壓力鑄造模具設(shè)計說明-(2)

1、壓力鑄造模具設(shè)計說明一、 HYPERLINK t 壓鑄簡介 HYPERLINK t 壓力鑄造簡稱 HYPERLINK t 壓鑄，是一種將熔融合金液倒入壓室內(nèi)，以高速充填鋼制模具的型腔，并使合金液在壓力下凝固而形成 HYPERLINK t 鑄件的鑄造方法。 HYPERLINK t 壓鑄區(qū)別于其它鑄造方法的主要特點是高壓和高速。金屬液是在壓力下填充型腔的，并在更高的壓力下結(jié)晶凝固，常見的壓力為15100MPa。金屬液以高速充填型腔，通常在1050米/秒，有的還可超過80米/秒，通過內(nèi) HYPERLINK t 澆口導(dǎo)入型腔的 HYPERLINK t 線速度內(nèi) HYPERLINK t 澆口速度，因此金

2、屬液的充型時間極短，約0.010.2秒須視 HYPERLINK t 鑄件的大小而不同內(nèi)即可填滿型腔。 HYPERLINK t 壓鑄機、壓鑄合金與 HYPERLINK t 壓鑄模具是壓鑄生產(chǎn)的三大要素，缺一不可。所謂 HYPERLINK t 壓鑄工藝就是將這三大要素有機地加以綜合運用，使能穩(wěn)定地有節(jié)奏地和高效地生產(chǎn)出外觀、內(nèi)在質(zhì)量好的、尺寸符合 HYPERLINK t 圖樣或協(xié)議規(guī)定要求的合格 HYPERLINK t 鑄件，甚至優(yōu)質(zhì)鑄件。 1、 HYPERLINK t 壓鑄機 1 HYPERLINK t 壓鑄機的分類 壓鑄機按壓室的受熱條件可分為 HYPERLINK t 熱壓室與冷壓室兩大類。而

3、按壓室和模具安放位置的不同， HYPERLINK t 冷室壓鑄機又可分為立式、臥式和全立式三種形式的壓鑄機。 熱室 壓鑄機 立式 冷室 臥室 全立式 2 壓鑄機的主要參數(shù) a合型力 HYPERLINK t 鎖模力 HYPERLINK t 千牛KN b壓射力 HYPERLINK t 千牛KN c動、定型板間的最大開距mm d動、定型板間的最小開距mm e動型板的行程mm f大杠內(nèi)間距水平垂直mm g大杠直徑mm h頂出力KN i頂出行程mm j壓射位置中心、偏心mm k一次金屬澆入量Zn、Al、CuKg l壓室內(nèi)徑mm m空循環(huán)周期s n鑄件在 HYPERLINK t 分型面上的各種比壓條件下的

4、 HYPERLINK t 投影面積 注：還應(yīng)有動型板、定型板的安裝尺寸圖等。 2、 壓鑄合金 HYPERLINK t 壓鑄件所采用的合金主要是有色合金，至于黑色金屬鋼、鐵等由于 HYPERLINK t 模具材料等問題，目前較少使用。而有色合金 HYPERLINK t 壓鑄件中又以鋁合金使用較廣泛， HYPERLINK t 鋅合金次之。 下面簡單介紹一下壓鑄 HYPERLINK t 有色金屬的情況。 1、壓鑄有色合金的分類 受阻收縮 混合收縮 自由收縮 HYPERLINK t 鉛合金 -0.2-0.3% 0.3-0.4% 0.4-0.5% HYPERLINK t 低熔點合金 HYPERLINK

5、t 錫合金 HYPERLINK t 鋅合金-0.3-0.4% 0.4-0.6% 0.6-0.8% 鋁硅系-0.3-0.5% 0.5-0.7% 0.7-0.9% 壓鑄有色合金 鋁合金 鋁銅系 鋁鎂系-0.5-0.7% 0.7-0.9% 0.9-1.1% 高熔點合金 鋁鋅系 HYPERLINK t 鎂合金-0.5-0.7% 0.7-0.9% 0.9-1.1% HYPERLINK t 銅合金 2、各類壓鑄合金推薦的 HYPERLINK t 澆鑄溫度 合金種類 鑄件平均壁厚3mm 鑄件平均壁厚3mm 構(gòu)造簡單 構(gòu)造復(fù)雜 構(gòu)造簡單 構(gòu)造復(fù)雜鋁合金 鋁硅系 610-650 640-680 600-620

