鋁合金鑄造工藝設(shè)計(jì)

鋁合金鑄件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6414—1999

鋁合金鑄造工藝流程

砂型鑄造

精密鑄造

目前的消失模的越來(lái)越來(lái)

鋁合金鑄造方法

鑄造鋁合金是以熔融金屬充填鑄型，獲得各種形狀零件毛坯的鋁合金。具有低密度，比強(qiáng)度較高，抗蝕性和鑄造工藝性好，受零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)限制小等優(yōu)點(diǎn)。分為Al-Si和Al-Si-Mg-Cu為基的中等強(qiáng)度合金；Al-Cu為基的高強(qiáng)度合金；Al-Mg為基的耐蝕合金；Al-Re為基的熱強(qiáng)合金。大多數(shù)需要進(jìn)行熱處理以達(dá)到強(qiáng)化合金、消除鑄件內(nèi)應(yīng)力、穩(wěn)定組織和零件尺寸等目的。用于制造梁、燃汽輪葉片、泵體、掛架、輪轂、進(jìn)氣唇口和發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)匣等。還用于制造汽車的氣缸蓋、變速箱和活塞，儀器儀表的殼體和增壓器泵體等零件。

鑄造鋁合金具有良好的鑄造性能，可以制成形狀復(fù)雜的零件；不需要龐大的附加設(shè)備；具有節(jié)約金屬、降低成本、減少工時(shí)等優(yōu)點(diǎn)，在航空工業(yè)和民用工業(yè)得到廣泛應(yīng)用。用于制造梁、燃汽輪葉片、泵體、掛架、輪轂、進(jìn)氣唇口和發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)匣等。還用于制造汽車的氣缸蓋、變速箱和活塞，儀器儀表的殼體和增壓器泵體等零件。

