精鑄工藝中,溫度和時間是決定鑄件質量的關鍵因素。把控這兩個要素,能有效提升鑄件的精度、力學性能及內部組織結構的均勻性。
預熱階段的溫度與時間控制
預熱是精鑄的起始環節,對模具和型殼進行恰當預熱意義重大。模具預熱溫度需依據所使用的模具材料和鑄件的復雜程度來確定。一般而言,金屬模具的預熱溫度多在 150 - 300℃之間。若預熱溫度過低,金屬液注入模具時,會因模具溫度驟降,導致鑄件表面產生冷隔、澆不足等缺陷;而預熱溫度過高,可能使模具壽命縮短,還會影響鑄件的尺寸精度。在時間控制上,要確保模具各部位都能均勻達到預定溫度,避免局部過熱或過冷。例如,對于大型復雜模具,可通過設置多個測溫點,實時監測溫度,保證預熱時間充足,使模具溫度場均勻穩定。
熔煉階段的溫度調控
熔煉過程中,準確控制金屬液的溫度直接關系到鑄件的成分和性能。不同的合金材料有其特定的熔煉溫度范圍。以鋁合金為例,熔煉溫度通常控制在 700 - 750℃。溫度過低,合金元素無法充分熔解,會造成鑄件成分偏析,影響力學性能;溫度過高,則會加劇金屬液的吸氣和氧化,導致鑄件產生氣孔、夾渣等缺陷。在熔煉時間方面,要保證足夠的時間使合金成分均勻化,但也不能過長,以免金屬液過度燒損。可通過光譜分析儀等設備,實時監測金屬液成分,結合溫度控制,確保熔煉質量。
澆鑄階段的溫度與時間配合
澆鑄時的溫度和時間控制對鑄件成型質量起著決定性作用。澆鑄溫度應略高于金屬液的液相線溫度,具體數值因合金種類而異。一般來說,合適的澆鑄溫度能使金屬液具有良好的流動性,確保鑄件輪廓清晰,減少冷隔和欠鑄現象。同時,澆鑄時間要準確把握,過快可能導致型腔內氣體來不及排出,產生氣孔;過慢則金屬液在澆道中冷卻,造成澆不足。在實際操作中,可根據鑄件的大小、壁厚等因素,通過調整澆鑄系統的結構和參數,如澆口尺寸、澆道長度等,來控制澆鑄速度和時間,保證金屬液平穩、快速地填充型腔。
冷卻階段的溫度管理
冷卻過程對鑄件的內部組織和應力狀態影響顯著。緩慢冷卻有利于獲得粗大的晶粒組織,提高鑄件的韌性,但可能導致尺寸精度下降;快速冷卻則能細化晶粒,提升鑄件的強度和硬度,但容易產生較大的內應力,甚至導致鑄件變形、開裂。因此,要根據鑄件的性能要求,選擇合適的冷卻方式和冷卻速度。例如,對于一些對尺寸精度和表面質量要求較高的鑄件,可采用分級冷卻或在特定介質中冷卻的方法,嚴格控制冷卻過程中的溫度變化速率,確保鑄件質量穩定。