6、610-650鋁銅系 630-660 660-700 600-640 630-660鋁鎂系 640-680 660-700 640-670 650-690鋁鋅系 590-620 620-660 580-620 600-650 HYPERLINK t 鋅合金 420-440 430-450 400-420 420-440 HYPERLINK t 鎂合金 640-680 660-700 640-670 650-690 HYPERLINK t 銅合金 普通 HYPERLINK t 黃銅 910-930 940-980 900-930 900-950硅 HYPERLINK t 黃銅 900-920 9

7、30-970 910-940 910-940注 注： HYPERLINK t 澆鑄溫度一般以保溫爐的金屬液的溫度來計量。 鋅合金的 HYPERLINK t 澆鑄溫度不能超過450，以免 HYPERLINK t 晶粒粗大。 二、 HYPERLINK t 壓鑄模 HYPERLINK t 壓鑄模是壓鑄生產(chǎn)三大要素之一，構(gòu)造正確合理的模具是壓鑄生產(chǎn)能否順利進展的先決條件，并在保證鑄件質(zhì)量方面下機合格率起著重要的作用。 由于 HYPERLINK t 壓鑄工藝的特點，正確選用各 HYPERLINK t 工藝參數(shù)是獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的決定因素，而模具又是能夠正確選擇和調(diào)整各 HYPERLINK t 工藝參數(shù)的前提

8、， HYPERLINK t 模具設(shè)計實質(zhì)上就是對壓鑄生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的各種因素預(yù)計的綜合反映。如假設(shè) HYPERLINK t 模具設(shè)計合理，那么在實際生產(chǎn)中遇到的問題少，鑄件下機合格率高。反之， HYPERLINK t 模具設(shè)計不合理，例一鑄件設(shè)計時動定模的包裹力根本一樣，而 HYPERLINK t 澆注系統(tǒng)大多在定模，且放在壓射后 HYPERLINK t 沖頭不能送料的 HYPERLINK t 灌南壓鑄機上生產(chǎn)，無法正常生產(chǎn)，鑄件一直粘在定模上。盡管定模型腔的 HYPERLINK t 光潔度打得很光，因型腔較深，仍出現(xiàn)粘在定模上的現(xiàn)象。所以在模具設(shè)計時，必須全面分析鑄件的構(gòu)造，熟悉壓鑄機的操作

9、過程，要了解壓鑄機及 HYPERLINK t 工藝參數(shù)得以調(diào)整的可能性，掌握在不同情況下的充填特性，并考慮 HYPERLINK t 模具加工的方法、鉆眼和固定的形式后，才能設(shè)計出切合實際、滿足生產(chǎn)要求的模具。 剛開場時已講過，金屬液的充型時間極短，金屬液的比壓和流速很高，這對 HYPERLINK t 壓鑄模來說工作條件極其惡劣，再加上激冷激熱的 HYPERLINK t 交變應(yīng)力的沖擊作用，都對模具的使用壽命有很大影響。 模具的使用壽命通常是指通過精心的設(shè)計和制造，在正常使用的條件下，結(jié)合良好的維護保養(yǎng)下出現(xiàn)的自然損壞，在不能再修復(fù)而報廢前，所壓鑄的 HYPERLINK t 模數(shù)包括壓鑄生產(chǎn)中的

10、廢品數(shù)。 實際生產(chǎn)中，模具失效主要有三種形式：熱疲勞龜裂損壞失效；碎裂失效； HYPERLINK t 溶蝕失效。 致使模具失效的因素很多，既有外因例澆鑄溫度上下、模具是否經(jīng)預(yù)熱、 HYPERLINK t 水劑涂料噴涂量的多少、壓鑄機噸位大小是否匹配、壓鑄壓力過高、內(nèi) HYPERLINK t 澆口速度過快、 HYPERLINK t 冷卻水開啟未與壓鑄生產(chǎn)同步、鑄件材料的種類及成分Fe的上下、鑄件尺寸形狀、壁厚大小、涂料類型等等。也有內(nèi)因例模具本身材質(zhì)的冶金質(zhì)量、 HYPERLINK t 坯料的鍛制工藝、模具 HYPERLINK t 構(gòu)造設(shè)計的合理性、澆注 HYPERLINK t 系統(tǒng)設(shè)計的合理性

