怎麼判斷壓鑄模失效
㈠ 壓鑄的工藝過程
壓鑄模鍛工藝簡介 壓鑄模鍛工藝是一種在專用的壓鑄模鍛機上完成的工藝。它的基本工藝過程是:金屬液先低速或高速鑄造充型進模具的型腔內,模具有活動的型腔面,它隨著金屬液的冷卻過程加壓鍛造,既消除毛坯的縮孔縮松缺陷,也使毛坯的內部組織達到鍛態的破碎晶粒。毛坯的綜合機械性能得到顯著的提高。另外,該工藝生產出來的毛坯,外表面光潔度達到7級(Ra1.6),如冷擠壓工藝或機加工出來的表面一樣,有金屬光澤。所以,我們將壓鑄模鍛工藝稱為「極限成形工藝」,比「無切削、少餘量成形工藝」更進了一步。 壓鑄模鍛工藝還有一個優勢特點是,除了能生產傳統的鑄造材料外,它還能用變形合金、鍛壓合金,生產出結構很復雜的零件。這些合金牌號包括:硬鋁超硬鋁合金、鍛鋁合金,如LY11、LY12、6061、6063、LYC、LD等)。這些材料的抗拉強度,比普通鑄造合金高近一倍,對於鋁合金汽車輪轂、車架等希望用更高強度耐沖擊材料生產的部件,有更積極的意義。
一、 壓鑄簡介 壓力鑄造簡稱壓鑄,是一種將熔融合金液倒入壓室內,以高速充填鋼制模具的型腔,並使合金液在壓力下凝固而形成鑄件的鑄造方法。 壓鑄區別於其它鑄造方法的主要特點是高壓和高速。①金屬液是在壓力下填充型腔的,並在更高的壓力下結晶凝固,常見的壓力為15—100MPa。②金屬液以高速充填型腔,通常在10—50米/秒,有的還可超過80米/秒,(通過內澆口導入型腔的線速度—內澆口速度),因此金屬液的充型時間極短,約0.01—0.2秒(須視鑄件的大小而不同)內即可填滿型腔。 壓鑄機、壓鑄合金與壓鑄模具是壓鑄生產的三大要素,缺一不可。所謂壓鑄工藝就是將這三大要素有機地加以綜合運用,使能穩定地有節奏地和高效地生產出外觀、內在質量好的、尺寸符合圖樣或協議規定要求的合格鑄件,甚至優質鑄件。 1、 壓鑄機 (1) 壓鑄機的分類 壓鑄機按壓室的受熱條件可分為熱壓室與冷壓室兩大類。而按壓室和模具安放位置的不同,冷室壓鑄機又可分為立式、卧式和全立式三種形式的壓鑄機。 熱室 壓鑄機 立式 冷室 卧室 全立式 (2) 壓鑄機的主要參數 a合型力(鎖模力) (千牛)————————KN b壓射力 (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、Cu)———————Kg l壓室內徑(Ф)——————————————mm m空循環周期————————————————s n鑄件在分型面上的各種比壓條件下的投影面積 註:還應有動型板、定型板的安裝尺寸圖等。 2、 壓鑄合金 壓鑄件所採用的合金主要是有色合金,至於黑色金屬(鋼、鐵等)由於模具材料等問題,目前較少使用。而有色合金壓鑄件中又以鋁合金使用較廣泛,鋅合金次之。 下面簡單介紹一下壓鑄有色金屬的情況。 (1)、壓鑄有色合金的分類 受阻收縮 混合收縮 自由收縮 鉛合金 -----0.2-0.3% 0.3-0.4% 0.4-0.5% 低熔點合金 錫合金 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 鎂合金----------0.5-0.7% 0.7-0.9% 0.9-1.1% 銅合金 (2)、各類壓鑄合金推薦的澆鑄溫度 合金種類 鑄件平均壁厚≤3mm 鑄件平均壁厚>3mm 結構簡單 結構復雜 結構簡單 結構復雜
鋁合金 鋁硅系 610-650℃ 640-680℃ 600-620℃ 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℃
鋅合金 420-440℃ 430-450℃ 400-420℃ 420-440℃
鎂合金 640-680℃ 660-700℃ 640-670℃ 650-690℃
銅合金 普通黃銅 910-930℃ 940-980℃ 900-930℃ 900-950℃
硅黃銅 900-920℃ 930-970℃ 910-940℃ 910-940℃
