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铝铸件支腿垫块工艺设计特点及影响表面粗糙度一、压铝铸件支腿垫块工艺设计特点
该类压铝铸件一般要承受很大的载荷，且质量不能太大以便搬运，故产品一般要求采用金属型铸造工艺，但在实际生产中，浇、冒系统仍在砂型中形成。由于浇、冒系统一般设置在压铝铸件上方，而垫块类压铝铸件由于要承受载荷，内部有较多的隔板，结构较为复杂，这样金属液在顶注的情况下，型腔内会产生严重的紊流现象，氧 化夹杂较为严重。该类压铝铸件在工艺设计中要注意以下因素:一是铸铝件上平面要留有较大的加工余量以便尽可能去除浮在顶部的氧 化夹杂。二是对于隔板较多的大型压铝铸件，要避免产生浇不足缺陷，压铝铸件本身的排气是十分重要的。三是在采用金属型铸造顶注工艺时，在不便于设置足够冒口的情况下，可以在关键部位设置漏斗形浇道，随着浇道中液面不断下陷，进行多次补浇以达到充分补缩的效果。
用于铁路起重机的支腿垫块，材质为ZL104。该压铝铸件大端外径为φ850mm，小端外径为φ540mm，高度为208mm，小端平面厚度为15mm，隔板壁厚为12mm。在刚开始试生产时，按照通常情况，采用砂型铸造工艺，大端朝下，外层泥芯形成16个扇形空腔，内层泥芯形成含十字筋板的圆柱形空腔。小端上设置腰圆冒口3个。一组直浇道浇注，湿型干芯，无铸造缺陷。该产品毛坯质量为87kg，工艺出品率为73%。
用户在对砂型铸造的支腿垫块使用了一段时间后，为了提高产品的承压能力，修改了图纸的技术要求，要求采用金属型铸造工艺。于是采用大端朝上的顶注半金属型铸造工艺，16个扇形泥芯和圆柱形泥芯做成整体吊芯，将浇冒系统均设置在上箱。工艺设计时要注意处理好4个问题:一是大端上平面放加工余量8mm，这样能尽可能地将浮上来的氧 化夹杂通过加工去除掉。二是在压铝铸件大端上平面圆周上均布设置4个方冒口，其作用为:①凝固过程中进行补缩，②拼型时可以检查设置有浇注系统的上箱与金属型的定位是否准确。三是在压铝铸件隔板相交的16处中的8处(间隔取)的上方，设置出气冒口，有利于隔板的充型。四是把直浇道设计成漏斗形，尺寸为φ80mm/φ45mmx350mm，一方面可以减轻浇注过程中气体的卷入，另一方面便于后续的补浇过程。由于金属型的激冷作用，金属液浇入后，压铝铸件外层很快凝固，隔板在凝固过程中需较多的铝液进行补缩，于是浇道的金属液面不断下陷，故要不停地进行多次补浇，直到浇道液面不再下陷为止。金属型工作温度为90~120℃。该产品毛坯质量为90kg，工艺出品率为82%。
二、影响到铝合金压铸件的表面粗糙度
铸型的干强度、表面硬度、表面稳定性和透气性是反映铸型整体性能及表面性能的指标。这几项指标的好坏直接影响到铝合金压铸件的表面粗糙度。
随着原砂细度AFS的增大，强度下降，而随着紧实度和粘结剂总量的增大强度值增加。
比较极差结果，对强度影响较明显的因素为原砂粒度及分布，而紧实度影响不大。
表面硬度和表面稳定性是反映铸型表面状况的。
表面硬度随AFS、紧实度和粘结剂加入量增大而增大。这是因为砂越细越易于紧实，而粘结剂增加提高了型砂的流动性和填充能力，亦使型砂易于紧实而提高表面硬度。表面稳定性不仅受原砂粒度以及紧实度和树脂加入量的影响，而主要的是受原砂颗粒形状的影响，人造石英砂的颗粒形状为尖角形，对树脂膜基体有割裂作用，因而使树脂砂的表面稳定性急剧下降。
铝合金铸件的透气性也主要是受原砂粒度及分布和颗粒形状的影响，砂子越细透气性越差，大林砂颗粒为光滑的圆形易填充和紧实则透气性差，而人造石英砂为表面粗糙的多角形，砂粒间空隙较大而不易紧实则透气性好。
铝合金的浇注温度一般在700℃右，因此选择600℃80℃的残留强度作为评价树脂砂溃散好坏的指标。原砂粒度和颗粒形状对600℃、700℃的残留强度影响较大，紧实度和树脂加入量影响不显著。
随原砂的AFS值和紧实度增大，Ra值变小。对于大林砂随树脂量增大Ra值下降，而人造石英砂由于颗粒形状的影响Ra值略有增大。
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