 原標題：宇部&東風(fēng)汽車：高強度?高生產(chǎn)性工藝（HFC）的開發(fā) 縮孔、氣孔、夾雜物（氧化物等）、溶湯流動不暢，裂紋，這些都是鑄造產(chǎn)品的典型的缺陷。尤其是夾雜物，即使混入比例很小，也會成為斷裂的起點，導(dǎo)致鑄件機械性能的下降，同時也會增加偏差范圍，降低鑄件的可靠性。為此，迄今為止，壓鑄機制造商、汽車零部件制造商、鋁制造商等，在對鑄造前的溶湯的清潔措施以及模具內(nèi)溶湯充填過程做出了許多努力。 在壓鑄和鑄造行業(yè)，隨著前所未有的價格競爭的加劇，對更高質(zhì)量產(chǎn)品和更緊湊的設(shè)備的需求比以往更高。著眼于擠壓鑄造，重力鑄造這樣，注湯過程中產(chǎn)生氧化物，和低壓鑄造的中間升液槽內(nèi)的溶湯在開模時下落，產(chǎn)生的氧化物，以及由于在湯口周圍附著了凝固物，導(dǎo)致在鑄造品中混入了夾雜物的問題，致力于「干凈的溶湯從注湯開始，到整個鑄造過程中，抑制夾雜物的產(chǎn)生和混入的工藝」的開發(fā)，開發(fā)了一種在原來的低壓鑄造中，新加入了在加壓室，給湯室中引入氮氣，抑制湯面氧化，通過增加精密氣體加壓控制，對湯口，腔室充填的最適合溶湯流動控制壓力機構(gòu)和充填后的凝固控制加壓機構(gòu)的HFC 鑄造工藝。該工藝同時使用氣體和液壓兩種加壓方式對模具模腔內(nèi)充填溶湯Hybrid Fill Casting（混合，充填，鑄造）簡稱 HFC 工藝。 圖文結(jié)果 HFC的鑄造設(shè)備（M-HFC）的外觀如圖1、主要規(guī)格用表1來表示。鑄造設(shè)備本體通過在動模板的4角內(nèi)置的鎖模機構(gòu)的2塊模板構(gòu)造，控制了高度。通過中心銷和局部加壓銷的行程控制，根據(jù)凝固收縮進行加壓。
圖1 M-HFC鑄造設(shè)備外觀
表1 M-HFC鑄造設(shè)備的主要規(guī)格
圖2 HFC爐和周邊機器
圖3 HFC的鑄造工程 圖4為某商用車公司重型卡車的發(fā)動機懸置支架，重量3.5kg，最大壁厚60mm以上，圖5根據(jù)鑄造解析的溶湯流動解析，確認到4秒以內(nèi)進行充填，在流動停止溫度前可以進行充填。另外，根據(jù)凝固解析求出指向性凝固中斷的時機和未凝固金屬的體積，以探討局部加壓的容積和加壓氣缸的尺寸。
圖4 支架形狀
圖5 鑄造解析結(jié)果
圖6 模具方案
圖7 鑄造波形
圖8 靜電噴涂裝置
圖9 鑄造品外觀
圖10 X射線調(diào)查結(jié)果 夾雜物調(diào)查是在一件鑄造樣品上如圖11這樣切斷成51個，在切斷片上做出缺口，檢查斷面的觀察面積和進行目視調(diào)查。在3個樣本上做了缺口，對合計252個破斷面進行了調(diào)查。
圖11 鑄造樣品切斷部位
表2 根據(jù)K模型法判定夾雜物
圖12 夾雜物調(diào)查結(jié)果
表3 夾雜物調(diào)查結(jié)果
圖13 微觀組織調(diào)查部位
圖14 微觀組織調(diào)查
圖15 試驗片采取部位
圖16 試驗片形狀
圖17 拉伸試驗結(jié)果(第1回)
圖18 拉伸試驗結(jié)果(第2回)
表4 拉伸試驗結(jié)果 備受期待的高強度、高生產(chǎn)性的鑄造工藝M-HFC初號機納入，開始鑄造?，F(xiàn)在為了實現(xiàn)量產(chǎn)，一邊整備各種周邊設(shè)備，一邊進行鑄造。今后，為了對應(yīng)更大型的部件決定導(dǎo)入L-HFC。
圖19 L-HFC鑄造設(shè)備外觀
表5 L-HFC鑄造設(shè)備的主要規(guī)格 研究結(jié)論 （1）HFC因為沒有重力鑄造和擠壓鑄造這樣的注湯動作，所以沒有注湯時的空氣卷入，加壓室的加壓氣體使用氮氣，氣體加壓完成后的溶湯不像低壓鑄造那樣一下子就落下，調(diào)整了下落的速度，因為在開模限，給湯室常時通過多孔材質(zhì)引入氮氣，可以得到良好的鑄造品K值。 （2）用保溫性良好的脫模劑，在模具內(nèi)充填溶湯后，通過中心銷局部加壓銷施加最適合的鑄造壓力，在模具表面持續(xù)壓著，因為急速凝固，一直到壁厚中心部，能夠得到細微的組織。 （3）這次的鑄造品的機械特性滿足了所要求的品質(zhì)。和其他的工藝比較，鑄造品K值良好，得到細微的組織。因為部品不同，強度和拉伸的品質(zhì)要求也不相同，但可以通過調(diào)整熱處理條件，對應(yīng)顧客多種多樣的品質(zhì)要求。 （4）和其他的工藝比較，因為生產(chǎn)性優(yōu)秀，可以降低人工費，降低制造成本，減少保持爐的溶湯保持時間，使減少CO2的產(chǎn)生成為可能。
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