注 註:①澆鑄溫度一般以保溫爐的金屬液的溫度來計量。 ②鋅合金的澆鑄溫度不能超過450℃,以免晶粒粗大。 二、 壓鑄模 壓鑄模是壓鑄生產三大要素之一,結構正確合理的模具是壓鑄生產能否順利進行的先決條件,並在保證鑄件質量方面(下機合格率)起著重要的作用。 由於壓鑄工藝的特點,正確選用各工藝參數是獲得優質鑄件的決定因素,而模具又是能夠正確選擇和調整各工藝參數的前提,模具設計實質上就是對壓鑄生產中可能出現的各種因素預計的綜合反映。如若模具設計合理,則在實際生產中遇到的問題少,鑄件下機合格率高。反之,模具設計不合理,例一鑄件設計時動定模的包裹力基本相同,而澆注系統大多在定模,且放在壓射後沖頭不能送料的灌南壓鑄機上生產,無法正常生產,鑄件一直粘在定模上。盡管定模型腔的光潔度打得很光,因型腔較深,仍出現粘在定模上的現象。所以在模具設計時,必須全面分析鑄件的結構,熟悉壓鑄機的操作過程,要了解壓鑄機及工藝參數得以調整的可能性,掌握在不同情況下的充填特性,並考慮模具加工的方法、鑽眼和固定的形式後,才能設計出切合實際、滿足生產要求的模具。 剛開始時已講過,金屬液的充型時間極短,金屬液的比壓和流速很高,這對壓鑄模來說工作條件極其惡劣,再加上激冷激熱的交變應力的沖擊作用,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計和製造,在正常使用的條件下,結合良好的維護保養下出現的自然損壞,在不能再修復而報廢前,所壓鑄的模數(包括壓鑄生產中的廢品數)。 實際生產中,模具失效主要有三種形式:①熱疲勞龜裂損壞失效;②碎裂失效;③溶蝕失效。 致使模具失效的因素很多,既有外因(例澆鑄溫度高低、模具是否經預熱、水劑塗料噴塗量的多少、壓鑄機噸位大小是否匹配、壓鑄壓力過高、內澆口速度過快、冷卻水開啟未與壓鑄生產同步、鑄件材料的種類及成分Fe的高低、鑄件尺寸形狀、壁厚大小、塗料類型等等)。也有內因(例模具本身材質的冶金質量、坯料的鍛制工藝、模具結構設計的合理性、澆注系統設計的合理性、模具機(電加工)加工時產生的內應力、模具的熱處理工藝、包括各種配合精度和光潔度要求等)。 模具若出現早期失效,則需找出是哪些內因或外因,以便今後改進。 ① 模具熱疲勞龜裂失效 壓鑄生產時,模具反復受激冷激熱的作用,成型表面與其內部產生變形,相互牽扯而出現反復循環的熱應力,導致組織結構二損傷和喪失韌性,引發微裂紋的出現,並繼續擴展,一旦裂紋擴大,還有熔融的金屬液擠入,加上反復的機械應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熱。另外,在壓鑄生產過程中模具必須保持在一定的工作溫度范圍中,以免出現早期龜裂失效。同時,要確保模具投產前和製造中的內因不發生問題。因實際生產中,多數的模具失效是熱疲勞龜裂失效。 ② 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,或是成型的清角處均會最先出現細微裂紋,當晶界存在脆性相或晶粒粗大時,即容易斷裂。而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磨光,即使它在澆注系統部位,也必須打光。另外要求所使用的模具材料的強度高、塑性好、沖擊韌性和斷裂韌性均好。③熔融失效 前面已講過,常用的壓鑄合金有鋅合金、鋁合金、鎂合金和銅合金,也有純鋁壓鑄的,Zn、Al、Mg是較活潑的金屬元素,它們與模具材料有較好的親和力,特別是Al易咬模。當模具硬度較高時,則抗蝕性較好,而成型表面若有軟點,則對抗蝕性不利。但在實際生產中,溶蝕僅是模具的局部地方,例內澆口直接沖刷的部位(型芯、型腔)易出現溶蝕現象,以及硬度偏軟處易出現鋁合金的粘模。 壓鑄生產中常遇模具存在的問題注意點: 1、 澆注系統、排溢系統 例(1)對於冷室卧式壓鑄機上模具直澆道的要求: ① 壓室內徑尺寸應根據所需的比壓與壓室充滿度來選定,同時,澆口套的內徑偏差應比壓室內徑的偏差適當放大幾絲,從而可避免因澆口套與壓室內徑不同軸而造成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小於壓射沖頭的送出引程,以便塗料從壓室中脫出。 ② 壓室與澆口套的內孔,在熱處理後應精磨,再沿軸線方向進行研磨,其表面粗糙≤Ra0.2μm。 ③ 分流器與形成塗料的凹腔,其凹入深度等於橫澆道深度,其直徑配澆口套內徑,沿脫模方向有5°斜度。當採用塗導入式直澆道時,因縮短了壓室有效長度的容積,可提高壓室的充滿度。 (2)對於模具橫澆道的要求 ① 冷卧式模具橫澆道的入口處一般應位於壓室上部內徑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,提前開始凝固。 ② 橫澆道的截面積從直澆道起至內澆口應逐漸減小,為出現截面擴大,則金屬液流經時會出現負壓,易吸入分型面上的氣體,增加金屬液流動中的渦流裹氣。一般出口處截面比進口處小10-30%。 ③ 橫澆道應有一定的長度和深度。保持一定長度的目的是起穩流和導向的作用。若深度不夠,則金屬液降溫快,深度過深,則因冷凝過慢,既影響生產率又增加回爐料用量。 ④ 橫澆道的截面積應大於內澆口的截面積,以保證金屬液入型的速度。主橫澆道的截面積應大於各分支橫澆道的截面積。 ⑤ 橫澆道的底部兩側應做成圓角,以免出現早期裂紋,二側面可做出5°左右的斜度。橫澆道部位的表面粗糙度≤Ra0.4μm。 (3)內澆口 ① 金屬液入型後不應立即封閉分型面,溢流槽和排氣槽不宜正面沖擊型芯。金屬液入型後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。 ② 選擇內澆口位置時,盡可能使金屬液流程最短。採用多股內澆口時,要防止入型後幾股金屬液匯合、相互沖擊,從而產生渦流包氣和氧化夾雜等缺陷。 ③ 薄壁件的內澆口厚件要適當小些,以保證必要的填充速度,內澆口的設置應便於切除,且不使鑄件本體有缺損(吃肉)。 (4)溢流槽 ① 溢流槽要便於從鑄件上去除,並盡量不損傷鑄件本體。 ② 溢流槽上開設排氣槽時,需注意溢流口的位置,避免過早阻塞排氣槽,使排氣槽不起作用。 ③ 不應在同一個溢流槽上開設幾個溢流口或開設一個很寬很厚的溢流口,以免金屬液中的冷液、渣、氣、塗料等從溢流槽中返回型腔,造成鑄件缺陷。 2、 鑄造圓角(包括轉角) 鑄件圖上往往註明未注圓角R2等要求,我們在開制模具時切忌忽視這些未註明圓角的作用,決不可做成清角或過小的圓角。鑄造圓角可使金屬液填充順暢,使腔內氣體順序排出,並可減少應力集中,延長模具使用壽命。(鑄件也不易在該處出現裂紋或因填充不順而出現各種缺陷)。例標准油盤模上清角處較多,相對來說,目前兄弟油盤模開的最好,重機油盤的也較多。 3、 脫模斜度 在脫模方向嚴禁有人為造成的側凹(往往是試模時鑄件粘在模內,用不正確的方法處理時,例鑽、硬鑿等使局部凹入)。 4、 表面粗糙度 成型部位、澆注系統均應按要求認真打光,應順著脫模方向打光。由於金屬液由壓室進入澆注系統並填滿型腔的整個過程僅0.01-0.2秒的時間。為了減少金屬液流動的阻力,盡可能使壓力損失少,都需要流過表面的光潔度高。同時,澆注系統部位的受熱和受沖蝕的條件較惡劣,光潔度越差則模具該處越易損傷。 5、 模具成型部位的硬度 鋁合金:HRC46°左右 銅:HRC38°左右 加工時,模具應盡量留有修復的餘量,做尺寸的上限,避免焊接。 壓鑄模具組裝的技術要求: 1、 模具分型面與模板平面平行度的要求。 2、 導柱、導套與模板垂直度的要求。 3、 分型面上動、定模鑲塊平面與動定模套板高出0.1-0.05mm。 4、推板、復位桿與分型面平齊,一般推桿凹入0.1mm或根據用戶要求。 5、模具上所有活動部位活動可靠,無呆滯現象pin無串動。 6、滑塊定位可靠,型芯抽出時與鑄件保持距離,滑塊與塊合模後配合部位2/3以上。 7、澆道粗糙度光滑,無縫。 8、合模時鑲塊分型面局部間隙<0.05mm。 9、冷卻水道暢通,進出口標志。 10、成型表面粗糙度Rs=0.04,無微傷。
㈡ 壓鑄模模具失效主要有哪幾種形式
壓鑄模具失效的主要表現形式有,模具主要件的尺寸超差,或者開裂、變形,或者模具的多數零件都有問題,維修的費用不如重新製作一套新的模具。
㈢ 壓鑄件的缺陷
其他名稱:條紋。
特徵:鑄件表面上呈現與金屬液流動方向相一致的,用手感覺得出的局部下陷光滑紋路。此缺陷無發展方向,用拋光法能去除。
