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铝合金低压铸造危险源及其管控措施探讨发布时间：2023-03-21T03:27:01.626Z 来源：《科技新时代》2023年1月1期作者：陈彦宏[导读] 归纳总结了铝合金低压铸造产品生产的工艺流程，对铸造各工序的危险源点进行辨识，并从安全管理、安全制度体系角度提出了具体管控措施陈彦宏中国航发哈尔滨东安发动机有限公司，黑龙江哈尔滨 150001摘要：归纳总结了铝合金低压铸造产品生产的工艺流程，对铸造各工序的危险源点进行辨识，并从安全管理、安全制度体系角度提出了具体管控措施。
结果表明，通过明确职责、加强管理、建立体系、完善制度等一系列常态化管控措施，有助于预防铝合金低压铸造企业安全生产事故的发生，为行业企业的安全生产奠定坚实的基础。
关键词：铝合金；低压铸造；危险源点；管控措施引言在新能源汽车快速发展、汽车轻量化和节能减排的大环境下，铝合金铸件得到更广泛的使用。
当然采用轻质化材料的同时，带来的是零件产品结构的复杂性，这样就对零件产品的成型工艺提出了更高的要求。
铸造是实现零件成型的基础工艺，它具有生产效率高、一次成形复杂铸件、生产成本低等优点，被广泛应用于航空航天、汽车等领域。
铸造过程不仅决定着能否获得所需的零件形状，同时也奠定了材料性能发挥的潜力。
以某项目为基础，生产商用车飞轮壳、新能源电机壳铸件，采用铝合金低压铸造工艺。
1铝合金低压铸造概述低压铸造是铝合金铸造生产方式之一，是在低压气体作用下使液态金属由下而上充填铸型并凝固成铸件的反重力铸造方法，具有铸件组织致密、工艺收得率高等特点，图1为低压铸造工艺示意图。
图1低压铸造工艺示意图2低压铸造作业危险有害因素辨识2.1裂纹缺陷形成机理应力集中是低压铸造铝合金车轮裂纹产生的主要原因。
开裂往往发生在脱模过程中因为不均匀的受力和升液管中液体合金的凝固[29]，裂纹分为冷裂纹和热裂纹两种形式。
合金在低于其固相线温度时形成的裂纹是冷裂纹。
当铸件冷却到较低的温度时，铸件内的应力超过材料本身的极限强度或塑性，就会形成冷裂纹。
铝液除气机原理铝液除气机是一种用于铝合金生产过程中除去气体的设备。
在铝液中存在氧化铝、氢气等气体，如果不及时除去，会对产品质量产生不良影响。
铝液除气机通过物理和化学的方法，将铝液中的气体分离出来，从而提高铝合金的质量。
铝液除气机的工作原理如下：1. 物理除气铝液除气机利用物理原理实现对铝液中气体的分离。
物理除气的方法包括真空除气和惰性气体吹扫。
真空除气是通过产生负压，在铝液中形成真空环境，使气体从铝液中逸出。
惰性气体吹扫则是利用惰性气体（如氩气）代替铝液中的气体，将气体从铝液中排除。
2. 化学除气铝液中的氢气是一种常见的有害气体，会导致铝合金产生气孔。
化学除气是通过添加化学剂，与氢气发生化学反应，将氢气转化为水蒸气，从而实现除气的目的。
常用的化学除气剂有氧化铝和卤化物。
铝液除气机的工作过程如下：1. 准备工作需要准备好铝液和除气机设备。
铝液是由铝合金熔炼而成，具有一定的温度和流动性。
除气机设备包括真空泵、化学除气剂和惰性气体。
2. 物理除气将铝液倒入除气机中，通过打开真空泵，形成负压环境。
铝液中的气体会被抽出，并通过真空泵排出。
同时，可以利用惰性气体吹扫的方法，将气体从铝液中排出。
3. 化学除气在物理除气的基础上，可以添加化学除气剂，与铝液中的氢气发生反应。
化学除气剂会将氢气转化为水蒸气，并排出除气机。
这样可以更彻底地除去铝液中的气体。
4. 完成除气经过物理和化学的除气处理后，铝液中的气体已经被有效地分离出来。
除气机可以停止工作，待铝液冷却后，即可进行后续的铝合金加工过程。
铝液除气机的原理与操作流程如上所述。
它通过物理和化学的方法，将铝液中的气体分离出来，从而提高铝合金的质量。
在铝合金生产过程中，铝液除气机起到了至关重要的作用，确保了产品质量的稳定性和可靠性。
通过适当的操作和维护，铝液除气机可以长期稳定地工作，为铝合金行业的发展做出贡献。
铝合金溶液除气精炼作业指导书
1.主题内容及适用范围:
本作业指导书规定了,铝合金溶液除气精练的作业方法和要求,适用于铸造车间铝液除气精炼工序.