鋁材鑄造工藝

　　脫蠟澆鑄的工序流程是：模具設(shè)計(jì)——開模具——注蠟（模）——修整蠟?zāi)＃ê赶災(zāi)＃N蠟樹（——稱重）——制作殼模——?dú)つ１簾獫茶T——振殼——清砂處理下面分別講述各個(gè)工序。　　　　一 ．制作產(chǎn)品模具　　　　一般是模具是采用的鋁模也有使用鋼模的 但是使用起來(lái)不方便，廠里拿到圖紙工程部分根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)出相應(yīng)的模具，設(shè)計(jì)澆口。然后用鋁材通過(guò)數(shù)控機(jī)床一系列的加工，制造出模具。 　　　　二. 注蠟　　　　模具開好后就可以進(jìn)行注蠟操作了。注蠟操作應(yīng)該注意對(duì)蠟溫、壓力以及膠模的壓緊等因素。　　　　制作蠟?zāi)Ｊ褂玫南炓话闶翘m色的模型石蠟，其融化溫度在60℃左右，注蠟溫度在65℃左右。還有一些其他顏色的石蠟，性質(zhì)略有不同。蠟溫及注射壓力是由注蠟機(jī)決定的。注蠟機(jī)的類別通常有風(fēng)壓式和真空式兩種。這兩種注蠟機(jī)的注蠟原理基本相似，就是利用氣壓將熔融狀態(tài)的蠟注入膠模。兩者的區(qū)別在于真空式注蠟機(jī)能夠先將膠模抽真空，在向膠模注蠟；而風(fēng)壓式注蠟機(jī)只能直接向膠模注蠟。所以通常操作以真空式注蠟機(jī)比較容易掌握，而風(fēng)壓式注蠟機(jī)則需要具有一定的經(jīng)驗(yàn)。　　　　注蠟機(jī)中的加熱器和感溫器能夠使蠟液達(dá)到并保持一定的溫度。通常注蠟機(jī)中蠟的溫度應(yīng)該保持在70~75℃之間，這樣的溫度能夠保證蠟液的流動(dòng)性。如果溫度過(guò)低，蠟液不易注滿蠟?zāi)＃斐上災(zāi)５臍埲?；反之蠟液溫度過(guò)高，又會(huì)導(dǎo)致蠟液從膠?？p隙處溢出或從注蠟口溢出，容易形成飛邊或燙傷手指?！　　　∽⑾灆C(jī)蠟筒內(nèi)的壓力是由外接氣泵提供的，一般應(yīng)該保持在0.5~0.7at(或kgf/cm2)即0.051~0.071Bar之間，也可以根據(jù)蠟?zāi)５捏w積和復(fù)雜程度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整?！　　　∽⑾炛埃紫葢?yīng)該打開膠模，檢查膠模的完好性和清潔性。如果是使用過(guò)的膠模，就應(yīng)該向膠模中尤其是形狀比較細(xì)小復(fù)雜的位置噴灑脫蠟劑（也可撒上少量滑石粉），以利于取出蠟?zāi)?；其次?yīng)該預(yù)熱注蠟機(jī)，打開氣泵，調(diào)整好壓力和溫度。　　　　注蠟時(shí)，應(yīng)該用雙手將夾板（可以是有機(jī)玻璃板或木板、鋁板等）中的膠模夾緊，注意手指的分布應(yīng)該使膠模受壓均勻；將膠模水口對(duì)準(zhǔn)注蠟嘴平行推進(jìn)，頂牢注蠟嘴后雙手不動(dòng)，用腳輕輕踏合注蠟開關(guān)并隨即松開，雙手停留1~2秒后，將膠模放置片刻，即可打開膠模（如果膠模有底，應(yīng)該首先將模底拉出），取出蠟?zāi)！Ｏ災(zāi)Ｈ〕龊笞屑?xì)檢查，如果出現(xiàn)比較嚴(yán)重的缺邊、斷腳等問題，這樣的蠟?zāi)＞蛯儆趶U品。如果是一些比較細(xì)小的缺陷，則應(yīng)該進(jìn)行蠟?zāi)５男拚！　∷? 修整蠟?zāi)！　　　∫话愣?，注蠟后取出的蠟?zāi)６紩?huì)或多或少地存在一些問題，如飛邊、多重邊、斷爪、肉眼可見的砂眼、部分或整體結(jié)構(gòu)變形、小孔不通、花頭線條不清晰、花頭搭邊等等。