铸件内部气孔的压铸工艺。又称无孔压铸。

英文名称
pore-free die casting
又称
无孔压铸
所属学科
机械工程

由于充氧压铸过程中形成的氧化物颗粒在铸件中弥散分布、尺寸细小(在1微米以下)且占比较小(占铸件总质量的0.1%~0.2%),基本不影响铸件的力学性能。同时,充氧压铸由于消除了铸件内部气孔,铸件可进行热处理和焊接,是提高压铸件质量的有效途径。

充氧压铸过程中,为使氧气等活性气体与金属液充分反应形成弥散分布的微小氧化物颗粒,充氧压铸通常要求有较高的浇口速度及特殊的浇口设计,充氧压铸的浇口设计通常为点状圆形截面浇口,设计时应考虑到避免直接冲击型芯,也可将相邻浇口互成一定角度。

充氧压铸的充氧过程一般分为压室充氧和模具上充氧两种模式。无论哪种充氧模式,均力求在最短的时间内,以氧气置换出最多的空气。为此,需要结合模具特征,开设充分的排气通道。实际生产中,应视压铸件零件大小、复杂程度及充氧口位置确定充氧时间(一般3~6秒),充氧压力一般保持在0.4~0.7兆帕以确保适当的氧流量。

由于充氧压铸过程中,氧气与金属液反应的生成热较大,实际生成过程中应加强冲头及模具的冷却,以防止拉缸及粘模。同时,压铸工艺参数的配合,也十分重要,为使涂料中的气体尽快挥发,应适当提高模具预热温度。

与普通压铸相比,充氧压铸极大程度上减少了压铸件的内部气孔,提高了铸件的致密度,其铸件铸态强度较普通压铸可提高约10%,延伸率可提高约30%;而热处理工艺可进一步提升铸件力学性能约30%。

对于铝合金充氧压铸,由于铸件内部的三氧化二铝硬质点给机加工带来困难,且分布不均匀,其应用受到一定限制;加上工艺过程复杂、掌握的难度较大,生产效率也受到一定的影响。

充氧压铸一般适合于要求高的安全性零件的生产,具有成品率高、组织致密、强度高、耐疲劳等优点。

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