產生原因:
1、兩股金屬流不同步充滿型腔而留下的痕跡。
2、模具溫度低,如鋅合金模溫低於150℃,鋁合金模溫低於180℃,都易產生這類缺陷。
3、填充速度太高。
4、塗料用量過多。
排除措施:
1、調整內澆口截面積或位置。
2、調整模具溫度,增大溢流槽。
3、適當調整填充速度以改變金屬液填充型腔的流態。
4、塗料使用薄而均勻。 其他名稱:冷接(對接),水紋。
特徵:溫度較低的金屬流互相對接但未熔合而出現的縫隙,呈不規則的線形,有穿透的和不穿透的兩種,在外力的作用下有發展的趨勢。
產生原因:
1、金屬液澆注溫度低或模具溫度低。
2、合金成分不符合標准,流動性差。
3、金屬液分股填充,熔合不良。
4、澆口不合理,流程太長。
5、填充速度低或排氣不良。
6、比壓偏低。
排除措施:
1、適當提高澆注溫度和模具溫度。
2、改變合金成分,提高流動性。
3、改進澆注系統,加大內澆口速度,改善填充條件。
4、改善排溢條件,增大溢流量。
5、提高壓射速度,改善排氣條件。
6、提高比壓 其他名稱:拉力、拉痕、粘模傷痕。
特徵:順著脫模方向,由於金屬粘附,模具製造斜度太小而造成鑄件表面的拉傷痕跡,嚴重時成為拉傷面。
產生原因:
1、型芯、型壁的鑄造斜度太小或出現倒斜度。
2、型芯、型壁有壓傷痕。
3、合金粘附模具。
4、鑄件頂出偏斜,或型芯軸線偏斜。
5、型壁表面粗糙。
6、塗料常噴塗不到。
7、鋁合金中含鐵量低於0.6%。
排除措施:
1、修正模具,保證製造斜度。
2、打光壓痕。
3、合理設計澆注系統,避免金屬流對沖型芯、型壁,適當降低填充速度。
4、修正模具結構。
5、打光表面。
6、塗料用量薄而均勻,不能漏噴塗料。
7、適當增加含鐵量至0.6~0.8%。 其他名稱:縮凹、縮陷、憋氣、塌邊。特徵:鑄件平滑表面上出現的凹癟的部分,其表面呈自然冷卻狀態。產生原因1、鑄件結構設計不合理,有局部厚實部位,產生熱節。
2、合金收縮率大。
3、內澆口截面積太小。
4、比壓低。
5、模具溫度太高。
排除措施
1、改善鑄件結構,使壁厚稍為均勻,厚薄相差較大的連接處應逐步緩和過渡,消除熱節。
2、選擇收縮率小的合金。
3、正確設置澆注系統,適當加大內澆口的截面積。
4、增大壓射力。
5、適當調整模具熱平衡條件,採用溫控裝置以及冷卻等。 其他名稱:鼓泡。特徵:鑄件表皮下,聚集氣體鼓脹所形成的泡。產生原因1、模具溫度太高。
2、填充速度太高,金屬流捲入氣體過多。
3、塗料發氣量大,用量過多,澆注前未燃盡,使揮發氣體被包在鑄件表層。
4、排氣不順。
5、開模過早。
6、合金熔煉溫度過高。
排除措施
1、冷卻模具至工作溫度。
2、降低壓射速度,避免渦流包氣。
3、選用發氣量小的塗料,用量薄而均勻,燃盡後合模。
4、清理和增設溢流槽和排氣道。
5、調整留模時間。
6、修整熔煉工藝。 其他名稱:空氣孔、氣眼。特徵:捲入壓鑄件內部的氣體所形成的形狀較為規則,表面較為光滑的孔洞。產生原因主要是包卷氣體引起:
1、澆口位置選擇和導流形狀不當,導致金屬液進入型腔產生正面撞擊和產生旋渦。
2、澆道形狀設計不良。
3、壓室充滿度不夠。
4、內澆口速度太高,產生湍流。
5、排氣不暢。
6、模具型腔位置太深。
7、塗料過多,填充前未燃盡。
8、爐料不幹凈,精煉不良。
9、機械加工餘量太大。
排除措施
1、選擇有利於型腔內氣體排除的澆口位置和導流形狀,避免金屬液先封閉分型面上的排溢系統。
2、直澆道的噴嘴截面積應盡可能比內澆口截面積大。
3、提高壓室充滿度,盡可能選用較小的壓室並採用定量澆注。
4、在滿足成型良好的條件下,增大內澆口厚度以降低填充速度。
5、在型腔最後填充部位處開設溢流槽和排氣道,並應避免溢流槽和排氣道被金屬液封閉。
6、深腔處開設排氣塞,採用鑲拼形式增加排氣。
7、塗料用量薄而均勻,燃盡後填充,採用發氣量小的塗料。
8、爐料必須處理干凈、乾燥,嚴格遵守熔煉工藝。
9、調整壓射速度,慢壓射速度和快壓射速度的轉換點。
10、降低澆注溫度,增加比壓。 其他名稱:縮眼、縮空。特徵:壓鑄件在冷凝過程中,由於內部補償不足所造成的形狀不規則,表面較粗糙的孔洞。產生原因1、合金澆注溫度過高。
