壓鑄模具的邊緣,壓鑄模具的邊緣有哪些

博主:adminadmin 2023-09-08 03:55:01 條評論
摘要:今天給各位分享壓鑄模具的邊緣的知識,其中也會對壓鑄模具的邊緣有哪些進行解釋,如果能碰巧解決你現(xiàn)在面臨的問題,別忘了關(guān)注本站,現(xiàn)在開...

今天給各位分享壓鑄模具的邊緣的知識,其中也會對壓鑄模具的邊緣有哪些進行解釋,如果能碰巧解決你現(xiàn)在面臨的問題,別忘了關(guān)注本站,現(xiàn)在開始吧!

本文目錄:

壓鑄模具的邊緣,壓鑄模具的邊緣有哪些

  • 1、壓鑄模具尺寸確定方法,哪位高人有,求賜教!
  • 2、壓鑄模具渣包到模具最外端的距離是多少?
  • 3、壓鑄模具的制作流程與澆排系統(tǒng)設計
  • 4、提高壓鑄模具壽命的措施

壓鑄模具尺寸確定方法,哪位高人有,求賜教!

沒有具體尺寸要求,要看你的壓鑄件尺寸大小和壁厚了,首先要保障足夠的模具強度,因為模具是在高壓高溫的條件下工作的。除去產(chǎn)品,冷卻水布置外,邊上和厚度方向留足夠強度的尺寸就可以了,模芯一般情況邊緣留50-120mm都有。

壓鑄模具渣包到模具最外端的距離是多少?

壓鑄模具渣包到模具最外端的距離是多少,要看模具的大小才能確定。不過,渣包的外緣到模具的邊緣的距離一般不小于10mm就可以。

壓鑄模具的制作流程與澆排系統(tǒng)設計

壓鑄是有色金屬成型的一個重要方法之一。壓鑄件的質(zhì)量好壞80%取決于壓鑄模具。制作好壓鑄模具是產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵所在。在壓鑄過程中,由于型腔內(nèi)的金屬液流動狀態(tài)不同,可能產(chǎn)生冷隔、花紋、氣孔、偏析等不良現(xiàn)象。所以控制型腔內(nèi)的金屬液流動狀態(tài)是相當必要的,而控制型腔內(nèi)的金屬液流動狀態(tài),關(guān)鍵在于壓鑄模具澆排系統(tǒng)的設計。

1 壓鑄模具的制作流程

上述流程是壓鑄模具制作的大致流程,但并非一成不變。應在整個制作過程中前后協(xié)調(diào),不斷反饋與調(diào)整各階段的信息,根據(jù)分析結(jié)果,修改設計方案,以期取得實效。筆者從事壓鑄模具開發(fā)多年,就模具制作流程中的相關(guān)注意事項總結(jié)如下,供同行參考。

(1)要對客戶來圖應進行檢證

根據(jù)壓鑄工藝的特性結(jié)合有色金屬的牌號,先進行毛坯方案設計,然后開始模具設計。對有些不符合壓鑄工藝的結(jié)構(gòu),應及時與客戶溝通,在征求客戶同意的基礎上再行修改。日本三大著名摩托車品牌的研發(fā)部門都是在開發(fā)之初就重點把握圖面檢證這一關(guān),這樣可避免開發(fā)損失、減少開發(fā)時間。

壓鑄模具的設計與有色金屬的牌號有關(guān)。特別是ADC6(JIS標準)鋁合金,其澆排系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其拔模斜度與普通鋁合金有所不同,應根據(jù)其流動性差、壓鑄溫度較高等特點適當應對。日本在高強度的零件上已大量應用ADC6鋁合金,而國內(nèi)應用的較少。ADC6鋁合金壓鑄模具常見的問題有:模具壽命短;脫模阻力大,易變形、拉模,工件頂出易產(chǎn)生裂紋;流動性差,易產(chǎn)生花紋、冷隔;模具突出部位易產(chǎn)生裂紋等,在設計過程中應提前應對。

(2)做好模具的檢測

在模具檢測階段,不應單純檢測模具尺寸,更重要的是應檢測壓鑄產(chǎn)品質(zhì)量。壓鑄產(chǎn)品質(zhì)量檢測可分外觀檢測、內(nèi)部品質(zhì)檢測及機械性能檢測。檢測的數(shù)據(jù)應符合壓鑄產(chǎn)品的合格率要求、內(nèi)部品質(zhì)標準及機械性能指標。