對(duì)于飛邊、多重邊、花頭不清晰、花頭搭邊等缺陷可以用手術(shù)刀片修光；對(duì)于砂眼、斷爪可以用焊蠟器進(jìn)行焊補(bǔ)；小孔不通的可以用焊針穿透；對(duì)于蠟?zāi)５淖冃慰梢栽?0~50℃的熱水中進(jìn)行校正.　　　　另外，對(duì)于手寸不同的戒指，如果等到執(zhí)模時(shí)再改指圈，無(wú)疑既費(fèi)工又費(fèi)料。所以一般的生產(chǎn)企業(yè)都是在修蠟?zāi)r(shí)直接改指圈。改指圈使用焊蠟器非常方便，焊好后用刀片修整一下焊縫即可?！　　　∥?. 焊樹組　　　　蠟?zāi)＝?jīng)過(guò)修整后，需要種蠟樹，才能進(jìn)行進(jìn)一步的操作?！　　　》N蠟樹就是將制作好的蠟?zāi)０凑找欢ǖ捻樞?，用焊蠟器沿圓周方向依次分層地焊接在一根蠟棒上，使最終得到一棵形狀酷似大樹的蠟樹，再將蠟樹進(jìn)行灌石膏等工序。種蠟樹的基本要求是，蠟?zāi)Ｒ帕杏行?，關(guān)鍵是蠟?zāi)Ｖg不能接觸，既能夠保持一定的間隙，又能夠盡量多地將蠟?zāi)：冈谙灅渖?，也就是說(shuō)，一棵蠟樹上要盡量“種”上最多數(shù)量的蠟?zāi)＃褲M足批量生產(chǎn)的需要?！　　　》N蠟樹必須“種”在一個(gè)圓形橡膠底盤上。這個(gè)橡膠底盤的直徑是與不銹鋼筒的內(nèi)徑配套的。一般橡膠底盤的直徑有3吋、3吋半和4吋。底盤的正中心有一個(gè)突起的圓形凹孔，凹孔的直徑與蠟樹的蠟棒直徑相當(dāng)?！胺N蠟樹”的第一步，就是將蠟棒頭部蘸一些融化的蠟液，趁熱插入底盤的凹孔中，使蠟棒與凹孔結(jié)合牢固。第二步，逐層將蠟?zāi)：附釉谙灠羯希梢詮南灠舻撞块_始（由下向上），也可以從蠟棒頭部開始（由上向下）。如果“種樹”的技術(shù)比較熟練，兩種方法操作起來(lái)的差別不大；但是一般使用從蠟棒頭部開始（從上向下）的方法比較多，因?yàn)檫@種方法的最大優(yōu)點(diǎn)是可以防止融化的蠟液滴落到焊好的蠟?zāi)Ｉ?，能夠避免因蠟液滴落造成的不必要的返工?！　　　》N蠟樹的操作過(guò)程應(yīng)該注意以下一些問題?！　　　?）種蠟樹的蠟?zāi)Ｋ琅c蠟棒之間一般有45°的夾角，也就是說(shuō)，蠟?zāi)５姆较蚴莾A斜向上的。只有這樣才能便于金水順利注入石膏模。這個(gè)夾角可以根據(jù)蠟?zāi)５拇笮『蛷?fù)雜程度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，小而復(fù)雜的蠟?zāi)？梢詼p小夾角；反之，比較大的蠟?zāi)？梢栽龃髪A角?！　　　?）在種蠟樹之前，應(yīng)該首先對(duì)橡膠底盤進(jìn)行稱重。種蠟樹完畢，再進(jìn)行一次稱重。將這兩次稱重的結(jié)果相減，可以得出蠟樹的重量。將蠟樹的重量按石蠟與鑄造金屬的密度比例換算成金屬的重量，就可以估算出大概需要多少金屬進(jìn)行澆鑄?！　　　?）種蠟樹完畢，必須檢查蠟?zāi)Ｊ欠穸家押咐?。如果沒有焊牢，在灌石膏時(shí)就容易造成蠟?zāi)Ｃ撀?，影響澆鑄的進(jìn)行。最后，應(yīng)該再檢查蠟?zāi)Ｖg是否有足夠的間隙，蠟?zāi)Ｈ糍N在一起，應(yīng)該分開；如果蠟樹上有滴落的蠟滴，應(yīng)該用刀片修去?！　　　×? 制殼型 　　　　蠟?zāi)５暮姹菏潜ＷC澆鑄正常進(jìn)行的重要工序。一般而言，18K金的鑄模烘焙時(shí)間為6~12小時(shí)，鉑金的鑄模烘焙時(shí)間為12~20小時(shí)。烘焙的作用主要有：脫蠟、干燥和澆鑄保溫。以18K金的烘焙為例，脫蠟溫度為0~350℃，保溫時(shí)間2小時(shí)；干燥溫度為350~700℃，保溫時(shí)間2~3小時(shí)；澆鑄保溫溫度為600~500℃，保溫時(shí)間1~2小時(shí)。　　　　最后就是鋼水澆鑄到做好的殼里