2、鑄件結構壁厚不均勻,產生熱節。
3、比壓太低。
4、溢流槽容量不夠,溢口太薄。
5、壓室充滿度太小,余料(料餅)太薄,最終補縮起不到作用。
6、內澆口較小。
7、模具的局部溫度偏高。
排除措施
1、遵守合金熔煉規范,合金液過熱時間太長,降低澆注溫度。
2、改進鑄件結構,消除金屬積聚部位,均勻壁厚,緩慢過渡。
3、適當提高比壓。
4、加大溢流槽容量,增厚溢流口。
5、提高壓室充滿度,採用定量澆注。
6、適當改善澆注系統,以利壓力很好地傳遞。 特徵:鑄件表面上呈現的光滑條紋,肉眼可見,但用手感覺不出的,顏色不同於基體金屬的紋絡,用0#砂布 稍擦幾下即可去除。產生原因1、填充速度太快。
2、塗料用量太多。
3、模具溫度偏低。
排除措施
1、盡可能降低壓射速度。
2、塗料用量薄而均勻。
3、提高模具溫度。 特徵:鑄件上合金基體被破壞或斷開形成細絲狀的縫隙,有穿透的和不穿透的兩種,有發展的趨勢。裂紋可分為冷裂紋和熱裂紋兩種,它們的主要區別是:冷裂紋鑄件開裂處金屬未被氧化,熱裂紋鑄件開裂處 金屬被氧化。
產生原因1、鑄件結構不合理,收縮受到阻礙,鑄件圓角太小。
2、抽芯及頂出裝置在工作中發生偏斜,受力不均勻。
3、模具溫度低。
4、開模及抽芯時間太遲。
5、選用合金不當或有害雜質過高,使合金塑性下降。鋅合金:鉛、錫、鎘、鐵偏高鋁合金:鋅、銅、鐵偏高 銅合金:鋅、硅偏高鎂合金:鋁、硅、鐵偏高
排除措施
1、改進鑄件結構,減少壁厚差,增大鑄造圓角。
2、修正模具結構。
3、提高模具工作溫度。
4、縮短開模及抽芯時間。
5、嚴格控制有害雜質,調整合金成份,遵守合金熔煉規范或重新選擇合金牌號。 其他名稱:澆不足、輪廓不清、邊角殘缺。特徵:金屬液未充滿型腔,鑄件上出現填充不完整的部位。產生原因1、合金流動不良引起:
(1)、金屬液含氣量高,氧化嚴重,以致流動性下降。
(2)、合金澆注溫度及模具溫度過低。
(3)、內澆口速度過低。
(4)、蓄能器內氮氣壓力不足。
(5)、壓室充滿度低。
(6)、鑄件壁太薄或厚薄懸殊等設計不當。
2、澆注系統不良引起:
(1)、澆口位置、導流方式、內澆口股數選擇不當。
(2)、內澆口截面積太小。
3、排氣條件不良引起:
(1)、排氣不暢。
(2)、塗料過多,未被烘乾燃盡。
(3)、模具溫度過高,型腔內氣體壓力較高,不易排出。
排除措施
1、改善合金的流動性:
(1)、採用正確的熔煉工藝,排除氣體及非金屬夾雜物。
(2)、適當提高合金澆注溫度和模具溫度。
(3)、提高壓射速度。
(4)、補充氮氣,提高有效壓力。
(5)、採用定量澆注。
(6)、改進鑄件結構,適當調整壁厚。
2、改進澆注系統:
(1)、正確選擇澆口位置和導流方式,對非良形狀鑄件及大鑄件採用多股內澆口為有利。
(2)、增大內澆口截面積或提高壓射速度。
3、改善排氣條件:
(1)、增設溢流槽和排氣道,深凹型腔處可開設通氣塞。
(2)、塗料使用薄而均勻,吹乾燃盡後合模。
(3)、降低模具溫度至工作溫度。 其他名稱:推桿印痕、鑲塊或活動塊拼接印痕。特徵:鑄件表面由於模具型腔磕碰及推桿、鑲塊、活動塊等零件拼接所留下的凸出和凹下的痕跡。產生原因1、推桿調整不齊或端部磨損。
2、模具型腔、滑塊拼接部分和其活動部分配合欠佳。
3、推桿面積太小。
排除措施
1、調整推桿至正確位置。
2、緊固鑲塊或其他活動部分,消除不應有的凹凸部分。
3、加大推桿面積或增加個數。 其他名稱:網狀痕跡、網狀花紋、龜裂毛刺。特徵:由於模具型腔表面產生熱疲勞而形成的鑄件表面上的網狀凸起痕跡和金屬刺。產生原因1、模具型腔表面龜裂造成的痕跡,內澆口區域附近的熱傳導最集中,摩擦阻力最大,經受熔融金屬的沖蝕最 強,冷熱交變最劇,最易產生熱裂,形成龜裂。
2、模具材料不當或熱處理工藝不正確。
3、模具冷熱溫差變化大。
4、合金液澆注溫度過高,模具預熱不夠。
5、模具型腔表面粗糙度Ra太大。
6、金屬流速過高及正面沖刷型壁。
排除措施
1、正確選用模具材料及合理的熱處理工藝。
2、模具在壓鑄前必須預熱到工作溫度范圍。
3、盡可能降低合金澆注溫度。