(3)做好試模

試模階段是驗證模具的關(guān)鍵階段,通常初次試模后還要進行修模,修模時針對不良項目逐二進行改善,直至符合客戶要求。

2 壓鑄模具澆排系統(tǒng)的設計

在壓鑄模具澆排系統(tǒng)中,澆口位置、澆道形狀是控制溶液的流動狀態(tài)和填充方向的重要因素。首先應著眼于澆口位置、澆道形狀,合理設計澆口、澆道、集渣包、溢流槽及排氣道;然后使用CAE軟件對型腔內(nèi)部的溶液流動狀態(tài)進行解析。

2.1澆口設計步驟

內(nèi)澆道及內(nèi)澆口的位置與尺寸,對于填充方式有決定性的影響。內(nèi)澆口設計方法很關(guān)鍵。成品設置澆口時,通常按下列步驟進行:

(1)計算內(nèi)澆口截面積。澆口斷面積計算公式:

(2)根據(jù)內(nèi)澆口截面積,設定澆口形狀,然后設置澆口位置,初步設計溢流槽及集渣包位置。

(3)制作不同的澆口方案(通常先使內(nèi)澆道截面積小一些,試驗后根據(jù)需要可再擴大),并制成3D數(shù)據(jù)。

(4)根據(jù)制成的3D數(shù)據(jù)進行CAE分析(即流態(tài)解析、溫度場分析)。

(5)對解析結(jié)果進行評價。

(6)對不同澆排系統(tǒng)所產(chǎn)生的方案結(jié)果進行比較、評價,擇優(yōu)選用。若存在不良現(xiàn)象,應進行方案改進,然后再進行CAE分析,直到取得較滿意的方案。

2.2澆道、排氣系統(tǒng)的設計注意事項

(1)內(nèi)澆口及排氣槽應設置在使金屬液在形

腔里流動狀態(tài)最好,并能充滿型腔內(nèi)各個角落的位置上。設置時盡可能采用一個內(nèi)澆口。如果設計條件不允許,應注意使金屬液的流動相互不受干擾或在型腔內(nèi)不分散地相遇(即引導金屬流順一個方向流動),避免型腔內(nèi)各股金屬液匯合時出現(xiàn)渦流。例如,當壓鑄件尺寸較大時,有時不可能僅從一個內(nèi)澆道獲得所需的內(nèi)澆道截面積,因此必須采用多個內(nèi)澆道。但是應注意到內(nèi)澆道的設置應保證引導金屬液只沿著一個方向流動,以避免型腔內(nèi)各股金屬液匯合而出現(xiàn)渦流。

(2)金屬液流柬應盡可能少地在型腔內(nèi)轉(zhuǎn)彎,以便使金屬液能達到壓鑄件的厚壁部位。

(3)金屬液流程應盡可能短而均勻。

(4)內(nèi)澆道截面積向著內(nèi)澆道方向逐漸縮小,以減少氣體卷入,有利于提高壓鑄件的致密性。

(5)內(nèi)澆道在流動過程中應圓滑過渡,盡可能避免急轉(zhuǎn)與流動沖擊。

(6)多腔時對澆道截面積應按各腔容積比進

行分段減少。

(7)型腔中的空氣和潤滑劑揮發(fā)的氣體,應由流入的金屬液推到排氣槽處,然后從排氣槽處逸出型腔。特別是金屬液的流動不應將氣體留在盲孔內(nèi)或過早地堵塞排氣槽。

(8)金屬流束不應在散熱不良處形成熱沖擊。

(9)對帶有筋的壓鑄件,應盡可能地讓金屬流順筋的方向流動。

(10)應避免金屬液直接沖刷容易損壞的模具部分和型芯。不可避免時,應在內(nèi)澆道上設置隔離帶,避免熱沖擊。

(11)通常內(nèi)澆道愈寬愈厚,非均勻流動的危險也愈大。應盡量不要采用過厚的內(nèi)澆口,避免切除內(nèi)澆道時產(chǎn)生變形。

(12)型腔的排氣

溢流槽是為了排除鑄造時最初噴入的金屬液,并且使模具的溫度一致。溢流槽設在鑄型容易存氣的位置,作為排出氣體用,改善金屬液的流動狀態(tài),將金屬液導向型腔的各個角落,以得到良好的鑄造表面。排氣槽有連接在溢流槽與集渣包前面的,也有與型腔直接連接的。設計時應注意:

①排氣槽的總截面積應大致相當于內(nèi)澆道截面積。

②分型面上的排氣槽的位置是根據(jù)型腔內(nèi)金屬液流動狀態(tài)而確定的。排氣槽最好設計成彎曲狀,而不是直通狀,以防止金屬液外噴傷人。分型面上的排氣槽的深度通常為0.05~0.15mm;位于型腔內(nèi)的排氣槽深度通常為0.3~0.5mm;位于模具邊緣的排氣槽深度通常為0.1~0.15mm。排氣槽的寬度一般為5~20mm。

③頂針與推桿的排氣間隙對于型腔的排氣是非常重要的。通常控制在0.0l~0.02mm,或放大到不產(chǎn)生毛刺為止。

④固定式型芯的排氣也是一有效的排氣方法,案例如圖2所示。通常在型芯周邊單邊控制有0.05~0.10mm的間隙,并在型芯定位頸部開出寬、厚各l~1.5mm的排氣槽,這樣型腔內(nèi)的氣體可順頸部開出的排氣槽由型腔底部排出。

⑤排氣槽的粗糙度也不應忽視,應保持較高的光潔度,避免在使用過程中被涂料粘連臟物而造成堵塞,影響排氣。

(13)壓鑄熔杯的`填充率盡可能選高些。對壓鑄件氣孔度要求高的場合,通常選定在70%左右,這樣帶入壓鑄件的氣體就會大幅度減少,對系統(tǒng)排氣也是有利的。

2.3流動解析評價與對策

(1)模具設計過程中,應盡可能讓金屬流順一個方向流動,流動解析后,發(fā)現(xiàn)型腔中出現(xiàn)渦流時,應當改變內(nèi)澆口導入角或改變尺寸,以排除渦流現(xiàn)象。

(2)金屬液交匯時,在停止流動前還要讓金屬液繼續(xù)流動一段距離。所以在交匯處的型腔外應增設溢流槽和集渣包,以使過冷的金屬液及空氣化合物流入溢流槽和集渣包,讓后續(xù)金屬液清潔、常溫。

(3)針對不同部位填充速度不一時,應調(diào)整內(nèi)澆口的厚度或?qū)挾?必要時逐漸加大),達到填充速度基本一致的目的,但應盡可能通過加寬內(nèi)澆道來實現(xiàn)。

(4)流動解析后發(fā)現(xiàn)填充滯后的部位,也可增設內(nèi)澆道。

(5)對于薄壁壓鑄件,必須選用較短的填充時間進行壓鑄。所以應通過加大內(nèi)澆道的截面積來減少填充時間,以達到較好的表面質(zhì)量。

(6)對于致密性要求高的厚壁壓鑄件,必須保證有效地進行排氣。應選用中等的填充時間進行壓鑄。故應對內(nèi)澆道的截面進行調(diào)整,以取得相應的填充時間,獲得較好的表面質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量。

3 結(jié) 論

壓鑄模具的制作流程是一個CAD/CAE/CAM/CAT融合的過程,其間融合得越好,壓鑄件產(chǎn)品的品質(zhì)越高、制造成本就越低。壓鑄模具澆排系統(tǒng)設計應遵循上述設計步驟和注意事項,并進行分析和評價,將避免許多不良現(xiàn)象產(chǎn)生。在當今具備CAE分析手段的時代,在內(nèi)澆道設計初期,將總結(jié)出的經(jīng)驗先行考慮進澆排系統(tǒng),結(jié)合CAE手段,通過分析、改善、提升,勢必起到事半功倍的作用。

提高壓鑄模具壽命的措施

提高壓鑄模具壽命的措施

致使壓鑄模失效的主要原因是:①熱脹冷縮的交變應力,長期頻繁的反復循環(huán),在模具表面出現(xiàn)熱疲勞龜裂紋;②由于熱應力及機械應力引起的模具整體開裂、破損;③在壓射力和熱應力的作用下,模具會在強度最薄弱處萌生裂紋,使型腔碎裂;④化學腐蝕、機械磨損、沖刷侵蝕、熔損侵蝕造成的模具侵蝕;⑤受到鎖模、插芯壓力和充填壓力作用使模具產(chǎn)生的塑性變形。這些模具失效缺陷出現(xiàn)的原因是復雜多樣的,下邊從實際應用方面探討一些提高壓鑄模具壽命的措施。

