鑄鋁件工作面粗糙度影響和浸滲技術(shù)應(yīng)用
鑄鋁件在壓鑄過程中,，隨著壓鑄型服役時間的延長，壓鑄型工作表面的粗糙度將越來越大,，同時,，其表面上大尺寸的凹坑,、孔洞的數(shù)量也會越來越多。鑄鋁件而粗糙的壓鑄型工作表面與金屬液的接觸面積總要比相應(yīng)平面的接觸面積大的多,，因而,，鋁液與壓鑄鋁件的接觸面積增大，而且,，這些孔洞,、凹坑不易被涂料所涂覆，更大大增加了鋁液與壓鑄型的直接接觸面積,，導(dǎo)致Ar/Aa的比值大大增大,，從而使壓鑄型與鑄鋁件間的焊合傾向性增強(qiáng)。
在鋁液與粗糙的壓鑄型工作面接觸體系中,，還存在著潤濕角的遲滯效應(yīng),，表面粗糙、污染和溶質(zhì)在固體表面的淀積,，是導(dǎo)致這一效應(yīng)的三個主要原因,。壓鑄型工作表面上總是噴有涂料，即使涂料被沖刷掉的地方,。仍會有污點存在,，這可被看作表面污染。表面粗糙問題和化學(xué)污染問題是等價的,。對于粗糙的固體表面,，最簡單的經(jīng)驗處理方法是引進(jìn)一個衡量粗糙程度的系數(shù)r，它等于實際面積與表觀投影面積之比,。
目前國外鑄鋁件浸滲技術(shù)應(yīng)用不斷擴(kuò)大,，先進(jìn)工業(yè)國家都主張對承壓鑄件進(jìn)行全浸滲處理，浸滲技術(shù)已被汽車制造業(yè)和其年來,，浸滲處理設(shè)備和材料的發(fā)展,，使浸滲處理技術(shù)成為挽救汽車鑄鋁件滲漏缺陷令人滿意的工藝方法。
人們對它的認(rèn)識,，不再僅僅作為一種廢品再生的方法,，而是把它看作鑄件后續(xù)處理過程中公認(rèn)的生產(chǎn)工藝,。
水玻璃是最初應(yīng)用的一種浸滲劑，它在20世紀(jì)四五十年代得到廣泛應(yīng)用,。作為一種無機(jī)浸滲劑,，它有許多致命的弊端，脫水后體積收縮率高,；生產(chǎn)效率低,；難清洗；干燥后材料脆,，易脫落,；滲漏率高等。除一些高溫場合外,，在大多數(shù)場合已被淘汰,。20世紀(jì)50年代后期，合成樹脂浸滲劑逐漸占領(lǐng)一定市場,。有機(jī)熱固化樹脂浸滲劑和厭氧樹脂自固型浸滲劑在20世紀(jì)50年代逐漸成為歐美市場主導(dǎo)產(chǎn)品并從20世紀(jì)50年代起在全球范圍內(nèi)得到普遍應(yīng)用,。目前，用樹脂作浸滲處理填充劑的浸滲處理技術(shù)比較成熟,，在生產(chǎn)要求無滲漏的汽車鑄鋁件中獲得了廣泛的應(yīng)用,。美國就開始生產(chǎn)和銷售樹脂浸滲材料和設(shè)備，汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國家在20世紀(jì)50年代末推廣應(yīng)用01#2樹脂浸滲劑,，這種浸滲劑填充微細(xì)孔隙效果較好,，可在熱水中固化處理，浸滲處理鑄鋁件時間通常為-#345,，因此特別適合于大批量汽車鑄鋁件自動化生產(chǎn),。該公司還研制了一種多用途的自動浸滲處理設(shè)備，鑄鋁件浸滲處理過程可全部自動化,，且浸滲劑的消耗量少,，生產(chǎn)效率高。美國研制的厭氧自固型浸滲劑,，具有獨特的自固化能力,，它與空氣接觸不固化，一旦與空氣中的氧隔絕,，便起聚合反應(yīng),，室溫下也會固化。其特點是密封成功率極高,、低能耗,、無毒、可生物降解,、工藝過程快速,、無溢出、優(yōu)異的耐溶劑及耐熱性能,。用于批量大,、要求高的鑄件，浸滲合格率可達(dá),。熱水固化型浸滲劑,，20世紀(jì)50年代研制的產(chǎn)品。它在的熱水（空氣）中通過聚合反應(yīng)來實現(xiàn)固化,，最終在微孔內(nèi)形成一種熱固性塑料,。其特點是低粘度、高滲透性,、低收縮率,、耐化學(xué)介質(zhì)及耐溫性能優(yōu)良，密封合格率,。目前,，國內(nèi)許多廠家都在使用這種產(chǎn)品。