4、提高模具型腔表面質量,降低Ra數值。
5、鑲塊定期退火,消除應力。
6、正確設計澆注系統,在滿足成型良好的條件下,盡可能用較小的壓射速度。 其他名稱:油斑、黑色斑點。特徵:鑄件表面上呈現的不同於基體金屬的斑點,一般由塗料碳化物形成。產生原因1、塗料不純或用量過多。
2、塗料中含石墨過多。
排除措施
1、塗料使用應薄而均勻,不能堆積,要用壓縮空氣吹散。
2、減少塗料中的石墨含量或選用無石墨水基塗料。 特徵:充型過程中由於模具溫度或合金液溫度太低,在近似於欠壓條件下鑄件表面形成的細小麻點狀分布區 域。產生原因1、填充時金屬分散成密集液滴,高速撞擊型壁。
2、內澆口厚度偏小。
排除措施
1、正確設計澆注系統,避免金屬液產生噴濺,改善排氣條件,避免液流捲入過多氣體,降低內澆口速度並提 高模具溫度。
2、適當調整內澆口厚度。 其他名稱:披縫。特徵:鑄件邊緣上出現的金屬薄片。產生原因1、壓射前機器的鎖模力調整不佳。
2、模具及滑塊損壞,閉鎖元件失效。
3、模具鑲塊及滑塊磨損。
4、模具強度不夠造成變形。
5、分型面上雜物未清理干凈
6、投影面積計算不正確,超過鎖模力。
7、壓射速度過高,形成壓力沖擊峰過高。
排除措施
1、檢查合模力或增壓情況,調整壓射增壓機構,使壓射增壓峰值降低。
2、檢查模具滑塊損壞程度並修整,確保閉鎖元件起到作用。
3、檢查磨損情況並修復。
4、正確計算模具強度。
5、清除分型面上的雜物。
6、正確計算調整鎖模力。
7、適當調整壓射速度。 其他名稱:隔皮。特徵:鑄件上局部存在有明顯的金屬層次。產生原因1、模具剛性不夠,在金屬液填充過程中,模板產生抖動。
2、壓室沖頭與壓室配合不好,在壓射中前進速度不平穩。
3、澆注系統設計不當。
排除措施
1、加強模具剛度,緊固模具部件。
2、調整壓射沖頭與壓室,保證配合良好。
3、合理設計內澆口。 特徵:鑄件表層上呈現鬆散不緊實的宏觀組織。產生原因1、模具溫度過低。
2、合金澆注溫度過低。
3、比壓小。
4、塗料過多。
排除措施
1、提高模具溫度至工作溫度。
2、適當提高合金澆注溫度。
3、提高比壓。
4、塗料薄而均勻。 其他名稱:錯縫。特徵:鑄件的一部分與另一部分在分型面上錯開,發生相對位移(對螺紋稱錯扣)。產生原因1、模具鑲塊位移。
2、模具導向件磨損。
3、兩半模的鑲塊製造誤差。
排除措施
1、調整鑲塊,加以緊固。
2、更換導柱導套。
3、進行修整,消除誤差。 其他名稱:扭曲、翹曲。特徵:鑄件的幾何形狀與設計要求不符的整體變形。產生原因1、鑄件結構設計不良,引起不均勻的收縮。
2、開模過早,鑄件剛性不夠。
3、鑄造斜度太小。
4、取置鑄件的操作不當。
5、推桿位置布置不當。
排除措施
1、改進鑄件結構,使壁厚均勻。
2、確定最佳開模時間,加強鑄件剛性。
3、放大鑄造斜度。
4、取放鑄件應小心,輕取輕放。
5、鑄件的堆放應用專用箱,去除澆口方法應恰當。
6、有的變形鑄件可經整形消除。 特徵:鑄件表面因碰擊而造成的傷痕。產生原因1、去澆口、清理、校正和搬運流轉過程中不小心碰傷。
排除措施
1、清理鑄件要小心,存放及運輸鑄件,不應堆疊或互相碰擊,採用專用存放運輸運輸箱。 其他名稱:氧化夾雜、夾渣。特徵:鑄件基體內存在有硬度高於金屬基體的細小質點或塊狀物,使加工困難,刀具磨損嚴重,加工後鑄件 上常常顯示出不同亮度的硬質點。產生原因合金中混入或析出比基體金屬硬的金屬或非金屬物質,如AL2O3及游離硅等。
1、氧化鋁(AL2O3)。
(1)、鋁合金未精練好。
(2)、澆注時混入了氧化物。
2、由鋁、鐵、錳、硅組成的復雜化合物,主要上由MnAL3在熔池較冷處形成,然後以MnAL3為核心使Fe析出, 又有硅等參加反應形成化合物。
3、游離硅混入物
(1)、鋁硅合金含硅量高。
(2)、鋁硅合金在半液態澆注,存在了游離硅。
排除措施
1、熔煉時要減少不必要的攪動和過熱,保持合金液的純凈,鋁合金液長期在爐內保溫時,應周期性精煉去 氣。
2、鋁合金中含有鈦、錳、鐵等組元時,應勿使偏析並保持潔凈,用乾燥的精煉劑精煉,但在鋁合金含有鎂 時,要注意補償。
