鋁合金鑄造工藝設(shè)計

鋁合金鑄件設(shè)計標(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越來

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，比強度較高，抗蝕性和鑄造工藝性好，受零件結(jié)構(gòu)設(shè)計限制小等優(yōu)點。分為Al-Si和Al-Si-Mg-Cu為基的中等強度合金；Al-Cu為基的高強度合金；Al-Mg為基的耐蝕合金；Al-Re為基的熱強合金。大多數(shù)需要進行熱處理以達到強化合金、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、進氣唇口和發(fā)動機的機匣等。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、減少工時等優(yōu)點，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、進氣唇口和發(fā)動機的機匣等。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——開模具——注蠟（模）——修整蠟?zāi)＃ê赶災(zāi)＃N蠟樹（——稱重）——制作殼?！獨つ１簾獫茶T——振殼——清砂處理下面分別講述各個工序?！　　　∫?．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 但是使用起來不方便，廠里拿到圖紙工程部分根據(jù)圖紙設(shè)計出相應(yīng)的模具，設(shè)計澆口。然后用鋁材通過數(shù)控機床一系列的加工，制造出模具。 　　　　二. 注蠟　　　　模具開好后就可以進行注蠟操作了。注蠟操作應(yīng)該注意對蠟溫、壓力以及膠模的壓緊等因素?！　　　≈谱飨?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決定的。注蠟機的類別通常有風(fēng)壓式和真空式兩種。這兩種注蠟機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能夠先將膠模抽真空，在向膠模注蠟；而風(fēng)壓式注蠟機只能直接向膠模注蠟。所以通常操作以真空式注蠟機比較容易掌握，而風(fēng)壓式注蠟機則需要具有一定的經(jīng)驗?！　　　∽⑾灆C中的加熱器和感溫器能夠使蠟液達到并保持一定的溫度。通常注蠟機中蠟的溫度應(yīng)該保持在70~75℃之間，這樣的溫度能夠保證蠟液的流動性。如果溫度過低，蠟液不易注滿蠟?zāi)?，造成蠟?zāi)５臍埲保环粗炓簻囟冗^高，又會導(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)雜程度進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。　　　　注蠟之前，首先應(yīng)該打開膠模，檢查膠模的完好性和清潔性。如果是使用過的膠模，就應(yīng)該向膠模中尤其是形狀比較細小復(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)＃黄浯螒?yīng)該預(yù)熱注蠟機，打開氣泵，調(diào)整好壓力和溫度?！　　　∽⑾灂r，應(yīng)該用雙手將夾板（可以是有機玻璃板或木板、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；將膠模水口對準(zhǔn)注蠟嘴平行推進，頂牢注蠟嘴后雙手不動，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〕龊笞屑殭z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。如果是一些比較細小的缺陷，則應(yīng)該進行蠟?zāi)５男拚?。　　? 修整蠟?zāi)！　　　∫话愣?，注蠟后取出的蠟?zāi)６紩蚨嗷蛏俚卮嬖谝恍﹩栴}，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；對于砂眼、斷爪可以用焊蠟器進行焊補；小孔不通的可以用焊針穿透；對于蠟?zāi)５淖冃慰梢栽?0~50℃的熱水中進行校正.　　　　另外，對于手寸不同的戒指，如果等到執(zhí)模時再改指圈，無疑既費工又費料。所以一般的生產(chǎn)企業(yè)都是在修蠟?zāi)r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)過修整后，需要種蠟樹，才能進行進一步的操作?！　　　》N蠟樹就是將制作好的蠟?zāi)０凑找欢ǖ捻樞颍煤赶炂餮貓A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，再將蠟樹進行灌石膏等工序。種蠟樹的基本要求是，蠟?zāi)Ｒ帕杏行颍P(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)：冈谙灅渖希簿褪钦f，一棵蠟樹上要盡量“種”上最多數(shù)量的蠟?zāi)?，已滿足批量生產(chǎn)的需要。　　　　種蠟樹必須“種”在一個圓形橡膠底盤上。這個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?，可以從蠟棒底部開始（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，因為這種方法的最大優(yōu)點是可以防止融化的蠟液滴落到焊好的蠟?zāi)Ｉ希軌虮苊庖蛳炓旱温湓斐傻牟槐匾姆倒??！　　　》N蠟樹的操作過程應(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，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。這個夾角可以根據(jù)蠟?zāi)５拇笮『蛷?fù)雜程度進行適當(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)該首先對橡膠底盤進行稱重。種蠟樹完畢，再進行一次稱重。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，在灌石膏時就容易造成蠟?zāi)Ｃ撀?，影響澆鑄的進行。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。　　　　六. 制殼型 　　　　蠟?zāi)５暮姹菏潜ＷC澆鑄正常進行的重要工序。一般而言，18K金的鑄模烘焙時間為6~12小時，鉑金的鑄模烘焙時間為12~20小時。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℃，保溫時間2小時；干燥溫度為350~700℃，保溫時間2~3小時；澆鑄保溫溫度為600~500℃，保溫時間1~2小時?！　　　∽詈缶褪卿撍疂茶T到做好的殼里

