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了解一下如何減少鋁普寧重力鑄造過程中冷卻不均勻?

文章出處:新聞中心 責(zé)任編輯:東莞市劍鋒機(jī)械配件有限公司 發(fā)表時(shí)間:2025-03-04
  ?減少鋁重力鑄造過程中冷卻不均勻的關(guān)鍵在于優(yōu)化模具設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)及材料處理。以下是具體措施及原理分析:
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一、模具設(shè)計(jì)優(yōu)化
合理設(shè)置冷鐵與散熱結(jié)構(gòu)
冷鐵應(yīng)用:在鑄件厚壁或熱節(jié)處設(shè)置銅或鑄鐵冷鐵,通過局部加速冷卻縮小溫差。
示例:某鋁合金缸體鑄造中,在凸臺(tái)處嵌入冷鐵使冷卻速度提升 40%,縮孔率降低 65%。
散熱筋與散熱片:在模具型腔表面設(shè)計(jì)肋狀結(jié)構(gòu),增加散熱面積。
模具材料與涂層
高導(dǎo)熱材料:采用鈹銅(導(dǎo)熱系數(shù)約 195 W/(m?K))或銅合金模具,比普通工具鋼(約 45 W/(m?K))散熱效率提升 3 倍以上。
隔熱涂層:在薄壁區(qū)域噴涂氧化鋁或氧化鋯涂層(厚度 0.1-0.3 mm),減緩冷卻速度。
二、工藝參數(shù)控制
澆注溫度與速度
溫度優(yōu)化:
純鋁:700-750℃
鋁合金(如 A356):680-720℃
原理:溫度過高會(huì)延長凝固時(shí)間,加劇收縮;過低則導(dǎo)致流動(dòng)性不足。
低速澆注:控制流速在 0.3-0.8 m/s,減少湍流引起的局部過熱。
冷卻介質(zhì)與循環(huán)系統(tǒng)
強(qiáng)制冷卻:在模具內(nèi)部設(shè)置螺旋水道或?qū)嵊脱h(huán),使模具表面溫度均勻性控制在 ±10℃以內(nèi)。
階梯式冷卻:初期采用水冷(快速定型),后期切換為風(fēng)冷(減少應(yīng)力)。
三、材料處理與預(yù)熱
合金成分優(yōu)化
添加細(xì)化晶粒元素(如 0.15% Ti + 0.05% B),降低結(jié)晶溫度區(qū)間,減少縮孔傾向。
控制鐵含量(≤0.8%),避免形成脆性金屬間化合物。
模具預(yù)熱
預(yù)熱溫度:150-300℃(根據(jù)合金類型調(diào)整)。
作用:縮小模具與金屬液的初始溫差,減少熱沖擊。
四、操作與后處理
振動(dòng)消除應(yīng)力
采用低頻振動(dòng)(20-50 Hz)輔助凝固,促進(jìn)補(bǔ)縮并減少冷卻不均引起的變形。
熱處理均勻化
固溶處理(如 535℃×4 h)+ 時(shí)效處理(175℃×8 h),消除殘余應(yīng)力,改善組織均勻性。
五、模擬技術(shù)應(yīng)用
使用鑄造模擬軟件(如 ProCAST)預(yù)測冷卻過程,優(yōu)化冒口位置和冷鐵布局。
案例:某鋁合金支架通過模擬發(fā)現(xiàn)熱節(jié)位置,調(diào)整冷鐵后冷卻均勻性提高 30%,廢品率從 12% 降至 3%。

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