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澆鑄成型一般不施加壓力,對(duì)設(shè)備和模具的強(qiáng)度要求不高,對(duì)制品尺寸限制較小,制品中內(nèi)應(yīng)力也低。因此,生產(chǎn)投資較少,可制得性能優(yōu)良的大型制件,但生產(chǎn)周期較長(zhǎng),成型后須進(jìn)行機(jī)械加工。在傳統(tǒng)澆鑄基礎(chǔ)上,派生出灌注、嵌鑄、壓力澆鑄、旋轉(zhuǎn)澆鑄和離心澆鑄等方法。
①灌注。此法與澆鑄的區(qū)別在于:澆鑄完畢制品即由模具中脫出;而灌注時(shí)模具卻是制品本身的組成部分。
②嵌鑄。將各種非塑料零件置于模具型腔內(nèi),與注入的液態(tài)物料固化在一起,使之包封于其中。
③壓力澆鑄。在澆鑄時(shí)對(duì)物料施加一定壓力,有利于把粘稠物料注入模具中,并縮短充模時(shí)間,主要用于環(huán)氧樹脂澆鑄。
④旋轉(zhuǎn)澆鑄。把物料注入模內(nèi)后,模具以較低速度繞單軸或多軸旋轉(zhuǎn),物料借重力分布于模腔內(nèi)壁,通過(guò)加熱、固化而定型。用以制造球形、管狀等空心制品。
⑤離心澆鑄。將定量的液態(tài)物料注入繞單軸高速旋轉(zhuǎn)、并可加熱的模具中,利用離心力將物料分布到模腔內(nèi)壁上,經(jīng)物理或化學(xué)作用而固化為管狀或空心筒狀的制品(見圖[離心澆鑄])。單體澆鑄尼龍制件也可用離心澆鑄法成型。
1、穩(wěn)定化處理(低溫時(shí)效)
鑄造鋅合金因固態(tài)相變(脫溶分解與共析轉(zhuǎn)變)由于冷卻較快合金元素(Cu、Mg)的作用而受到抑制,從而獲得亞穩(wěn)定組織。在室溫下亞穩(wěn)態(tài)會(huì)逐漸緩慢地向穩(wěn)定態(tài)轉(zhuǎn)變而引起鑄件尺寸和力學(xué)性能的變化。為使鑄件尺寸穩(wěn)定可以進(jìn)行低溫時(shí)效以加速上述轉(zhuǎn)變。為鋅合金壓鑄件在鑄鈦下和穩(wěn)定化處理后的尺寸收縮情況。高鋁鋅合金(ZA型合金)時(shí)效時(shí)亞穩(wěn)富銅相的轉(zhuǎn)變將使鑄件尺寸顯著增大。ZA27的含銅量較高,尺寸膨脹也較大。為時(shí)效對(duì)ZA12和ZA27(重力鑄造)試件尺寸的影響。為時(shí)效時(shí)高鋁鋅合金壓鑄件的尺寸和力學(xué)性能的變化。時(shí)效后可以空氣冷卻。低溫時(shí)效因降低力學(xué)性能和耐蝕性,僅用于對(duì)尺寸穩(wěn)定性要求特別高的零件。
2、均勻化 鋅合金的均勻化是在320~400度保持3~8h后隨爐冷卻。均勻化處理可以減輕或消除枝晶偏析并獲得西片狀共析組織,合金的塑性和韌性提高而強(qiáng)度降低。均勻化處理適用于ZA27以提高塑性和韌性。ZA8和ZA12一般于鑄鈦下使用,無(wú)需熱處理。 鋅合金鑄件可以在鑄鈦下使用,但在要求美觀或 的耐蝕性時(shí)還可進(jìn)行表面處理(電鍍、化學(xué)表面處理、涂漆和陽(yáng)極化處理等)。
鋁鑄件的流動(dòng)性:合金的流動(dòng)性是指液體合金本身的流動(dòng)能力,是合金的鑄造性能之一,它與合金的成分、溫度、雜質(zhì)含量及其物理性能有關(guān)。純金屬和共晶成分合金在固定的溫度下凝固,已凝固的固體層從鑄件表面逐層向中心推進(jìn),與未凝固的液體之間界面分明,而且固體層內(nèi)表面比較光滑,對(duì)液體的流動(dòng)阻力小,直至析出較多的固相時(shí),才停止流動(dòng),所以此類合金液流動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng),流動(dòng)性好。對(duì)于具有較寬結(jié)晶溫度范圍的合金,其結(jié)晶溫度范圍愈寬,鑄件斷面上存在的液固兩相區(qū)就愈寬,枝晶也愈發(fā)達(dá),阻力愈大,合金液停止流動(dòng)就愈早,流動(dòng)性就愈不好。
收縮:鑄造合金從液態(tài)到凝固完畢,以及隨后繼續(xù)冷卻到常溫的過(guò)程中都將產(chǎn)生體積和尺寸上的變化,這種體積和尺寸的變化總稱為收縮。合金從澆注溫度到常溫的收縮通常分為三個(gè)階段,即液態(tài)收縮、凝固收縮和固態(tài)收縮。合金的液態(tài)收縮和凝固收縮對(duì)鑄件中縮孔的大小有決定性影響;凝固收縮和固態(tài)收縮共同影響熱裂的形成;而固態(tài)收縮對(duì)鑄件中應(yīng)力的產(chǎn)生、冷裂的形成以及鑄件形狀尺寸的改變起主要作用。
熱裂:合金的熱裂是指合金在高溫狀態(tài)形成裂紋傾向的大小,它是某些非鐵合金鑄件常見的鑄造缺陷之一。通常,熱裂的外形曲折而不規(guī)則,多沿晶界產(chǎn)生。裂口的表面往往被強(qiáng)烈氧化,無(wú)金屬光澤。按其在鑄件上的位置,熱裂又通常分為外裂和內(nèi)裂。外裂常從鑄件表面不規(guī)則處、尖角狀、截面厚度有變化處以及其他類似的可以產(chǎn)生應(yīng)力集中的地方開始,逐漸延伸至鑄件內(nèi)一般不會(huì)延伸至鑄件表面,其裂口表面很不平滑,常有很多分叉,氧化程度較外裂輕些。