2.生产准备验证:
除气操作时,应按“设备点检表”逐项检查,认真填写,并验证“熔炼监控记录”合格,方可除气,否则采取措施解决.
3.作业方法:
3.1.作业前准备:
31.1.检查确认设备状态是否良好,除气杆无堵塞和损坏现象,确保设备运行符合要求.
3.1.2.接通电源,检查确认行程开关是否正常.
3.1.3.接通气源,检查确认输入气管密封处有无漏气,确认探测除气杆通气是否良好.
3.2铝液除气:
3.2.1.除气参数设定.
3.2.1.1气体:纯度为99.98% 氩气.
3.2.1.2气体压力:0.25MPa.
3.2.2.将除气杆升至最高位.
3.2.3.将装满铝液的转运包移入除气杆下,除气杆必须对正转运包中心.
3.2.
4.操作人员必须穿戴好必要的劳保用品,确保人身安全.
3.2.5.将转运包表面浮渣扒掉.
3.2.6.接通气源,按照<<除气机操作指导书>>进行除气操作.
3.2.7.除气8min后,从包取试样进行含气测试,密度达到2.63g/cm3或以上时,除气精炼达到要求.否则继续除气直到密度达到要求;若铝液温度低于680℃,密度还未达到要求时,则将铝水倒回熔炼炉重新熔炼, 3.2.8.除气达到要求后,不要立即关闭气源和电源,应将除气杆升至高于液面后,才可切断电源和气源.
3.2.9.一些状态下(除气后)注意不要将除气杆意外旋转启动,并及时检查疏通除气杆的出气孔.
3.2.10.及时清理干净铝液表面的浮渣.
3.3.专注操作
4.作业流程及流程图:。
—112—工装设计铝合金筒体铸件的低压铸造工艺优化研究陈晓伟（天津航天长征技术装备有限公司，天津 300000）摘 要：我国机械生产过程中利用铝合金筒体而采用低压铸造的工艺已经得到了广泛性的运用。
其工艺的进步和发展已经逐步在生产汽车、飞机轮毂等制造中得到一致认可。
其原因是低压铸造工艺实施过程中会使其生产效率更加高效且生产过程相较于安全，可靠性强，故在如今的机械生产中被大力推荐并使用。
本文将对铝合金筒体铸件在低压铸造下的工艺设计以及存在的缺陷与改进方式展开研究，期望下述内容能为机械生产工作者提供有利的理论参考。
关键词：铝合金筒体；低压铸造工艺；优化引言低压铸造的原理是在密封的坩埚中，通入干燥的压缩气体，使金属液在气体压力的作用下自下而上填充入铸型并在铸型内凝固结晶。
ZL114A 合金具有良好的力学性能、铸造性能和抗腐蚀性能等优点，被广泛应用于军工和民用等领域。
低压铸造使铸件在压力作用下结晶凝固并能得到充分的补缩，故能得到组织致密，机械性能高的铸件。
1 铸造的工艺设计1.1 模具的结构采用低压铸造工艺的方法铸造的模具结构为圆筒形状，其铸件的总直径为800mm ，筒壁的厚度为20mm 。
止口的位置比铸件整体壁厚厚15mm 。
有八个凸台与之相连，铸件的底部凸台数量为四个，如图1所示。
铸件的上下位置均存在厚大区域，铸件冷却过程中易形成各个不同的独立热节点，最后凝固部分易形成缩孔缩松缺陷。
该铸件的低压铸造工艺的过程金属的凝固采用顺序凝固，目的是为了保证铸件达到相关质量标准。
通常在铸件的底部设有浇铸系统，铸件在浇铸口位置优先进行凝固，然后依次按照顺序凝固到底部的冒口位置。
图1：铝合金的筒体三维造型图1.2 工艺施工设计工艺施工设计方式主要根据低压铸造工艺本身的特点及其所生产的金属铸件的特性二者共同决定。
工艺设计方案是在铸件的底部中间位置单独设置一个单冒口，在铸件外侧错开凸台厚大区域均匀设置立筒以便对铸件进行均匀补缩，在厚大区域增加铸铁冷铁强化此部位的激冷效果确保金属液在凝固过程中达到顺序凝固，确保铸件内部质量达到设计要求1.3 产品的主要性能完成T6热处理后，对低压铸造工艺下的铝合金筒体力学进行分析，同时对筒体的内壁最厚的部分对其进行取样，经过打磨和抛光后制作成为标准的试样，并通过在专业显微镜下进行对样品的观察，结果显示其固溶体的分布比较均匀，化学物质共晶硅的状态主要呈现点状分布，并且分布状态较为均匀，没有明显的肉眼可见的树枝样组织结构[2]。