1 壓鑄模具材料的選用

為提高熱沖擊韌度,目前常用的H13鋼的化學成分純凈度要求為:優(yōu)級鋼S 含量(質(zhì)量分數(shù),下同)要小于0.005%;超級H13 鋼要求S 含量小于0.003%;P含量小于0.015%。鋼的晶界無共晶碳化物夾雜,大塊狀的共晶碳化物和雜質(zhì)強度極小,不能抵抗熱疲勞,降低了鋼材的塑性,是龜裂發(fā)生的起源點。要使用電渣重熔爐的精煉鋼,它不僅純凈度高,還具有組織致密、優(yōu)良的熱疲勞抗力、抗熱裂性好、優(yōu)良的韌性及塑性,優(yōu)良的拋光性、較好的異向同性等性能。鋼材的均一性要求材料的組織要均勻,鋼坯具備任意方向力學性能同性,不要有縱、橫、深方向的性能差異。

正確選用模具材料,采用高強度合金材料可以提高模具使用壽命。優(yōu)選用瑞典8407、德國2344、美國H13 (4Gr5MoVlSi)、日本SKD61 材料。日本日立的DAC55、ZHD435 在高硬度時有很好的韌性及抗高溫強度,模具壽命也很高。

2 壓鑄模具的熱處理

采用不同的熱處理工藝會使壓鑄模品質(zhì)性能不一樣。H13 模具鋼的熱處理工藝和熱處理后的金相組織應參照北美壓鑄學會(NADCA 207—2003)的規(guī)定。建議由模具鋼材生產(chǎn)商負責模具的熱處理,避免因為材料和熱處理的廠家不同而引起品質(zhì)不同。

H13 鋼采用高壓液氮氣冷高真空爐淬火為好,可以有效防止模具表面的脫碳、氧化、變形和開裂。把淬火溫度升高到1020~1050℃,根據(jù)模塊材料的尺寸大小,和各個零部件要求的強度和韌性,適當控制溫度和保溫時間,使合金碳化物充分溶人奧氏體,這樣可以減少模具因熱處理碳化物溶解不充分,殘留在晶界之間而造成的模具龜裂。但要注意鋼的臨界點Acl和Ac3及保溫時間,防止奧氏體粗化。淬火后用不同溫度分3 次回火,特別注意回火的效果,如果還要進行氮化處理,可以減少一次回火處理。

模具加工時產(chǎn)生的切削應力、電火花放電變質(zhì)層的應力、和壓鑄時產(chǎn)生的熱疲勞應力,可以通過退火來減輕或消除。模具應定期退火處理消除應力:第一次去應力退火應安排在淬火之前(退火溫度700~750℃),第二次去應力退火應安排在試模合格后的量產(chǎn)之前,再在壓鑄1 萬模、3 萬模時各退火處理一次,氮化一次可以代替一次退火處理。對H13 鋼退火消除應力的溫度比淬火時最后一次回火的溫度低20~40℃,保溫時間為1.0~1.5 h。

合理選擇模具的硬度(HRC),美國AISI H13 ESR類材料用于壓鑄模具,如果硬度偏低,易出現(xiàn)粘模和早期龜裂,如果硬度太高又可能開裂,所以一般建議:鋅合金壓鑄模硬度(HRC)為47~52;中、小型的鋁、鎂合金壓鑄模為46~48;尺寸大的鋁、鎂合金鑄件和比較厚或形狀復雜件的模具,應適當降低硬度(HRC)為44~46。日立的DAC55、ZHD435 及一勝百的DIEVAR鋼在高硬度時有很好的韌性及高溫強度,應用時硬度(HRC)可以比H13 提高2~4。

對壓鑄模的型腔表面容易出現(xiàn)粘模的部位和所有的型芯,應選用氮化、碳氮共滲等表面強化處理,以減少粘?;蚯治g。目前使用日本的KANUC 處理的比較多。如需氮化,型面的氮化層總深度應低于0.2~0.3mm,應根據(jù)鑄件壁厚由厚到薄控制在0.04~0.08mm,且應無化合物白亮層,防止過厚的白亮層碎裂后引起模具龜裂。對容易粘模部位的零件,可以每壓鑄1~2 萬模進行一次氮化等表面處理。當模具壓鑄8~10 萬模次之后,由于硬度降低容易出現(xiàn)粘模時,也可以進行氮化處理。每次退火和氮化之前、后都要對模具表面進行拋光處理。為防止模具型腔在量產(chǎn)之前出現(xiàn)氧化銹蝕,在試模合格后,應對模具進行530~560℃保溫1.5~2.0 h 的`預氧化熱處理。

