铸铝件在铸造形成过程中,容易产生内部疏松、缩孔、气孔等缺陷,这些含有缺陷的铸件在经过机加工后,表面致密层部件被去掉而使内部的组织缺陷暴露出来。对有密封要求的汽车铸铝件,如气缸体、气缸盖、进气歧管、制动阀体等,在进行耐压密封试验时,缺陷微孔的存在将导致密封介质的渗漏造成大量废品,且这些缺陷往往机加工后经试压才能发现,从而造成工时、原材料和能源的严重浪。为了解决汽车铸铝件废品率高的问题,挽救因上述缺陷可能报废的铸件,生产中要采取相应的处理措施,目前使用普遍的技术是浸渗处理,即堵漏。所谓“浸渗”,就是在相应条件下把浸渗剂渗透到铸铝件的微孔隙中,经过固化后使渗入孔隙中的填料与铸件孔隙内壁连成一体,堵住微孔,使零件能满足加压、防渗及防漏等条件的工艺技术。
翻砂铸铝件的优点:
1、可制造出内腔、外形很复杂的毛坯。如各种箱体、机床床身、汽缸体、缸盖等。
2、工艺灵活性大,适应性广,液态成型件的大小几乎不限,其重量可由几克到几百吨,其壁厚可由0.5mm到1m左右。工业上凡能溶化成液态的金属材料均可用于液态成型。对于塑性很差的铸铁,液态成型是生产其毛坯或零件的方法。
3、液态成型件成本较低。液态成型可直接利用废机件和切屑,设备费用较低。
翻砂铸铝件的热处理是指按某一热处理规范,控制加热温度、保温时间和冷却速度,改变合金的组织,其主要目的是:提高力学性能,增强耐腐蚀性能,改善加工性能,获得尺寸的稳定性。
翻砂铸铝件的热处理工艺可以分为如下四类:
1、退火处理将铝合金铸件加热到较高的温度,一般约为300℃左右,保温相应的时间后,随炉冷却到室温的工艺称为退火。在退火过程中固溶体发生分解,相质点发生聚集,可以消除铸件的内应力,稳定铸件尺寸,减少变形,增大铸件的塑性。
2、固溶处理把铸件加热到尽可能高的温度,接近于共晶体的熔点,在该温度下保持足够长的时间,并随后快速冷却,使强化组元的溶解,这种高温状态被固定保存到室温,该过程称为固溶处理。固溶处理可以提高铸件的强度和塑性,改善合金的耐腐蚀性能。固溶处理的效果主要取决于下列三个因素:
(1)保温时间。保温时间是由强化元素的溶解速度来决定的,这取决于合金的种类、成分、组织、铸造方法和铸件的形状及壁厚。铸造铝合金的保温时间比变形铝合金要长得多,通常由试验确定,一般的砂型铸件比同类型的金属型铸件要延长20%-25%。
(2)冷却速度。淬火时给予铸件的冷却速度越大,使固溶体自高温状态保存下来的过饱和度也越高,从而使铸件获得高的力学性能,但同时所形成的内应力也越大,使铸件变形的可能性也越大。冷却速度可以通过选用具有不同的热容量、导热性、蒸发潜热和粘滞性的冷却介质来改变,为了得到的内应力,铸件可以在热介质(沸水、热油或熔盐)中冷却。
(3)固溶处理温度。温度越高,强化元素溶解速度越快,强化效果越好。一般加热温度的上限低于合金开始过烧温度,而加热温度的下限应使强化组元尽可能多地溶入固溶体中。为了获得固溶强化效果,而又不便合金过烧,有时采用分级加热的办法,即在低熔点共晶温度下保温,使组元扩散溶解后,低熔点共晶不存在,再升到的温度进行保温和淬火。固溶处理时,还应当注意加热的升温速度不宜过快,以免铝合金铸件发生变形和局部聚集的低熔点组织熔化而产生过烧。固溶热处理的悴火转移时间应尽可能地短,一般应不大于15s,以免合金元素的扩散析出而降低合金的性能。
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