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壓鑄工藝之溫度

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-09-11 瀏覽次數(shù):5135
 1.澆注溫度

澆注溫度是指金屬液澆注人壓室的溫度.生產(chǎn)中是通過控制保溫爐中合金液的溫度來實現(xiàn)控制澆注溫度。

(1)鋁合金

對于不同形狀、結(jié)構(gòu)的鑄件,澆注溫度可控制在630-730℃;對薄壁復(fù)雜件,可采用較高溫度,以提高金屬液的流動性,獲得良好的成型;對厚壁結(jié)構(gòu)件,可采用較低溫度,以減少凝固收縮。

澆注溫度過高,鋁水中吸氣量會增加.使鑄件厚壁處易產(chǎn)生針孔、縮孔、表面起泡;同時對模具腐蝕加快,使模具過早老化、龜裂。

澆注溫度過低,流動性差,易產(chǎn)生冷隔、流紋、澆注不足等缺陷;溫度過低鋁液易產(chǎn)生成分偏差,使鑄件中存在硬質(zhì)點,造成后加工困難。

圖5-13示意澆注溫度對力學(xué)性能影響。從中可見隨著澆注溫度升高,機械性能明顯下降。

 

 

5-13  澆注沮度對各種合金性能影響

(2)鋅合金

鋅合金采用熱室機壓鑄,壓鑄機保溫爐增鍋內(nèi)金屬液溫度為415-430℃,薄壁件、復(fù)雜件壓鑄溫度可取上限;厚壁件、簡單件可取下限。進(jìn)人鵝頸壺的金屬液溫度與增拐內(nèi)的溫度基本一致,通過控制坩堝金屬液溫度來控制壓鑄溫度。溫度過高的害處:

1)鋁、鎂元素?zé)龘p。

2)金屬氧化速度加快,燒損量增加,鋅渣增加。

3)熱膨脹作用會發(fā)生卡死錘頭故障。

4)鑄鐵柑渦中鐵元素熔人合金液更多,高溫下鋁與鐵反應(yīng)咖快,會形成鐵一鋁金屬間化合物的硬穎粒,使錘頭,鵝頸壺過度磨損。

5)燃料消耗相應(yīng)增加。

溫度過低:合金液流動性差,不利于成型,影響壓鑄件表面質(zhì)量。

表5-8為各種合金澆注溫度。

表5-8 各種合金澆注溫度(單位℃)

 

注:

1.澆注溫度一般以保溫爐金屬液沮度表示。

2.鋅合金沮度不宜超過450℃,否則結(jié)晶粗大。

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2.模具溫度

模具溫度一般指模具表面溫度,其標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)應(yīng)為合金液澆注溫度1/3左右,模具溫度極大影響到壓鑄件機械性能,尺寸精度和壓鑄模的壽命,必須嚴(yán)格按規(guī)范去做。

(1)模溫影響壓鑄模壽命

 

在連續(xù)壓鑄生產(chǎn)過程中.每壓鑄一次,模具溫度就從高溫到低溫循環(huán)一次,不斷被加熱、冷卻,模具內(nèi)部因溫差產(chǎn)生熱應(yīng)力。當(dāng)模具材料處于韌性狀態(tài)時,應(yīng)力使模具產(chǎn)生塑性變形;而處于脆性狀態(tài)時,應(yīng)力使模具產(chǎn)生熱裂紋、開裂。周期性熱應(yīng)力作用導(dǎo)致模具熱疲勞,產(chǎn)生龜裂。模溫過高,模具易變形。圖5-14示意一個鋁合金壓鑄周期模溫的變化。

(2)模溫影響脫模劑的效果

當(dāng)模溫過高,脫模劑在高溫下過量揮發(fā),不能形成致密的皮膜,易造成粘模。而模溫過低,則脫模劑形成的皮膜含有未揮發(fā)的水分,使脫模效果差,還會導(dǎo)致鑄件氣孔,冷隔缺陷出現(xiàn)。

(3)模溫影響壓鑄件質(zhì)量

圖5-15 示意模溫與壓鑄件質(zhì)量的關(guān)系。

 

 

5-14 一個鑄造周期鑄型溫度的變化

(1)鑄件的凝固時間;(2)凝固的鑄件在鑄型內(nèi)的冷卻時間;(3)頂出工件后模具的冷卻時間

 

 