3、鋁合金中含銅、鐵量多時,應使含硅量降低到10.5%以下,適當提高澆注溫度以先使硅析出。 特徵:鑄件基本金屬晶粒過於粗大或細小,使鑄件易斷裂或碰碎。產生原因1、合金液過熱過大或保溫時間過長。
2、激烈過冷,結晶過細。
3、鋁合金中雜質鋅、鐵等含量太多。
4、鋁合金中含銅量超出規定范圍。
排除措施
1、合金不宜過熱,避免合金長時間保溫。
2、提高模具溫度,降低澆注溫度。
3、嚴格控制合金化學成分。
4、保持坩堝塗料層完整良好。 特徵:壓鑄件經試驗產生漏水、漏氣或滲水。產生原因1、壓力不足。
2、澆注系統設計不合理或鑄件結構不合理。
3、合金選擇不當。
4、排氣不良。
排除措施
1、提高比壓。
2、改進澆注系統和排氣系統。
3、選用良好合金。
4、盡量避免加工。
5、鑄件進行浸漬處理。 特徵:經化學分析,鑄件合金元素不符要求或雜質太多。產生原因1、配料不正確。
2、原材料及回爐料未加分析即行投入使用。
排除措施
1、爐料應經化學分析後才能配用。
2、爐料應嚴格管理,新舊料要按一定比例配用。
3、嚴格遵守熔煉工藝。
4、熔煉工具應刷塗料。 特徵:鑄件合金的機械強度、延伸率低於要求標准。產生原因1、合金化學成分不符標准。
2、鑄件內部有氣孔、縮孔、夾渣等。
3、對試樣處理方法不對等。
4、鑄件結構不合理,限制了鑄件達到標准。
5、熔煉工藝不當。
排除措施
1、配料熔化要嚴格控制化學成分及雜質含量。
2、嚴格遵守熔煉工藝。
3、按要求做試樣,在生產中要定期對鑄件進行工藝性試驗。
4、嚴格控制合金熔煉溫度和澆注溫度,盡量消除合金形成氧化物的各種因素。
㈣ 如何分析壓鑄模溫機常見的問題
一、壓鑄模溫機不加熱問題,不加熱這種情況的常見原因有:
1、加熱電路跳閘,這種情況下一定要仔細檢查線路,加熱電路出現跳閘是因為出現短路、過流等情況,不能在沒有檢查清楚的情況下再次合閘,以免出現燒壞元氣件等更大的問題。應該用萬用表分段檢查,找出故障點,在排除故障後再進行合閘。
2、由於出現短路或者受到電壓沖擊等原因引發過流保護繼電器動作。檢查故障的具體原因,復位過流保護裝置。
3、加熱器燒斷。這是最簡單的情況,電阻有某兩相之間無窮大就知道了。
4、接觸器壞掉或者被強制。在控制電壓加在接觸器上時,接觸器不動作,或者始終處於一種狀態,這時需要觀察接觸器的狀態是在O還是l,注意上電後的狀態,藉此來判斷接觸器的情況。
二、壓鑄模溫機加熱溫度升不上去或不穩定,導致這種情況產生的原因有:
1、液位感測器有問題。例如:如果液位感測器卡在下限位置或者浮球破裂導致補水閥常開,不停地往水箱中補水,就可能導致該類故障的產生。
2、溫度控制器損壞。例如SINGAL控制器的輸出控制為繼電器輸出,繼電器的動作壽命有限,或者說電路板由於進水等情況導致電路板的損壞。以前在維修過程中都遇到過這種情況
3、SSR有部分損壞。在前面提到歐能內置模溫機的例子中,由於模溫機加熱器控制的SSR有一相的通路被燒斷,所以始終只有220V的電壓,溫度始終在30多度上不來。
4、熱電偶損壞或者接觸不良。這種情況下,由於熱電偶的損壞或者接觸不良導致溫度為一固定值或者溫度顯示變化區間很大,忽高忽低,導致加熱輸出控制濕亂。
希望可以幫到您
㈤ 壓鑄模的性能要求,壓鑄模都有什麼樣的性能要求呢
綜合鋁抄合金壓鑄模的工作環境和失效分析,對鋁合金壓鑄模提出以下性能要求。(1)具有耐急熱疲勞性能(2)具有良好的可鍛性和切削性能(3)高溫下具有較高的紅硬性、高溫強度、高溫硬度、抗回火穩定性(4)耐液態金屬沖蝕性能(5)較高的耐熱性和高的導熱性(6)具有高的耐磨性和耐腐蝕性(7)具有足夠的高溫抗氧化性(8)具有良好的淬透性和較小的熱處理變形率(9)膨脹系數小僅參考鑄業網
㈥ 壓鑄模表面現裂紋是怎麼回事
一、在模具加工製造過程中
1、毛坯鍛造質量問題
有些模具只生產了幾百件就出現裂紋,而且裂紋發展很快。有可能是鍛造時只保證了外型尺寸,而鋼材中的樹枝狀晶體、夾雜碳化物、縮孔、氣泡等疏鬆缺陷沿加工方法被延伸拉長,形成流線,這種流線對以後的最後的淬火變形、開裂、使用過程中的脆裂、失效傾向影響極大。
2、在車、銑、刨等終加工時產生的切削應力,這種應力可通過中間退火來消除。