鋁合金精密鑄造工藝

鋁合金熔煉過(guò)程介紹 裝爐→熔化（加銅、鋅、硅等）→扒渣→加鎂、鈹?shù)取鷶嚢琛印{(diào)整成分→攪拌→精煉→扒渣→轉(zhuǎn)爐→精煉變質(zhì)及靜置→鑄造?！　⊙b爐：正確的裝爐方法對(duì)減少金屬的燒損及縮短熔煉時(shí)間很重要。對(duì)于反射爐，爐底鋪一層鋁錠，放入易燒損料，再壓上鋁錠。熔點(diǎn)較低的回爐料裝上層，使它最早熔化，流下將下面的易燒損料覆蓋，從而減少燒損。各種爐料應(yīng)均勻平坦分布?！　∪刍喝刍^(guò)程及熔煉速度對(duì)鋁錠質(zhì)量有重要影響。當(dāng)爐料加熱至軟化下榻時(shí)應(yīng)適當(dāng)覆蓋熔劑，熔化過(guò)程中應(yīng)注意防止過(guò)熱，爐料熔化液面呈水平之后，應(yīng)適當(dāng)攪動(dòng)熔體使溫度一致，同時(shí)也利于加速熔化。熔煉時(shí)間過(guò)長(zhǎng)不僅降低爐子生產(chǎn)效率，而且使熔體含氣量增加，因此當(dāng)熔煉時(shí)間超長(zhǎng)時(shí)應(yīng)對(duì)熔體進(jìn)行二次精煉?！　“窃寒?dāng)爐料全部熔化到熔煉溫度時(shí)即可扒渣。扒渣前應(yīng)先撒入粉狀熔劑（對(duì)高鎂合金應(yīng)撒入無(wú)鈉熔劑）。扒渣應(yīng)盡量徹底，因?yàn)橛懈≡嬖跁r(shí)易污染金屬并增加熔體的含氣量?！　〖渔V與加鈹扒渣后，即可向熔體中加入鎂錠，同時(shí)應(yīng)加熔劑進(jìn)行覆蓋。對(duì)于高鎂合金，為防止鎂燒損，應(yīng)加入0.002%～0.02%的鈹。鈹可利用金屬還原法從鈹氟酸鈉中獲得，鈹氟酸鈉是與熔劑混合加入?！　嚢瑁涸谌又昂驼{(diào)整成分之后應(yīng)有足夠的時(shí)間進(jìn)行攪拌。攪拌要平穩(wěn)，不破壞熔體表面氧化膜。　　取樣：熔體經(jīng)充分?jǐn)嚢韬?，?yīng)立即取樣，進(jìn)行爐前分析?！　≌{(diào)整成分：當(dāng)成分不符合標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)料或沖淡。　　熔體的轉(zhuǎn)爐：成分調(diào)整后，當(dāng)熔體溫度符合要求時(shí)，扒出表面浮渣，即可轉(zhuǎn)爐?！　∪垠w的精煉：變質(zhì)成分不同，凈化變質(zhì)方法也各有不同。

鋁合金熔鑄工藝

鋁中加入少許硅、鎂、錳、鉻、鋅、鐵等元素，會(huì)變成鋁合金。

鋁銅合金富鋁部分548時(shí)，銅在鋁中的最大溶解度為5.65%，溫度降到302時(shí)，銅的溶解度為0.45%。銅是重要的合金元素，有一定的固溶強(qiáng)化效果，此外時(shí)效析出的CuAl2有著明顯的時(shí)效強(qiáng)化效果。鋁合金中銅含量通常在2.5%～5%，銅含量在4%～6.8%時(shí)強(qiáng)化效果最好。

1、鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料。鑄造鋁合金按化學(xué)成分可分為鋁硅合金，鋁銅合金，鋁鎂合金，鋁鋅合金和鋁稀土合金，其中鋁硅合金又有過(guò)共晶硅鋁合金，共晶硅鋁合金，單共晶硅鋁合金，鑄造鋁合金在鑄態(tài)下使用。

2、工業(yè)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對(duì)鋁合金焊接結(jié)構(gòu)件的需求日益增多，使鋁合金的焊接性研究也隨之深入。鋁合金1200為工業(yè)純鋁，具有高的可塑性、耐蝕性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，但強(qiáng)度低，熱處理不能強(qiáng)化，可切削性不好；可氣焊、氫原子焊和接觸焊，不易釬焊；易承受各種壓力加工和引伸、彎曲。