鑄鐵件在澆注時,，澆注系統(tǒng)中的金屬液流裹攜這氣泡,，金屬液隨液流進(jìn)入型腔，或液流沖擊型腔內(nèi)金屬液面,，將氣泡帶入金屬液當(dāng)中,。當(dāng)氣泡不能從型腔金屬液中排除，就會使鑄件產(chǎn)生氣孔,，這種氣孔稱之為裹攜氣孔,。主要的表現(xiàn)特征，尺寸較大,，可達(dá)到幾毫米,，一般為圓形、團(tuán)球形或扁球形,，位于鑄件上部,，彌散的分布在內(nèi)澆道作用去的鑄件橫截面積中。內(nèi)澆道作用區(qū)是指澆注時從內(nèi)澆道流出的金屬液流進(jìn)入型腔中后,，其流速方向改變和衰減的區(qū)域,。裹挾在液流中的氣泡，隨液流進(jìn)入型腔金屬液中后,，主要分布于內(nèi)澆道作用去內(nèi),，機(jī)加工后暴露出來的，局部彌散分布的裹攜氣孔,。小鑄件澆注時整個型腔金屬液都受內(nèi)澆道作用去的影響,，因此裹攜氣孔也可以分布在整個鑄件的橫截面積中,，相反，厚實灰鑄鐵件型腔金屬液維持液態(tài)時間長,，上浮的氣泡可能相互兼并成為成為大氣泡,，并且由于大氣泡承受的液靜壓力上下有差異，會成為大扁球形氣泡,，當(dāng)氣泡不能從金屬液中排除時,，則可能正在鑄件上部形成大氣孔或大扁球形氣孔。由于金屬液流裹攜著的主要是空氣氣泡,，由這種氣泡所形成的氣孔其孔壁呈現(xiàn)氧化色,，是發(fā)暗的。
為了防止裹攜氣孔的產(chǎn)生,，以下幾點進(jìn)行了控制：第一,、控制澆包包嘴支澆口液面之間的高度，因為這個高度越高,，沖擊液面越厲害,，越容易將很多氣泡帶入直澆道中進(jìn)入型腔。第二,、當(dāng)鑄件的高度一定時,，液流的直徑越大帶入型腔的金屬液中的氣體越多，鑄件壁厚較大時可以適當(dāng)增加液流直徑,，故對液流的直徑應(yīng)加以控制,。第三、澆口杯的形狀選用扁橢形要比圓錐形的效果好,?？杀苊庖后w直接落入直澆道上方，并且不會形成環(huán)流,，是金屬液平靜的進(jìn)入直澆道,，避免氣孔的產(chǎn)生。
鑄鋁件的凝固方式：1,、逐層凝固純鋁或共晶成分鋁合金在凝固過程中不存在液,、固并存的凝固區(qū)，故斷面上外層的固體和內(nèi)層的液體由一條界線 (凝固 前沿)清楚分開,。隨著溫度的下降,，固體層不斷加厚，液體層不斷減少,，直達(dá)鑄鋁件中心,，這種凝固方式為逐層凝固。2,、糊狀凝固如果鋁合金的結(jié)晶溫度范圍很寬,，且鑄鋁件的溫度分布較為平坦,，則在凝固的某段時間內(nèi)，鑄鐵件表面并不存在固體層,，而液,、固并存的凝固區(qū)貫穿整個斷面,，類似于水泥凝固,， 糊狀而后固化，稱為糊狀凝固,。3,、中間凝固大多數(shù)凝固介于逐層與糊狀凝固之間，稱為中間凝固,。一般來說,，鑄鋁件質(zhì)量與其凝固方式密切相關(guān)金的充型能力強(qiáng)，便于防止縮孔和縮松,，糊狀凝固時是唯一獲得緊實的鑄鐵件的凝固方式,。
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