原標(biāo)題：廣東鴻圖：基于立體式激冷排氣閥的真空壓鑄技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用

壓鑄是使液態(tài)金屬在高壓作用下，高速噴射充填模具型腔，隨后在壓力下凝固成形的一種鑄造工藝方法。由于壓鑄的高速噴射充型特點(diǎn)，型腔內(nèi)氣體的卷入導(dǎo)致壓鑄件出現(xiàn)缺陷而產(chǎn)生廢品率高、組織不理想、力學(xué)性能差等問題。為降低或消除型腔氣體對壓鑄成形的不利影響，提高壓鑄件的工藝品質(zhì)和力學(xué)性能，國內(nèi)外研發(fā)了許多新的壓鑄方法，如層流充填法或超低速壓鑄法、充氧壓鑄法、真空壓鑄法等，其中真空壓鑄法因應(yīng)用效果好、可靠性高而得到廣泛推廣應(yīng)用。

立體式激冷排氣閥是在普通激冷排氣閥的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，將“一”字直線式的排氣通道設(shè)計成一種“W”型曲線結(jié)構(gòu)，其主要目的是增加排氣道的寬度,增大排氣面積。當(dāng)將此類型真空閥應(yīng)用于真空壓鑄工藝中，同等的真空壓鑄參數(shù)下，其抽氣效率等同于機(jī)械截止真空閥，其可靠性等同于普通激冷排氣閥。基于立體式激冷排氣閥的特點(diǎn),開發(fā)了真空控制系統(tǒng),并針對實際生產(chǎn)的油底殼零件進(jìn)行了計算機(jī)填充模擬、模具方案優(yōu)化以及試驗，驗證了立體式激冷排氣閥具有抽氣效率高、可靠性高、維護(hù)成本低的優(yōu)點(diǎn)。

圖文結(jié)果

立體式激冷排氣閥是在普通激冷排氣閥的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，重點(diǎn)解決在不增大真空閥排氣通道投影面積的前提下(即不增加鎖模力)，大幅增大排氣通道的排氣截面積，從而提高抽氣速度。當(dāng)排氣道厚度一定時，立體式激冷排氣閥的排氣通道寬度將是普通排氣閥的2~4倍, 也就是說排氣面積可以增大1~3倍，因此立體式激冷排氣閥的抽氣效率是普通排氣真空閥的2~4倍。

圖1 普通和立體式激冷排氣閥的排氣通道示意圖

圖2 兩種真空閥對比圖

圖3 真空控制系統(tǒng)原理圖

為探討立體式激冷排氣閥的應(yīng)用效果，選擇壓鑄油底殼零件進(jìn)行試驗，產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 見圖4。其外形尺 寸為477.8mm×336mm×115.2mm，鑄件質(zhì)量為4.1kg。該油底殼原采用普通的激冷排氣閥,其壓鑄工藝見圖5。如果由普通的激冷排氣閥改為立體式激冷排氣閥，需要對原方案的充型過程了解后，再對原方案進(jìn)行優(yōu)化，最終形成適合立體式激冷排氣閥的澆注系統(tǒng)以及排氣系統(tǒng)。對于原方案填充過程中鋁液的流動狀態(tài)進(jìn)行分析，見圖6。

圖4 油底殼結(jié)構(gòu)圖

圖5 原壓鑄工藝方案

圖6 原壓鑄工藝方案流動分析圖

圖7 優(yōu)化后壓鑄工藝方案

圖8 優(yōu)化后壓鑄工藝方案流動分析圖

表1 優(yōu)化前后參數(shù)變化表

圖9 安裝立體式激冷排氣閥的模具圖

圖10 兩種方案鑄件對比圖

圖11 油底殼內(nèi)部品質(zhì)檢測結(jié)果對比圖

表2 產(chǎn)品廢品率統(tǒng)計（%）

立體式激冷排氣閥能將模具型腔中的氣體高效抽出，達(dá)到消除或降低氣致工藝缺陷，提高鑄件內(nèi)在品質(zhì)的目的，同時改進(jìn)了產(chǎn)品外觀品質(zhì)。立體式激冷排氣閥壓鑄在繼承普通排氣塊真空壓鑄工藝優(yōu)勢的同時大大改善了鑄件的品質(zhì)，提高了工藝出品率和合格率，適合于復(fù)雜壓鑄件的生產(chǎn)。

本文作者：
徐飛躍 陳劍虹 續(xù)三貴 安肇勇 余亮
廣東鴻圖科技股份有限公司
王來華
澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究院
本文來源：特種鑄造及有色合金雜志