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輪轂低壓鑄造機輪轂裂紋形成原因進行分析
分析低壓鑄造鋁合金輪轂產(chǎn)生裂紋的原因,對鑄件組織結(jié)構(gòu)、加工工藝主要參數(shù),、磨具溫度等造成裂紋的破壞因素進行科學研究,。通過對該要素的有效操縱和調(diào)整,消除了裂紋對輪輞鑄件的破壞,,從而提高了公司的經(jīng)濟效益。
鋁合金輪轂有很多鋼輪無法比擬的特性,所以鋁合金輪轂才剛剛開始應(yīng)用于汽車,、摩托車等車輛。到2001年,,我國轎車鋁合金輪轂裝載率接近46%,。由于汽車車輪的質(zhì)量要求比較高,其結(jié)構(gòu)適合低壓鑄造,,需求量大,,極大地推動了低壓鑄造技術(shù)的發(fā)展趨勢。現(xiàn)階段,,低壓鑄造已成為鋁合金輪轂生產(chǎn)的關(guān)鍵加工方法,。我國鋁合金車輪制造企業(yè)大多采用這種加工工藝進行生產(chǎn)。
低壓鑄造機可保持高寬比專業(yè)化和自動化技術(shù),,不僅提高了產(chǎn)量(12-15條/小時),,而且減少了許多對生產(chǎn)過程不利的人為錯誤,提高了產(chǎn)量,,可以大大緩解員工的勞動效率,。眾所周知,低壓鑄件的質(zhì)量受加工工藝方案,、加工工藝主要參數(shù),、模具設(shè)計和人工服務(wù)的實際操作以及它們之間的相互關(guān)系等因素的影響。會造成低壓鑄件的缺點,。其中,,鋁合金輪轂裂紋是危及公司產(chǎn)品成本和產(chǎn)能的關(guān)鍵因素,輪輞裂紋是汽車安全的一大安全隱患。因此,,討論低壓鑄造鋁合金車輪開裂的原因顯得至關(guān)重要,。
一、低壓鑄造鋁合金輪轂開裂的原因
低壓鑄造鋁合金輪轂主要是受力部位出現(xiàn)裂紋,,或注塑時輪輞支撐不均勻,,或立管處液體凝結(jié)引起的裂紋。裂紋通常分為冷裂紋和熱裂紋,。
冷裂紋是指鋁合金在溫度低于其固相線溫度時出現(xiàn)的裂紋,。通俗地說,冷開裂是由于鑄件水冷卻到超低溫,,作用在鑄件上的鍛造應(yīng)力超過鑄件本身的抗壓強度或塑性變形所允許的水平而引起的,。冷裂紋多發(fā)生在鑄件表面,裂紋表面有輕微的空氣氧化,;而熱裂紋一般認為是在鋁合金冷凝的整個過程中引起的,,由于模壁的熱傳導作用,鑄件總是從表層開始,。濃縮,。當鑄件表面有許多分支,鋼筋重疊形成詳細的骨架圖時,,鑄件就會出現(xiàn)固態(tài)盤縮(仍以線縮表示),。但此時,枝晶中間仍有層層未凝聚的液態(tài)金屬材料塑料薄膜(液膜),。如果鑄件的折疊不受任何阻礙,,那么非支撐枝晶層的功能就可以隨意折疊,即不易產(chǎn)生地應(yīng)力,。當枝晶層的折疊受阻時,,不能隨意折疊或受到拉力的影響,就會產(chǎn)生拉應(yīng)力,。此時,,枝晶間的液膜會在拉力作用下發(fā)生變形。當拉應(yīng)力超過液膜的強度極限時,,枝晶就會打開,。但是,低壓鑄造機破裂的部分周圍仍然有一些液態(tài)金屬材料,。如果液膜以緩慢的速度打開,,周圍有足夠的液體立即流入裂縫,裂縫就會得到補償和“愈合”,。零件不易產(chǎn)生熱裂紋,。如果裂紋不能再次“愈合”,,鑄件就會出現(xiàn)熱裂紋。熱裂處表層明顯被空氣氧化,,呈淺色或灰黑色,,無金屬質(zhì)感。
二,、裂縫造成破壞的關(guān)鍵要素
對于同一種鋁合金,,輪輞是否產(chǎn)生裂紋取決于輪輞的結(jié)構(gòu)、加工工藝的主要參數(shù)以及磨具的溫度,。
1. 輪輞整體設(shè)計不良對輪輞開裂的危害
(1) 內(nèi)圓弧尺寸差是造成輪輞熱裂范圍大的原因,,因為輪輞在水冷卻時會在坡口處產(chǎn)生剛度大的地應(yīng)力。在外圓弧較小的位置,,即使送料良好,,不發(fā)生收縮裂紋,也會引起熱裂紋,。
(2)輪輞截面的突變會導致水冷速度不同,。即使送料好,也會造成很大的地應(yīng)力,,導致輪輞開裂或凝結(jié)后開裂。裂縫,。
2,、加工工藝主要參數(shù)不科學,對輪輞裂紋的破壞
低壓鑄造時,,由于保壓時間過長,,或冒口管過長,冒口管外的液體會凝結(jié),,澆鑄在輪緣上,。當零件被注射時,它們承受必要的拉力,,這反過來又會導致輪輞產(chǎn)生冷裂紋,。因此,該設(shè)計方案的有效保壓時間和舉升系統(tǒng)軟件對于減少輪輞在注射過程中的開裂具有重要的現(xiàn)實意義,。