低压铸造法的指导手册1、低压铸造用合金1）铝合金铸造合金（JIS H 5202）参照后附表格2）不纯物的影响、机械性质①硅：硅可以使铝合金流动良好，并能减少缩孔改善耐压性。
另外可以改善焊接性，减小热膨胀系数，大量添加虽能提高耐磨性，但切削性会变差。
②铜：铜可以改善铝合金的机械性质和切削性，但是耐腐蚀性和熔汤流动性变差，引起热间断裂。
③铁：少量的铁可以减少铝合金的缩孔、使结晶细微化，但是机械性质普遍降低。
特别是合金中硅的含量超过5%以上时会产生三元化合物，组织变粗变脆。
④锰：锰对铝合金的结晶细微化和防止缩孔都有效果，但其添加量要根据合金中铁的含量来变化，否则会产生粗大的初晶、机械性能显著下降。
⑤镁：镁可以改善铝合金的机械性质和切削性，但是熔汤流动性和耐压性变差，热间断裂也显著增加。
对于含硅的合金而言，随着Mg2Si 的析出硬化可以改善机械性质。
另外含镁8%以上的合金热处理后可以改善机械性质。
⑥镍：镍可以改善铝合金高温中的机械性质。
但是添加量超过5%以上时铝合金容易产生缩孔。
⑦钛：添加少量的钛可以使铝合金的结晶细微化、改善机械性质。
⑧锌：锌和镁一起添加可以改善铝合金的机械性质，但是耐腐蚀性下降，而且添加量过多的话容易产生缩孔。
⑨铍：铍会先氧化，在熔汤表面生成稳定的保护皮膜，因此可以防止Al-Mg系列合金熔解时的氧化，阻止生成沉淀物，改善机械性质和熔汤流动性。
2、地金配合1）添加元素的母合金①铝-铜母合金：铝和铜的比率是50∶50或67∶33。
②铝-硅母合金：JIS H 2211的C3A以及铝和硅的比率是80∶20或74∶26。
③铝-锰母合金：铝和锰的比率是90∶10。
④铝-镍母合金：铝和镍的比率是90∶10或80∶20。
⑤铝-镁或铝-镁-铍母合金：铝和铍的比率是95∶5或铝、镁和铍的比率是90∶5∶5。
⑥铝-钛母合金：铝和钛的比率是98∶2。
2）配合计算：a = （WA ×Χ+WB×Y）/（WA+ WB）a：目标成分（%）W A ：熔汤重量（kg）Χ：熔汤重量的成分（%）：添加地金重量（kg）WBY：添加地金的成分（%）3、熔解作业1）熔解方法熔解时最需要注意的是气体吸收和氧化。
铝合金铸件的铸造工艺分析摘要：铝合金铸件广泛应用于工业领域，受诸多因素的影响，铝合金铸件在生产过程中存在许多缺陷，如果不加以解决，将影响最终的经济效益。
铸件生产过程中铸造方式的选择和系统位置的设计与最终的凝固效果密切相关。
在此基础上，本文主要对铝合金圆筒铸件低压铸造工艺进行优化，实现定向凝固和有效喂料，消除铸件内部形成的缺陷。
关键词：铝合金铸件；铸造过程；优化策略引言铝合金以其自身的诸多优点，广泛应用于工业领域，不仅具有很强的抗拉强度，优异的塑性和韧性，而且其经济性较好，经过热处理后切削性能优异，可用于制造复杂的机械零件。
低压铸造主要是指将模具置于密封的坩埚上方，坩埚内的压缩空气不断通过，使液态金属表面产生一定的压力，最后金属液体通过提升管进入充型模具的过程。
铝合金缸体铸件用于支撑航空油箱，需要承受较大的压力，工作环境非常复杂，缸体质量要求高。
1高性能压铸合金技术新型高强韧压铸铝合金的开发主要包括两个方面：一是对现有传统压铸铝合金的合金成分进行优化或添加合金元素；二是开发新型压铸铝合金体系。
新型压铸铝合金一般要求其满足以下几点：适合生产壁厚2-v4mm的复杂结构压铸件；(2)铸态抗拉强度和屈服强度可分别达到300MPa和150MPa，伸长率15%;具有良好的耐腐蚀性；(4)采用工业上常用的变形铝合金高温喷涂工艺对合金进行强化；可进行热处理强化处理；可回收、环保。
目前常用的高强度、高韧性压铸铝合金有国外开发的Silafont-36、Magsimal-59、Aural-2和ADC-3等牌号，它们的共同特点是铁含量低于普通压铸铝合金；此外，严格控制其他杂质元素，如Zn、Ti等。
新型压铸镁合金的发展主要包括三个方面：超轻高强度压铸镁合金；耐高温蠕变压铸镁合金；耐腐蚀压铸镁合金。
超轻高强压铸镁合金的研究主要集中在Mg-Li合金上，Li元素可以提高合金的韧性，同时强度降低，通过添加第三元素，经过热处理后，合金的强度可以大大提高。
