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采用独特的方法生产极具挑战性的单件复杂铸件

来源:《铸造》杂志 201607期 2016-07-16 浏览
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位于威斯康星州马尼托瓦的艾克工业公司(Eck Industries Inc.,Mannitowoc, Wisconsin)近来成功地浇铸了极具挑战性的重达635 kg的单件铝合金铸件——线圈支座壳体(图1)。不仅仅是这个铸件设计复杂,要求严格,交货期也很紧迫,要求在10周内交货。客户和生产商设计团队之间的前期沟通对于推进这个项目很有意义。

 

铝合金线圈支座壳体铸件

图1 单件重达635 kg铝合金线圈支座壳体铸件

艾克的项目主管工程师丹?霍弗特(Dan Hoefert)说。“如果要获得健全的铸件,不得不对设计进行一些修改。我们通过模拟软件优化了这个零件,对浇冒口进行了7、8次迭代模拟。”

客户强调了这个直径1.5米,高1.14米的铸件内部质量健全的重要性。当工程师最终完成了设计的时候,艾克公司研究了尽量降低这个单件铸件模具费用的问题。工艺设计包括选择分型面,尽可能降低拔模斜度。还有,需要采用14个芯子以实现复杂的几何形状(图2)。艾克公司选择采用高密度泡沫材料制作模具,这可以为客户节省10多万美元费用。

 

壳体铸件的14个芯子采用高密度泡沫材料芯盒制作

图2 壳体铸件的14个芯子采用高密度泡沫材料芯盒制作

采用多个冷铁以使铸件凝固均衡,并且降低半脆性的高密度泡沫模具的应力。采用内补缩冒口以保证铸件内环圈无缩松、缩孔缺陷,内冒口在随后的机加工过程中去除。当设计完成,模具制备好了以后,艾克公司开始准备熔炼862 kg铝合金熔液生产这个重635 kg的铸件。

“我们相信我们的工程师,相信我们对这个复杂铸件的模拟能力,”霍弗特说。“但是,你还是不得不期待着好的结果,因为在生产过程某一点上你是控制不了的。”

等这个大型铸件浇铸完成,冷却之后,去除浇冒口然后进行热处理。铸件通过着色渗透探伤检验合格之后,送往第3方进行机加工,最终在限定的紧迫时间期限内交付给客户。

“客户告诉我们他们对铸件非常满意,”霍弗特说。“生产像这样的单件铸件是极具挑战性的,因为要第一次就浇铸成功,有太多的工作要做。”(来源:《铸造》杂志201607期)

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