为何铝压铸件机加时刀具磨损总是严重或甚至断刀？

       在生产中我们会遇到这样的场景：刀具磨损严重，甚至刀口崩裂，同时伴随铸件表面粗糙，尺寸超差等问题。这些情况大部分是由压铸件切削性能过差导致。导致压铸件切削性能差有诸多原因，今天我们主要针对硬质点进行探讨。

 

对硬质点的认识：

定义：在机械加工过程中起着有害作用的物质，是在压铸件上硬度高于铝本体的细小质点或者块状物。

目前比较统一的认识是把硬质点归为五类：

• 氧化物

• 金属淤泥

• 炉衬材料

• 初晶硅相

• 二次氧化

氧化物：

成分分析：主要为氧化铝等非金属夹杂物

氧化铝化合物有两种主要的组织形貌：多孔状氧化铝化合物和无孔深色状氧化铝化合物

其硬度如下表：

	多孔状氧化铝化合物				无孔深色状氧化铝化合物
显微硬度（HV）	599	724	706	700	1060	1064	1765	1526
平均值	682				1354

结果表明：不论何种氧化物其硬度均比铝基体高。前者高出铝基体显微硬度（HV68）10倍，后者高出20倍。

熔炉侧壁氧化铝（刚玉）

非金属氧化物成因分析：

• 铝液熔化过程液面波动剧烈

• 熔化温度过高

• 铝液停留时间过长

• 回炉料添加过多

   

对应措施：

 

• 采取合适的熔炼温度，不要一味提高合金液温度

• 对熔体进行精炼除渣，改进精炼工艺

• 严格控制回炉料比例（不要超过1/3）

• 停止生产时超过8小时（严格的4小时）必须重新熔化新料

金属淤泥：

形成分析：

铝-硅合金中，铁、锰和铬可形成硬的、高熔点的金属间化合物，会造成刀具极大的磨损。其密度比铝液大，将沉积于熔体底部；当熔体温度过低时，将促使淤泥的加速形成；时间过长也将使淤泥增多。其显微硬度（HV630）约为铝本体9倍.

成分分析：

金属淤泥其实为铝硅铁锰相的金属杂质相

炉子底部的淤泥

成因分析：

铝硅铁锰相金属夹杂主要形成于合金液温度降低的时候。当投料的时候，投料位置温度将产生剧烈的温度波动，淤泥于此产生。

对应措施：

• 严格控制合金液温度

• 对合金锭进行预热处理再进行投料

• 注意对浇包烘烤预热

• 减少材料中锰的含量

耐火材料：

 

形成分析：

温度过高或者铝液有有钠盐、钾盐等盐类存在时，炉子炉衬易与铝液发生反应造成炉壁结瘤，且结瘤碎片易落入铝液最终进入压铸件形成硬质点。当耐火炉衬富含SiO2时，更易形成结瘤物。

成分分析：

对其成分进行分析发现，结瘤物为硅酸铝化合物（Al2O3·XSiO2），测定其显微硬度为HV1351,约为铝基体的20倍，其存在将对刀具磨损和崩刀产生明显的影响。其危害不止刀具磨损，如果不定期进行清除还将降低保温炉容量，并且还降低了保温炉的热效率。

 

对应措施：

1、严格控制炉膛上部温度，谨慎使用钠盐变质，不使用盐类精炼剂，采用旋转转子喷气处理法（前文已有介绍）

2、并定时去除炉衬内壁的少量结瘤物，在其很小的状态下清除。

2、采用含氧化铝和钡高的耐火材料，并减少二氧化硅含量、减少炉衬材料的孔隙度。但此种材料缺点是价格昂贵。

 

 

初晶硅相

形成分析：

存在与铝-硅系合金当中，当合金中硅含量接近或达到12.5%时，Si以初晶的形式析出。所以当硅含量超标或者合金成分不均匀造成局部含量偏高初晶硅将会生成。

硬度分析：

取样分析，对初晶硅相做显微硬度测试发现其平均显微硬度为HC1050，为铝基体的15倍，显然这也将对刀具造成明显的损伤。

对应措施：

• 不使用初晶硅含量高的原材料
• 不要长时间保温，保温温度稍高（最好不要长时间半固态状保温）
• 搅拌均匀