3 壓鑄模具的設計

壓鑄件壁厚應盡量均勻(一般小件厚度為2.51mm,中件厚度為3.01 mm,大件厚度為4.01mm),棱角過渡要有圓角或斜坡以減小應力集中,可使用筋條結(jié)構(gòu)消除鑄件形成的熱節(jié)。過厚的壓鑄件內(nèi)部組織晶粒粗大,會形成氣孔、縮松、氧化、內(nèi)部裂紋,并伴隨有應力源產(chǎn)生,以致其強度和耐用性能會低于加強筋輔助結(jié)構(gòu)形成的產(chǎn)品。

模具的易龜裂部位和易損傷部位盡量采取鑲件結(jié)構(gòu),損壞后便于維修和更換。但成型零件上的鑲拼孔,包括型芯孔至模具的邊緣或附近的另一孔的距離不要太小,并且鑲拼孔的內(nèi)角要有較大的圓倒角,以免成為模具早期龜裂的薄弱部位。

提高模具設計剛性,要分析模具型腔各個部位的受力情況。型腔受到的力有合金液充填時的壓力、脹型力、沖擊力,還有脫模時的拉力、摩擦力,溫度高低變化產(chǎn)生的熱應力,開合模、抽插芯時受到的壓力、拉力、預緊力等。設計時要使模具中各組件、各部位都具有足夠的厚度、寬度,使模具有足夠的剛性以承受各種應力。還要使這些受力達到適當?shù)钠胶?這一點很重要),以防止模具變形、開裂。制造時注意模具的細薄截面、模塊的凹角根部是模具出現(xiàn)斷裂的敏感部位,要保證其配合精度,如果模塊配合的預緊力過大,它會把合模力集中到一點上,這是模具出現(xiàn)大面積斷裂的主要因素。

為了較好的預防模具出現(xiàn)整體變形。正確設計模具型腔的受力中心位置,使其盡量靠近壓鑄機的受力中心。動模背后的兩個墊塊要盡量支撐在模具的型腔鑲塊上,不要只支撐在型腔鑲塊外的套板上;動模背后中間的支撐柱或支撐塊的支撐面積要足夠大,否則會使支撐塊的端面(甚至使壓鑄機的模具安裝板面),容易被壓變形而失去支撐的效果。

模具上有凹角的部位容易產(chǎn)生應力集中。產(chǎn)品轉(zhuǎn)角處盡量要有較大的過渡圓角,避免出現(xiàn)窄而深的凹角、凹槽。鋁、鎂合金壓鑄模具的型腔轉(zhuǎn)角半徑應大于1.0 mm,表面粗糙度要小,避免圓角處早期開裂。在內(nèi)澆口附近,盡量加大圓角半徑,能夠較好的延緩模具早期龜裂紋的出現(xiàn)。合理選用鑲塊、活動滑塊組合結(jié)構(gòu),避免模塊上出現(xiàn)較銳的尖角;并使鑲拼接觸密封面的結(jié)合面積要比較大,要使滑塊出現(xiàn)退讓時,也不會出現(xiàn)鋁水從密封面竄入到滑塊的導滑槽里;為防止運動卡滯,滑塊的側(cè)面使用斜面配合。

正確設計澆注系統(tǒng),設計內(nèi)澆口的位置和充填流向時,盡量防止高速充填的鋁水正面噴射沖擊到型壁或型芯。設計內(nèi)澆口截面大小時,如果選用的壓射充填速度太高,有大量的動能減速后轉(zhuǎn)變成熱能傳遞到模具上,使模具溫度升高,促使模具出現(xiàn)粘模、龜裂、沖蝕缺陷。壓鑄鋁水的最大充填速度不應超過56m/s,充填速度以≤46 m/s 為好。設計內(nèi)澆口的厚度時,在保證產(chǎn)品表面品質(zhì)的情況下,還是選用厚而大一點的內(nèi)澆口為好,這樣可以增加流量,又不增加對模具的沖擊力。

要正確選擇各組件的配合公差和表面粗糙度,因模具受熱不均勻和膨脹不均勻,會使配合公差產(chǎn)生變化,會使部件運動失靈而導致模具表面損傷,也會使動、定模套板之間的合模間隙增加,引起飛邊和飛料。為防止飛料,在分型面上,動、定模型腔鑲塊平面應比動定模套板平面略高,一般在0~0.080 mm 范圍內(nèi),特別要求緊密合模后,動、定模套板的間隙要在0.030~0.100mm 范圍內(nèi)。在套板上的排氣道最淺處的深度為0.12~0.15 mm,它一定要包括合模后動、定模套板的間隙。只有這樣才能防止飛邊、飛料和粘模。盡量讓套板各部位的分型面與模塊的分型面一致,從模塊到套板一樣平齊,減少分型面的臺階,便于排氣和防止飛邊粘模。