11、、模具機電加工加工時產(chǎn)生的 HYPERLINK t 內(nèi)應(yīng)力、模具的 HYPERLINK t 熱處理工藝、包括各種配合精度和 HYPERLINK t 光潔度要求等。 模具假設(shè)出現(xiàn)早期失效，那么需找出是哪些內(nèi)因或外因，以便今后改良。 模具熱疲勞龜裂失效 壓鑄生產(chǎn)時，模具反復(fù)受激冷激熱的作用，成型外表與其內(nèi)部產(chǎn)生變形，相互牽扯而出現(xiàn)反復(fù)循環(huán)的 HYPERLINK t 熱應(yīng)力，導(dǎo)致 HYPERLINK t 組織構(gòu)造二損傷和喪失韌性，引發(fā)微裂紋的出現(xiàn)，并繼續(xù)擴展，一旦裂紋擴大，還有熔融的金屬液擠入，加上反復(fù)的 HYPERLINK t 機械應(yīng)力都使裂紋加速擴展。 為此，一方面壓鑄起始時模具必須充分預(yù)熱。另

12、外，在壓鑄生產(chǎn)過程中模具必須保持在一定的 HYPERLINK t 工作溫度范圍中，以免出現(xiàn)早期龜裂失效。同時，要確保模具投產(chǎn)前和制造中的內(nèi)因不發(fā)生問題。因?qū)嶋H生產(chǎn)中，多數(shù)的模具失效是熱疲勞龜裂失效。 碎裂失效 在壓射力的作用下，模具會在最薄弱處萌生裂紋，尤其是模具成型面上的劃線痕跡或電加工痕跡未被打磨光，或是成型的 HYPERLINK t 清角處均會最先出現(xiàn)細微裂紋，當 HYPERLINK t 晶界存在脆性相或 HYPERLINK t 晶粒粗大時，即容易斷裂。而 HYPERLINK t 脆性斷裂時裂紋的擴展很快，這對模具的碎裂失效是很危險的因素。為此，一方面凡模具面上的劃痕、電加工痕跡等必須打

13、磨光，即使它在 HYPERLINK t 澆注系統(tǒng)部位，也必須打光。另外要求所使用的 HYPERLINK t 模具材料的強度高、塑性好、 HYPERLINK t 沖擊韌性和 HYPERLINK t 斷裂韌性均好。熔融失效 前面已講過，常用的壓鑄合金有鋅合金、鋁合金、 HYPERLINK t 鎂合金和 HYPERLINK t 銅合金，也有純 HYPERLINK t 鋁壓鑄的，Zn、Al、Mg是較活潑的 HYPERLINK t 金屬元素，它們與 HYPERLINK t 模具材料有較好的 HYPERLINK t 親和力，特別是Al易咬模。當模具硬度較高時，那么抗蝕性較好，而成型外表假設(shè)有軟點，那么對抗

14、蝕性不利。但在實際生產(chǎn)中， HYPERLINK t 溶蝕僅是模具的局部地方，例內(nèi)澆口直接沖刷的部位型芯、型腔易出現(xiàn) HYPERLINK t 溶蝕現(xiàn)象，以及硬度偏軟處易出現(xiàn)鋁合金的粘模。 壓鑄生產(chǎn)中常遇模具存在的問題注意點： 1、 HYPERLINK t 澆注系統(tǒng)、排溢系統(tǒng) 例1對于冷室臥式壓鑄機上模具直澆道的要求： 壓室內(nèi)徑尺寸應(yīng)根據(jù)所需的比壓與壓室 HYPERLINK t 充滿度來選定，同時，澆口套的內(nèi)徑偏差應(yīng)比壓室內(nèi)徑的偏差適當放大幾絲，從而可防止因澆口套與壓室內(nèi)徑不同軸而造成 HYPERLINK t 沖頭卡死或磨損嚴重的問題，且澆口套的壁厚不能太薄。澆口套的長度一般應(yīng)小于壓射 HYPER

