高壓和高速充填壓鑄型是壓鑄的兩大特點,也是壓鑄區別于其它鑄造方法的最基本的特征。它常用的壓射比壓從幾兆帕至幾十兆帕,甚至高達2×105kPa。充填速度約在10m/s-60m/s,有時可高達120 m/s,充填時間很短,一般在0.01s-0.2s范圍內。
與其它鑄造方法相比,壓鑄具有下述優點:(1)壓鑄件尺寸精度高,加工余量少,表面粗糙度低;(2)可壓鑄薄壁、形狀復雜且輪廓清晰的鑄件;鑄件具有較好的力學性能(見表1);(3)使用鑲嵌件方便,簡化制造工藝;(4)生產效率高,且易實現機械化、自動化,適宜于大批量生產。
隨歐美各國排放法規的逐漸緊縮,節能、減排對汽車制造業的要求愈來愈高。此時,尋找比鋁合金壓鑄件更輕的材料來制作汽車重要零部件,也成為研發方向之一。值得一提的是,近十余年來,汽車工業中的一些專業制造商提出了更多地采用鎂合金制造零件的設想,并已取得一定成效。
壓鑄工業中開發及創新的一些高新技術,大多都圍繞汽車工業的高新要求而展開,bao括動力、傳動、轉向、車體、構架、裝飾、儀表等各種系統上和各種要求的零件,這些零件有的是結構件、受力件、安全件,也有裝飾件。
壓鑄設備的選擇
汽車行業鋁合金零部件品種多、材質輕,產品的內在質量要求嚴格,不能有氣孔、夾雜、疏松等缺陷。產品的尺寸精度和表面光潔度也有很高的要求,而且鑄件的形狀復雜,有些關鍵壓鑄件還需經過X光探傷檢驗。因此,對壓鑄設備的選擇有較高的要求。
熔鋁爐
鋁合金在熔化過程中的突出問題是元素容易氧化和金屬液易吸氣。為獲得含氣量低和夾雜物少,化學成分均勻的高質量鋁合金液,目前大部分工廠均采用天然氣集中溶解爐替了傳統的中頻感應電爐。
天然氣集中熔鋁爐的主要特點有:氧化物產生少,鋁液燒損率低;鋁液溫度控制確切,誤差達到±5℃;采用天然氣作為能源,并且煙氣熱量能夠回收利用,有利于節省能源;燃燒系統設計先進,煙氣排放達到了環保標準。熔化設備計算參見表5和表6。(以某汽車零部件工廠壓鑄車間年產6000t合格鋁合金壓鑄件為例,生產性質為大批量生產,壓鑄車間實行四班三運轉工作制。全年工作日為306d,設備年時基數為6060h,工人年時基數為1790h,下同)。