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压铸工艺之温度

放大字体  缩小字体 发布日期:2014-09-11 浏览次数:4624
 1.浇注温度

浇注温度是指金属液浇注人压室的温度.生产中是通过控制保温炉中合金液的温度来实现控制浇注温度。

(1)铝合金

对于不同形状、结构的铸件,浇注温度可控制在630-730℃;对薄壁复杂件,可采用较高温度,以提高金属液的流动性,获得良好的成型;对厚壁结构件,可采用较低温度,以减少凝固收缩。

浇注温度过高,铝水中吸气量会增加.使铸件厚壁处易产生针孔、缩孔、表面起泡;同时对模具腐蚀加快,使模具过早老化、龟裂。

浇注温度过低,流动性差,易产生冷隔、流纹、浇注不足等缺陷;温度过低铝液易产生成分偏差,使铸件中存在硬质点,造成后加工困难。

图5-13示意浇注温度对力学性能影响。从中可见随着浇注温度升高,机械性能明显下降。

 

 

5-13  浇注沮度对各种合金性能影响

(2)锌合金

锌合金采用热室机压铸,压铸机保温炉增锅内金属液温度为415-430℃,薄壁件、复杂件压铸温度可取上限;厚壁件、简单件可取下限。进人鹅颈壶的金属液温度与增拐内的温度基本一致,通过控制坩埚金属液温度来控制压铸温度。温度过高的害处:

1)铝、镁元素烧损。

2)金属氧化速度加快,烧损量增加,锌渣增加。

3)热膨胀作用会发生卡死锤头故障。

4)铸铁柑涡中铁元素熔人合金液更多,高温下铝与铁反应咖快,会形成铁一铝金属间化合物的硬颖粒,使锤头,鹅颈壶过度磨损。

5)燃料消耗相应增加。

温度过低:合金液流动性差,不利于成型,影响压铸件表面质量。

表5-8为各种合金浇注温度。

表5-8 各种合金浇注温度(单位℃)

 

注:

1.浇注温度一般以保温炉金属液沮度表示。

2.锌合金沮度不宜超过450℃,否则结晶粗大。

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2.模具温度

模具温度一般指模具表面温度,其标准状态应为合金液浇注温度1/3左右,模具温度极大影响到压铸件机械性能,尺寸精度和压铸模的寿命,必须严格按规范去做。

(1)模温影响压铸模寿命

 

在连续压铸生产过程中.每压铸一次,模具温度就从高温到低温循环一次,不断被加热、冷却,模具内部因温差产生热应力。当模具材料处于韧性状态时,应力使模具产生塑性变形;而处于脆性状态时,应力使模具产生热裂纹、开裂。周期性热应力作用导致模具热疲劳,产生龟裂。模温过高,模具易变形。图5-14示意一个铝合金压铸周期模温的变化。

(2)模温影响脱模剂的效果

当模温过高,脱模剂在高温下过量挥发,不能形成致密的皮膜,易造成粘模。而模温过低,则脱模剂形成的皮膜含有未挥发的水分,使脱模效果差,还会导致铸件气孔,冷隔缺陷出现。

(3)模温影响压铸件质量

图5-15 示意模温与压铸件质量的关系。

 

 

5-14 一个铸造周期铸型温度的变化

(1)铸件的凝固时间;(2)凝固的铸件在铸型内的冷却时间;(3)顶出工件后模具的冷却时间

 

 

图5-15模具温度与压铸件质量

图5-15示意模具温度范围与压铸件质量的关系。

在第一区域:由于铸型温度过低,铸件几乎全部发生欠铸、破裂、冷隔、流纹等缺陷,成品率几乎为零。

在第二区域:由于铸型温度接近理想温度,则铸件可能成型,但质量不稳定。多数工件出现流纹与冷隔。

在第三区域:合适的铸造稳定区域。

在第四区域:铸件温度过高,易产生表面气泡、粘模、收缩、焊合等缺陷。

从图5-16可见,模温超过250℃以上.铸件力学性能下降。图5一17示意锌合金力学性能变化。

 

 

 

图5-16  模具温度与铸件力学性能1-ZL105(铝)2一YM5(镁)

 

 

图5-17  模具温度与锌合金压铸件力学性能
(4)模具工作温度
1)预热温度:150-180℃。
预热好处:①避免金属液因激冷而降低流动性;②提高模具的韧性;③降低温度差,保护模具。
2)工作保持温度:180-280  
(5)生产中注意的问题
1)压铸生产前先预热模具。
2)每一个压铸件的生产周期(从浇注到取出铸件)尽量做到一致,要求操作工的工作节奏一致。
3)经常检查模具温度并及时调整,保持一个稳定的温度场。
4)对于大型铸件、厚壁铸件,控制模温可使合金液在冷却过程中实现顺序凝固,得到充分补缩,以消除缩松、缩孔缺陷。
5)控制模温最好的方法是采用自动模温控制系统:模温机。更多的是采用模具冷却水系统。有的操作工对模温控制仍然凭经验和感性认识。模溢高了,喷多些脱模剂;模温低了,喷少些。尽管这样也可有点作用,但同时也带来了对铸件质量、模具寿命的不利影响,不科学的操作习惯是非常有害的。
(6)参考值
各种合金的压铸模预热温度和连续工作温度的参考值见表5-9。
表5-9各种合金的压铸模预热温度和连续工作温度(单位:℃)

(7)模具冷却方法
要提高压铸生产效率以及压铸件的质量和致密性,在很大程度上取决于压铸模温度的调节。在大中型或厚壁压铸件和大批量生产中,在连续操作时,为了保持压铸件优质高产,最好是采用模温机。或在模具内设置水冷却装置,使热量随着冷却循环而迅速排出。
模具的冷却方法主要有风冷、水冷、油冷等。
1)风冷法:风冷法的风力来自鼓风机或压缩空气机,靠风力加强模具的散热,模具内不需设置冷却装置。因此结构简单,但冷却速度较慢.生产效率低,适用于要求散热量较小的模具。
2)水冷法:在模具内增设冷却水通道,使循环水通人成型镶块或型芯内,冷却速度比风冷快,生产效率高,控制比较方便,适用于要求散热量较大的模具。
根据铸件壁厚特点,结合模具结构,有些部位的冷却采用点冷却结构集中进行循环冷却,这种冷却方式局部冷却强度大,冷却通道清理麻烦,适用于模具重要部位的冷却,有些复杂模具可能需在多个地方采用点冷结构方式冷却。而其他部位的冷却,采用最易清理通道的方法,沿型腔加工通孔,外部用紫铜管连接进行循环冷却,这种冷却方式非常普遍。
3)模温机油冷:采用模温机,可使模具保持工作温度稳定。循环于模具内部的是油,而非水,以减少水渍锈蚀模具,延长模具寿命。
冷却水道布置在型腔内温度最高、热量比较集中的区域,流路要通畅。冷却水道的直径,大型模具用φ15~ 20 mm,小型模具用φ8~10 mm,其孔壁距离浇口或型腔的壁面一般10~15 mm.
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