盡量不要在內(nèi)澆口附近的型腔平面上設置產(chǎn)品的字樣、標記和頂桿。這些都會引起模具過早的龜裂,也會使字樣標記過早的變得不清晰。

盡量利用-Q2圖,使模具能夠很好的與壓鑄機進行匹配,提高產(chǎn)品的合格率和生產(chǎn)效率,延長模具的使用壽命。

4 壓鑄模具的冷卻和加熱系統(tǒng)的設計

為了能夠調(diào)控模具溫度,防止模具變形和龜裂,一定要給模具設計冷卻、加熱溫控系統(tǒng)。通常在模具模塊的內(nèi)部開設(6~12)mm孔徑的管道,在型芯和模塊中開設(3~12)mm 冷卻孔,通水進行冷卻,通熱油進行加熱。在沒有模溫機的壓鑄廠,也可以使用電加熱管(要控制發(fā)熱溫度≤400℃) 和測溫儀置模具,進行自動加熱來預熱模具。

在型腔模塊的背面,加工出(6~8)mm 的孔,此孔要距離型腔表面(255)mm,要距離冷卻水或加熱油通道在50 mm 以上,插入熱電偶連接在壓鑄機的測溫儀器上。

在模具的橫澆道、分支澆道、內(nèi)澆口附近,在鑄件厚壁處的型腔、型芯等模具吸收熱量比較多的部位要通水冷卻。對薄壁處的型腔,對遠離內(nèi)澆口的滑塊抽芯,和模具型腔的一些吸收熱量少、散熱快的部位,要設計用熱油或用電加熱管加熱模具。一般通入的熱油溫度為200~350℃。注意模具的冷卻水通道距離模具表面或模具轉(zhuǎn)角要有足夠的距離,以避免這些部位的型面出現(xiàn)早期龜裂或開裂。

模具每個進水管接頭要有開關(guān),能控制冷卻水的流量,以便調(diào)節(jié)模具各部位的溫度。冷卻水管道里出現(xiàn)的銹蝕和集垢,會影響模具的冷卻效果,要及時清除。模具外接的管道和接頭建議使用銅材和不銹鋼材質(zhì),以防生銹后堵塞管道。

5 壓鑄模具的制造加工對模具壽命的影響

模具制造的尺寸精度和配合精度要高,密封接觸的配合面,必須密封配合,密封接觸的面積要大,防止鋁液鉆入。盡量避免人為因素造成的燒焊修補處理,因模具燒焊修補過的部位,很容易出現(xiàn)龜裂。

電脈沖放電加工后的型腔表面會產(chǎn)生出一個變質(zhì)層,這一層的化學成分、金相組織、力學性能( 強度、硬度、韌性) 等都發(fā)生了改變,變質(zhì)層又硬又脆,并有應力和大量的微裂紋,會引起模具早期龜裂;電脈沖或線切割放電精細加工時,應盡量采用低的電流及高的頻率,以減小模具表面的過燒深度。使用好的電火花專用油液,可以起到?jīng)_洗、冷卻、潤滑、絕緣、防電離和減輕變質(zhì)層的作用。放電時浸油比沖油能更好地減輕變質(zhì)層。無論變質(zhì)層深淺,它在模具表面均有極大的應力,若不消除其白亮層和殘余應力,在使用過程中,模具表面就會較早的產(chǎn)生龜裂、沖蝕和開裂。

模具型腔精加工時,走刀量要小,不要留下刀痕,必要時需留下打磨拋光的余量。模具型腔的所有表面,即使沒有留下加工刀痕的表面,都要進行一次打磨拋光,用以消除刀具加工或放電加工產(chǎn)生的硬化層和白亮層。但要注意,打磨時不要讓模具局部過熱,以防燒傷模具表面和降低模具的硬度。消除硬化層、白亮層和去除應力的方法有:①用油石打磨、研磨拋光、化學溶蝕去除;②噴 玻 璃丸的方法既可以去除表面熔化凝固層,消除殘余拉應力,還可以形成壓應力,是目前延緩龜裂的好方法;③在不降低硬度的情況下,低溫回火也可大幅度降低模具的表面應力。模具型腔表面拋光時,粗糙度要以產(chǎn)品而定:①薄壁、表面要求光亮的產(chǎn)品表面位置,型腔表面要適當拋光,表面粗糙度Ra 為0.2~0.4m;②厚壁、表面要求一般的產(chǎn)品表面處,型腔表面可拋光,表面粗糙度Ra 為0.4~0.8m;③一般不要求拋光為鏡面,要使脫模劑能在模具表面均勻附著,但刀痕一定要拋光,以免模具過早的出現(xiàn)龜裂;④要注意交叉打磨,模具表面打磨過的痕跡,不要有明顯的打磨方向。