圖5-15模具溫度與壓鑄件質(zhì)量

圖5-15示意模具溫度范圍與壓鑄件質(zhì)量的關(guān)系。

在第一區(qū)域:由于鑄型溫度過低,鑄件幾乎全部發(fā)生欠鑄、破裂、冷隔、流紋等缺陷,成品率幾乎為零。

在第二區(qū)域:由于鑄型溫度接近理想溫度,則鑄件可能成型,但質(zhì)量不穩(wěn)定。多數(shù)工件出現(xiàn)流紋與冷隔。

在第三區(qū)域:合適的鑄造穩(wěn)定區(qū)域。

在第四區(qū)域:鑄件溫度過高,易產(chǎn)生表面氣泡、粘模、收縮、焊合等缺陷。

從圖5-16可見,模溫超過250℃以上.鑄件力學(xué)性能下降。圖5一17示意鋅合金力學(xué)性能變化。

 

 

 

圖5-16  模具溫度與鑄件力學(xué)性能1-ZL105(鋁)2一YM5(鎂)

 

 

圖5-17  模具溫度與鋅合金壓鑄件力學(xué)性能
(4)模具工作溫度
1)預(yù)熱溫度:150-180℃。
預(yù)熱好處:①避免金屬液因激冷而降低流動性;②提高模具的韌性;③降低溫度差,保護(hù)模具。
2)工作保持溫度:180-280  。
(5)生產(chǎn)中注意的問題
1)壓鑄生產(chǎn)前先預(yù)熱模具。
2)每一個壓鑄件的生產(chǎn)周期(從澆注到取出鑄件)盡量做到一致,要求操作工的工作節(jié)奏一致。
3)經(jīng)常檢查模具溫度并及時調(diào)整,保持一個穩(wěn)定的溫度場。
4)對于大型鑄件、厚壁鑄件,控制模溫可使合金液在冷卻過程中實現(xiàn)順序凝固,得到充分補縮,以消除縮松、縮孔缺陷。
5)控制模溫最好的方法是采用自動模溫控制系統(tǒng):模溫機。更多的是采用模具冷卻水系統(tǒng)。有的操作工對模溫控制仍然憑經(jīng)驗和感性認(rèn)識。模溢高了,噴多些脫模劑;模溫低了,噴少些。盡管這樣也可有點作用,但同時也帶來了對鑄件質(zhì)量、模具壽命的不利影響,不科學(xué)的操作習(xí)慣是非常有害的。
(6)參考值
各種合金的壓鑄模預(yù)熱溫度和連續(xù)工作溫度的參考值見表5-9。
表5-9各種合金的壓鑄模預(yù)熱溫度和連續(xù)工作溫度(單位:℃)

(7)模具冷卻方法
要提高壓鑄生產(chǎn)效率以及壓鑄件的質(zhì)量和致密性,在很大程度上取決于壓鑄模溫度的調(diào)節(jié)。在大中型或厚壁壓鑄件和大批量生產(chǎn)中,在連續(xù)操作時,為了保持壓鑄件優(yōu)質(zhì)高產(chǎn),最好是采用模溫機;蛟谀>邇(nèi)設(shè)置水冷卻裝置,使熱量隨著冷卻循環(huán)而迅速排出。
模具的冷卻方法主要有風(fēng)冷、水冷、油冷等。
1)風(fēng)冷法:風(fēng)冷法的風(fēng)力來自鼓風(fēng)機或壓縮空氣機,靠風(fēng)力加強模具的散熱,模具內(nèi)不需設(shè)置冷卻裝置。因此結(jié)構(gòu)簡單,但冷卻速度較慢.生產(chǎn)效率低,適用于要求散熱量較小的模具。
2)水冷法:在模具內(nèi)增設(shè)冷卻水通道,使循環(huán)水通人成型鑲塊或型芯內(nèi),冷卻速度比風(fēng)冷快,生產(chǎn)效率高,控制比較方便,適用于要求散熱量較大的模具。
根據(jù)鑄件壁厚特點,結(jié)合模具結(jié)構(gòu),有些部位的冷卻采用點冷卻結(jié)構(gòu)集中進(jìn)行循環(huán)冷卻,這種冷卻方式局部冷卻強度大,冷卻通道清理麻煩,適用于模具重要部位的冷卻,有些復(fù)雜模具可能需在多個地方采用點冷結(jié)構(gòu)方式冷卻。而其他部位的冷卻,采用最易清理通道的方法,沿型腔加工通孔,外部用紫銅管連接進(jìn)行循環(huán)冷卻,這種冷卻方式非常普遍。
3)模溫機油冷:采用模溫機,可使模具保持工作溫度穩(wěn)定。循環(huán)于模具內(nèi)部的是油,而非水,以減少水漬銹蝕模具,延長模具壽命。
冷卻水道布置在型腔內(nèi)溫度最高、熱量比較集中的區(qū)域,流路要通暢。冷卻水道的直徑,大型模具用φ15~ 20 mm,小型模具用φ8~10 mm,其孔壁距離澆口或型腔的壁面一般10~15 mm.
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