15、LINK t 沖頭的送出引程，以便涂料從壓室中脫出。 壓室與澆口套的內(nèi)孔，在 HYPERLINK t 熱處理后應(yīng)精磨，再沿 HYPERLINK t 軸線方向進展研磨，其外表粗糙Ra0.2m。 HYPERLINK t 分流器與形成涂料的凹腔，其凹入深度等于橫澆道深度，其直徑配澆口套內(nèi)徑，沿脫模方向有5 HYPERLINK t 斜度。當采用涂導(dǎo)入式直澆道時，因縮短了壓室有效長度的容積，可提高壓室的 HYPERLINK t 充滿度。 2對于模具橫澆道的要求 冷臥式模具橫澆道的入口處一般應(yīng)位于壓室上部內(nèi)徑2/3以上部位，以免壓室中金屬液在重力作用下過早進入橫澆道，提前開場凝固。 橫澆道的截面積從直澆道

16、起至內(nèi)澆口應(yīng)逐漸減小，為出現(xiàn)截面擴大，那么金屬液流經(jīng)時會出現(xiàn)負壓，易吸入 HYPERLINK t 分型面上的氣體，增加金屬液流動中的 HYPERLINK t 渦流裹氣。一般出口處截面比進口處小10-30%。 橫澆道應(yīng)有一定的長度和深度。保持一定長度的目的是起穩(wěn)流和導(dǎo)向的作用。假設(shè)深度不夠，那么金屬液降溫快，深度過深，那么因冷凝過慢，既影響 HYPERLINK t 生產(chǎn)率又增加回 HYPERLINK t 爐料用量。 橫澆道的截面積應(yīng)大于內(nèi)澆口的截面積，以保證金屬液入型的速度。主橫澆道的截面積應(yīng)大于各分支橫澆道的截面積。 橫澆道的底部兩側(cè)應(yīng)做成圓角，以免出現(xiàn)早期裂紋，二側(cè)面可做出5左右的 HYPE

17、RLINK t 斜度。橫澆道部位的 HYPERLINK t 外表粗糙度Ra0.4m。 3內(nèi)澆口 金屬液入型后不應(yīng)立即封閉 HYPERLINK t 分型面， HYPERLINK t 溢流槽和排氣槽不宜正面沖擊型芯。金屬液入型后的流向盡可能沿鑄入的肋筋和散熱片，由厚壁處想薄壁處填充等。 選擇內(nèi)澆口位置時，盡可能使金屬液流程最短。采用多股內(nèi)澆口時，要防止入型后幾股金屬液集合、相互沖擊，從而產(chǎn)生 HYPERLINK t 渦流包氣和氧化夾雜等缺陷。 薄壁件的內(nèi)澆口厚件要適當小些，以保證必要的填充速度，內(nèi)澆口的設(shè)置應(yīng)便于切除，且不使鑄件本體有缺損吃肉。 (4) HYPERLINK t 溢流槽 HYPERL

18、INK t 溢流槽要便于從鑄件上去除，并盡量不損傷鑄件本體。 溢流槽上開設(shè)排氣槽時，需注意溢流口的位置，防止過早阻塞排氣槽，使排氣槽不起作用。 不應(yīng)在同一個溢流槽上開設(shè)幾個溢流口或開設(shè)一個很寬很厚的溢流口，以免金屬液中的冷液、渣、氣、涂料等從溢流槽中返回型腔，造成鑄件缺陷。 2、 鑄造圓角包括轉(zhuǎn)角 鑄件圖上往往注明未注圓角R2等要求，我們在開制模具時切忌無視這些未注明圓角的作用，決不可做成 HYPERLINK t 清角或過小的圓角。鑄造圓角可使金屬液填充順暢，使腔內(nèi)氣體順序排出，并可減少 HYPERLINK t 應(yīng)力集中，延長模具使用壽命。鑄件也不易在該處出現(xiàn)裂紋或因填充不順而出現(xiàn)各種缺陷。例標準油盤模上 HYPERLINK t 清角處較多，相對來說，目前兄弟油盤模開的最好，重機油盤的也較多。 3、 HYPERLINK t 脫模斜度 在脫模方向嚴禁有人為造成的側(cè)凹往往是試模時鑄件粘在模內(nèi)，用不正確的方法處理時，例鉆、硬鑿等使局部凹入。 4、 HYPERLINK t 外表粗糙度 成型部位、澆注系統(tǒng)均應(yīng)