铝铸件铸造方法选择原则及工艺方法

铝铸件质量对机械产品的性能有很大影响。例如，机床铝铸件的和尺寸稳定性，直接影响机床的精度保持寿命；各类泵的叶轮、壳体以及液压件内腔的尺寸、型线的准确性和表面粗糙度，直接影响泵和液压系统的工作效率，能量消耗和气蚀的发展等；内燃机缸体、缸盖、缸套、活塞环、排气管等铝铸件的强度和耐激冷激热性，直接影响发动机的工作寿命。
　　铝铸件铸造方法选择的原则：铝铸件优先采用砂型铸造，主要原因是砂型铸造较之其它铸造方法成本低、生产工艺简单、生产周期短。当湿型不能满足要求时再考虑使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。铝铸件铸造方法应和生产批量相适应，低压铸造、压铸、离心铸造等铸造方法，因设备和模具的价格昂贵，所以只适合批量生产，铝铸件可以单件铸造也可批量生产。
　　大型异形铝铸件通常采用砂型铸造工艺方法，在有要求时，有时也采用半金属型铸造工艺方法，这时浇注系统的设置会受到限制，有时还容易出现铝液紊流现象，这需要采取其他方法加以补救。对于厚壁铸件，在工艺确定后，采用计算机凝固模拟分析对工艺设计加以验证及优化。由此可见，对于大型异形铝铸件，难以找到稳定的工艺模式来进行的铸造工艺设计。我们以大型异形铝铸件—管体、轮毅、支腿垫块、螺旋桨等典型产品的铸造工艺在此作介绍。
　　该类铸件一般采用砂型铸造。铸件高度一般高于1m，体身分段间隔开孔，而两端面难以设置泥芯芯头。此类铸件在工艺设计时要注意以下因素：一是由于管体两端面难以设置芯头，故一般采用砂型铸造立浇工艺，壁厚较厚的一端朝上，以便于冒口补缩。二是由于无法在底部设置芯头，可在管体侧面做出间隔的悬臂芯头，对分段泥芯进行定位和支撑。三是该铸件宜采用底注，使铝液平稳上升，切忌顶注，以防铝水充型产生飞溅。四是外模在中段分模及分型，一方面便于分段下芯，另一方面在造型中可检查型腔壁厚。此外，若管体壁厚过薄，导致补缩通道过窄时，还可在分型面处设置补缩包进行分段补缩。
　　用于测量装置上的量规管体，材质为ZL104，该铸件高为1260mm，筒体长为890mm，筒体壁厚为40mm。考虑到花头上4格花瓣上孔外壁厚为60~100mm，故在砂型铸造立浇工艺中，把花头放在上端，在其上设置4个冒口。由于花头壁厚较大，补缩通道没有问题，故只需观察下端的筒体，其高度/壁厚=21.8，补缩通道尚可，不需进行分段补缩。铸件两端面均为十字筋结构，不能设置芯头。现将主体泥芯分为3段，且每段均在侧面做出悬臂芯头。用一组直浇道进行底注，并在筒体上分型面处接入，以铸件的温度梯度和铝液的流程，干型干芯。该产品毛坯质量为350kg，工艺出品率为72%。
　　该类铸件一般采用砂型铸造。轮毅形状像一个底部凸起，带有隔板的分格果盘。此类铸件在工艺设计时要注意以下因素：一是大平面容易产生氧化夹杂及气孔，应采用底注方式，使铝液尽可能地平稳充型。二是铝铸件浇注时，过粗的(大于φ30mm)直浇道极易产生裹携性气孔，故对于大型铝铸件可采用一组或两组直浇道进行浇注，每组直浇道由几根较细的直浇道组成。三是由于铸件上隔板较多且薄，浇注系统的设置应尽量隔板的充型。四是如果铸件壁厚较厚，采用计算机凝固模拟技术，对冒口及冷铁的设置进行优化设计。