6 壓鑄工藝和生產(chǎn)操作對壓鑄模具壽命的影響

增加壓鑄鋁合金中的鐵含量,可以有效地減輕粘模程度,一般要求鋁合金的鐵含量≤1.5%,實際生產(chǎn)中鋁水的鐵含量控制在0.65%~0.90%范圍內(nèi)為好。在壓鑄過程中鋁液溫度波動應在10℃之內(nèi),ADCl2鋁合金春、秋季澆注溫度建議小于660℃,冬、夏季溫度可以上下變化10℃,這樣可以消除季節(jié)性的缺陷。模具內(nèi)澆口附近容易龜裂、侵蝕,遠離內(nèi)澆口的部位不容易龜裂、侵蝕,這主要是因為在內(nèi)澆口附近,高溫的鋁水傳遞給模具的熱量比較多,致使模具溫度比較高。所以在不影響產(chǎn)品品質(zhì)的前提下,應盡量降低鋁水的澆注溫度。

在滿足成形情形下,盡量使用比較低的低速壓射速度和高速壓射速度。充填速度過高會造成粘模、沖蝕、龜裂;當?shù)退賶荷渌俣容^高使金屬液包裹較多的氣體時,氣體在高速壓射進入型腔中的低壓區(qū)會膨脹,氣體膨脹產(chǎn)生爆破,氣體帶動鋁液以很高的速度沖擊、侵蝕型腔表面,造成型腔表面氣蝕缺損(這種氣蝕在溢流槽澆口處也會出現(xiàn)),被氣蝕的表面也會有裂紋產(chǎn)生。

在滿足成形良好的條件下,盡可能選用較小的壓力??梢杂^察殼形和圓形產(chǎn)品,在模具壓鑄幾萬模之后,在產(chǎn)品同一部位的外表面比內(nèi)表面龜裂紋大出很多,這說明在相同的條件之下,模具受到鋁液包裹擠壓與膨脹拉伸的力量方向不同,致使模具出現(xiàn)龜裂的缺陷大小相差很大;特別是在模具型腔的凹角處,拉伸和熱應力都會集中在這里,凹角處會過早的出現(xiàn)龜裂和開裂裂紋;而在模具的凸角和型芯表面受到擠壓和熱沖擊力,雖然會出現(xiàn)粘模,但出現(xiàn)應力集中情況很小,模具不容易出現(xiàn)龜裂。可見鋁液壓力的大小和受力方向?qū)δ>啐斄训挠绊懯呛艽蟮?,有時為了配套不容易出現(xiàn)龜裂模塊的壽命,可以采用比較好的模具材料或熱處理的方法,來提高容易龜裂模塊的壽命。

壓鑄時模具表面溫度由100℃上升到610℃,比200℃上升到610℃容易引起龜裂,表面溫度由200℃上升到680℃,比200℃上升到610℃更容易引起龜裂;模具在500℃以上保持6 s比保持3 s也是更容易引起龜裂,所以一定要使模具承受的溫度低、溫差變化量比較小、處于高溫的時間短。一般產(chǎn)品壓鑄開模后的2~3 s時測量模具表面的溫度(或用熱電偶測量模具內(nèi)部溫度) 應不高于澆注的合金液溫度的40%~45%,即鋁合金模具溫度應小于320℃,以200~280℃為好。合模時模具表面的溫度應不低于合金澆注溫度的20%,一般以130~210℃為好。

壓鑄鋁合金模具預熱至180~300℃再澆注壓射,比用鋁液直接澆注壓射來預熱模具,能延緩模具表面龜裂紋的出現(xiàn)。因為用鋁液直接澆注壓射來預熱模具,模具表面承受到的溫度差比較大。模具預熱后壓鑄的前10~20 模鑄件,要使用低速壓射,以減小鋁液與模具接觸的緊密程度,降低熱量傳遞給模具的速度,達到緩慢加熱的目的。

壓鑄操作時均勻噴涂脫模劑,可以減輕鋁液對模具的粘模和磨損。為了防止脫模劑對模具激冷,冬天對水基脫模劑要預熱到20~30℃為好。噴脫模劑要形成霧狀,噴嘴應距型面(2010)cm,斜向模面角度155的效果最好。不可噴涂過多脫模劑,噴涂時間控制在0.5~2.5 s 之間;禁止噴灑、澆灌式的噴涂,以防對模具表面急速的激冷。可以采用動、定模多次交換噴涂的方法,以減小激冷的速度。另外,鑄件頂出后,要在頂桿頭部噴涂上涂料得到潤滑之后再退回,以防頂桿運動卡滯。