鋁合金精密鑄造工藝

鋁合金熔煉過程介紹 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：正確的裝爐方法對減少金屬的燒損及縮短熔煉時間很重要。對于反射爐，爐底鋪一層鋁錠，放入易燒損料，再壓上鋁錠。熔點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^程及熔煉速度對鋁錠質(zhì)量有重要影響。當(dāng)爐料加熱至軟化下榻時應(yīng)適當(dāng)覆蓋熔劑，熔化過程中應(yīng)注意防止過熱，爐料熔化液面呈水平之后，應(yīng)適當(dāng)攪動熔體使溫度一致，同時也利于加速熔化。熔煉時間過長不僅降低爐子生產(chǎn)效率，而且使熔體含氣量增加，因此當(dāng)熔煉時間超長時應(yīng)對熔體進行二次精煉?！　“窃寒?dāng)爐料全部熔化到熔煉溫度時即可扒渣。扒渣前應(yīng)先撒入粉狀熔劑（對高鎂合金應(yīng)撒入無鈉熔劑）。扒渣應(yīng)盡量徹底，因為有浮渣存在時易污染金屬并增加熔體的含氣量。　　加鎂與加鈹扒渣后，即可向熔體中加入鎂錠，同時應(yīng)加熔劑進行覆蓋。對于高鎂合金，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。　　攪拌：在取樣之前和調(diào)整成分之后應(yīng)有足夠的時間進行攪拌。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，進行爐前分析?！　≌{(diào)整成分：當(dāng)成分不符合標(biāo)準(zhǔn)要求時，應(yīng)進行補料或沖淡?！　∪垠w的轉(zhuǎn)爐：成分調(diào)整后，當(dāng)熔體溫度符合要求時，扒出表面浮渣，即可轉(zhuǎn)爐。　　熔體的精煉：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，會變成鋁合金。

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

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)濟的飛速發(fā)展，對鋁合金焊接結(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，但強度低，熱處理不能強化，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，但強度比較高，接近或超過優(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)簡單、式樣獨特、荷載能力大、重量輕等特點。鋁合金電纜橋架表面陽極氧化后，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)計方面的手冊下載

純鋁的密度小（ρ=2.7g/m3），大約是鐵的 1/3，熔點低（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。

通過長期的生產(chǎn)實踐和科學(xué)實驗，人們逐漸以加入合金元素及運用熱處理等方法來強化鋁，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)點的同時還能具有較高的強度，σb 值分別可達 24～60kgf/mm2。

這樣使得其“比強度”（強度與比重的比值 σb/ρ）勝過很多合金鋼，成為理想的結(jié)構(gòu)材料，廣泛用于機械制造、運輸機械、動力機械及航空工業(yè)等方面，飛機的機身、蒙皮、壓氣機等常以鋁合金制造，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，但強度比較高，接近或超過優(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，使用量僅次于鋼。 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，?？杉庸こ筛鞣N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化型鋁合金和可熱處理強化型鋁合金。

不可熱處理強化型不能通過熱處理來提高機械性能，只能通過冷加工變形來實現(xiàn)強化，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。

可熱處理強化型鋁合金可以通過淬火和時效等熱處理手段來提高機械性能，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)計規(guī)范

《鑄造鋁合金錠》是2017年9月1日實施的一項中國國家標(biāo)準(zhǔn)。

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

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有限公司 、云南鋁業(yè)股份有限公司 、中國有色金屬工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)計量質(zhì)量研究所 、怡球金屬資源再生（中國）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 。