3、鋁合金密度低，但強(qiáng)度比較高，接近或超過(guò)優(yōu)質(zhì)鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性，工業(yè)上廣泛使用。鋁合金電纜橋架具有外觀漂亮、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、式樣獨(dú)特、荷載能力大、重量輕等特點(diǎn)。鋁合金電纜橋架表面陽(yáng)極氧化后，它不但抗腐蝕、還有抗電 磁干擾，尤其是抗屏蔽干擾，這是鋼制橋架不可替代的。

鑄鋁件工藝

鑄鋁所用的鋁是鑄造鋁合金，是在純鋁的基礎(chǔ)上，加入其它一些金屬或者非金屬制作而成的鑄造合金。

這種材質(zhì)不僅有鋁的基本特性，還有良好的綜合性能，比如：密度比較低，強(qiáng)度比較高，抗腐蝕性和鑄造工藝性比較好。

鋁合金鑄造工藝設(shè)計(jì)方面的手冊(cè)下載

純鋁的密度?。é?2.7g/m3），大約是鐵的 1/3，熔點(diǎn)低（660℃），鋁是面心立方結(jié)構(gòu)，故具有很高的塑性（δ:32~40%，ψ:70~90%），易于加工，可制成各種型材、板材。

抗腐蝕性能好；但是純鋁的強(qiáng)度很低，退火狀態(tài) σb 值約為8kgf/mm2，故不宜作結(jié)構(gòu)材料。

通過(guò)長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)，人們逐漸以加入合金元素及運(yùn)用熱處理等方法來(lái)強(qiáng)化鋁，這就得到了一系列的鋁合金。

添加一定元素形成的合金在保持純鋁質(zhì)輕等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)還能具有較高的強(qiáng)度，σb 值分別可達(dá) 24～60kgf/mm2。

這樣使得其“比強(qiáng)度”（強(qiáng)度與比重的比值 σb/ρ）勝過(guò)很多合金鋼，成為理想的結(jié)構(gòu)材料，廣泛用于機(jī)械制造、運(yùn)輸機(jī)械、動(dòng)力機(jī)械及航空工業(yè)等方面，飛機(jī)的機(jī)身、蒙皮、壓氣機(jī)等常以鋁合金制造，以減輕自重。

采用鋁合金代替鋼板材料的焊接，結(jié)構(gòu)重量可減輕50%以上。 鋁合金密度低，但強(qiáng)度比較高，接近或超過(guò)優(yōu)質(zhì)鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性，工業(yè)上廣泛使用，使用量?jī)H次于鋼。 鋁合金分兩大類：鑄造鋁合金，在鑄態(tài)下使用；變形鋁合金，能承受壓力加工，。可加工成各種形態(tài)、規(guī)格的鋁合金材。

主要用于制造航空器材、建筑用門窗等。 鋁合金按加工方法可以分為形變鋁合金和鑄造鋁合金。

形變鋁合金又分為不可熱處理強(qiáng)化型鋁合金和可熱處理強(qiáng)化型鋁合金。

不可熱處理強(qiáng)化型不能通過(guò)熱處理來(lái)提高機(jī)械性能，只能通過(guò)冷加工變形來(lái)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化，它主要包括高純鋁、工業(yè)高純鋁、工業(yè)純鋁以及防銹鋁等。

可熱處理強(qiáng)化型鋁合金可以通過(guò)淬火和時(shí)效等熱處理手段來(lái)提高機(jī)械性能，它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金等。

鋁合金鑄造工藝設(shè)計(jì)規(guī)范

《鑄造鋁合金錠》是2017年9月1日實(shí)施的一項(xiàng)中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鑄造鋁合金錠》由TC243（全國(guó)有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)）歸口上報(bào)，TC243SC1（全國(guó)有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)輕金屬分會(huì)）執(zhí)行，主管部門為中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)。

主要起草單位 包頭鋁業(yè)有限公司 、河北立中有色金屬集團(tuán)有限公司 、云南鋁業(yè)股份有限公司 、中國(guó)有色金屬工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量質(zhì)量研究所 、怡球金屬資源再生（中國(guó)）股份有限公司 、山東南山鋁業(yè)股份有限公司 、新疆眾和股份有限公司 。