對許多模具,常用噴 玻 璃丸、陶瓷丸或用微電脈沖打磨加粗模具某些部位的粗糙度,甚至在模具表面修出間隔在0.5~1.5 mm細小的網(wǎng)狀筋條。這樣不僅能防止龜裂延長模具壽命,還能減小鋁液的流動速度,消除產(chǎn)品表面的冷隔和花紋;能提高模具表面的吸熱速度,使產(chǎn)品表面急速凝固,又因模具表面快速吸熱增加了模具表面的溫度,加快涂料和水的揮發(fā),消除水的殘留,能防止鑄件出現(xiàn)氣泡和發(fā)黑。

7 壓鑄模的使用和維護保養(yǎng)

模具在安裝時,動、定模每半模至少要安裝6 個壓板螺栓,如果每半模只安裝4 個壓板螺栓,只要有一個螺栓松動,其他3 個螺栓受力嚴重失衡,螺栓就會很快被拉變形或拉斷,甚至會出現(xiàn)模具被拉而掉下來的事故。

壓鑄過程中,要及時打磨拋光模具型腔的粘模痕跡,但要注意不要用硬的工具鑿傷或敲傷模具。當模具型腔表面粗糙度變大后,要進行很好的拋光處理。當產(chǎn)品全部或部分粘模在模具型腔里時,要由有經(jīng)驗的模具修理人員來處理,以防壓鑄工處理時損壞模具。

每班給模具滑塊、導柱、頂桿涂一次潤滑油,每班檢查疏通模具的冷卻水通道,使其暢通和密封。每班觀察模具的分型面和滑塊的密封配合情況,對模具的飛邊和披縫一定要早發(fā)現(xiàn)、早修理,以防其致使模具出現(xiàn)嚴重的壓傷、凹陷、變形及飛料的缺陷。

當模具停產(chǎn)不使用時,最好在壓鑄最后一模之后,不要給模具再噴刷涂料,如果已經(jīng)噴涂了涂料,也要用壓縮空氣吹干凈模具表面和深腔里的殘留水分,以防模具生銹。每批生產(chǎn)完成后,或在每生產(chǎn)一萬模時,要對模具進行維護保養(yǎng)。每次保養(yǎng)時,需涂紅丹粉檢查模具的變形和密封配合情況,消除間隙防止飛料,消除模塊或滑塊受力不均衡,防止模塊壓壞、爆裂。保養(yǎng)后要給模具型腔、抽芯滑塊、頂桿、導柱,分型面等涂防銹油。

模具已經(jīng)出現(xiàn)小范圍的沖蝕、掉塊、缺損、裂紋缺陷后,在不能做成鑲件更換時,只有給模具用氬弧焊修補。為有效地防止壓鑄模具焊補后容易出現(xiàn)龜裂,焊補時首先要選用模具鋼材制造廠家指定使用的氬弧焊焊條,并注意區(qū)分在模具淬火處理前后使用的焊條規(guī)格有可能不一樣。對模具進行氬弧焊之前,先要把模具龜裂等缺陷修磨掉呈現(xiàn)出金屬基體,使用電熱爐預熱模塊達到300~450℃(若使用乙 炔 氧焊的火焰慢慢烘烤預熱模具,由于預熱的范圍小,不一定達到要求的溫度范圍,溫度也不均勻,對防止焊補后出現(xiàn)龜裂沒有明顯的效果。)并把表面清理干凈之后再進行氬弧焊,防止焊補時出現(xiàn)氣孔;當模具溫度高于475℃時要停止焊補,讓模具降溫后再焊;焊接時注意,一定要隔行焊補,不要一行挨一行焊補,這樣可以較好的降低焊接時產(chǎn)生的升溫和應力。淬火之后的焊補,再在低于淬火回火溫度以下20~50℃,保溫2~3h 去應力退火(淬火之前的焊補,退火溫度是750℃)這樣可以很好的消除焊接時產(chǎn)生的應力。

對于模具表面粘附的涂料燒結(jié)集碳,除用油石和砂紙拋光外,用氣動噴投 玻 璃丸或噴陶瓷丸的方法,不僅能均勻有效的清除掉集碳,還不影響模具的尺寸精度。

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