3、淬火鋼磨削時產生磨削應力,磨削時產生摩擦熱,產生軟化層、脫碳層,降低了熱疲勞強度,容易導致熱裂、早期裂紋。對H13鋼在精磨後,可採取加熱至510-570℃,以厚度每25mm保溫一小時進行消除應力退火。
4、電火花
加工產生應力。模具表面產生一層富集電極元素和電介質元素的白亮層,又硬又脆,這一層本身會有裂紋,有應力。電火花加工時應採用高的頻率,使白亮層減到最小,必須進行拋光方法去除,並進行回火處理,回火在三級回火溫度進行。
二、在壓鑄生產過程中
1、模溫
模具在生產前應預熱到一定的溫度,否則當高溫金屬液充型時產生激冷,導致模具內外層溫度梯度增大,形成熱應力,使模具表面龜裂,甚至開裂。
在生產過程中,模溫不斷升高,當模溫過熱時,容易產生粘模,運動部件失靈而導致模具表面損傷。
應設置冷卻溫控系統,保持模具工作溫度在一定的范圍內。
2、充型
金屬液以高壓、高速充型,必然會對模具產生激烈的沖擊和沖刷,因而產生機械應力和熱應力。在沖擊過程中,金屬液、雜質、氣體還會與模具表面產生復雜的化學作用,並加速腐蝕和裂紋的產生。當金屬液裹有氣體時,會在型腔中低壓區先膨脹,當氣體壓力升高時,產生內向爆破,扯拉出型腔表面的金屬質點而造成損傷,因氣蝕而產生裂紋。
3、生產過程
在每一個壓鑄件生產過程中,由於模具與金屬液之間的熱交換,使模具表面產生周期性溫度變化,引起周期性的熱膨脹和收縮,產生周期性熱應力。如澆注時模具表面因升溫受到壓應力,而開模頂出鑄件後,模具表面因降溫受到拉應力。當這種交變應力反復循環時,使模具內部積累的應力越來越大,當應力超過材料的疲勞極限時,模具表面產生裂紋。
三、模具處理過程中
熱處理不當,會導致模具開裂而過早報廢,特別是只採用調質,不進行淬火,再進行表面氮化工藝,在壓鑄幾千模次後會出現表面龜裂和開裂。
鋼淬火時產生應力,是冷卻過程中的熱應力與相變時的組織應力疊加的結果,淬火應力是造成變形、開裂的原因,固必須進行回火來消除應力。
㈦ 壓鑄生產的失效形式都有哪些
壓鑄生產的失效形式:1、損壞
壓鑄生產時,模具反復受激冷激熱的作用,成型表面與其內部產生變形,相互牽扯而出現反復循環的熱應力,導致組織結構二損傷和喪失韌性,引發微裂紋的出現,並繼續擴展,一旦裂紋擴大,還有熔融的金屬液擠入,加上反復的機械應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熱。另外,在壓鑄生產過程中模具必須保持在一定的工作溫度范圍中,以免出現早期龜裂失效。同時,要確保模具投產前和製造中的內因不發生問題。因實際生產中,多數的模具失效是熱疲勞龜裂失效。
2、碎裂
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,或是成型的清角處均會最先出現細微裂紋,當晶界存在脆性相或晶粒粗大時,即容易斷裂。而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磨光,即使它在澆注系統部位,也必須打光。另外要求所使用的模具材料的強度高、塑性好、沖擊韌性和斷裂韌性均好。
3、溶蝕
前面已講過,常用的壓鑄合金有鋅合金、鋁合金、鎂合金和銅合金,也有純鋁壓鑄的,Zn、Al、Mg是較活潑的金屬元素,它們與模具材料有較好的親和力,特別是Al易咬模。當模具硬度較高時,則抗蝕性較好,而成型表面若有軟點,則對抗蝕性不利。
致使模具失效的因素很多,既有外因(例澆鑄溫度高低、模具是否經預熱、水劑塗料噴塗量的多少、壓鑄機噸位大小是否匹配、壓鑄壓力過高、內澆口速度過快、冷卻水開啟未與壓鑄生產同步、鑄件材料的種類及成分Fe的高低、鑄件尺寸形狀、壁厚大小、塗料類型等等)。也有內因(例模具本身材質的冶金質量、坯料的鍛制工藝、模具結構設計的合理性、澆注系統設計的合理性、模具機(電加工)加工時產生的內應力、模具的熱處理工藝、包括各種配合精度和光潔度要求等)。模具若出現早期失效,則需找出是哪些內因或外因,以便今後改進。但在實際生產中,溶蝕僅是模具的局部地方,例內澆口直接沖刷的部位(型芯、型腔)易出現溶蝕現象,以及硬度偏軟處易出現鋁合金的粘模。
壓鑄是一種金屬鑄造工藝,其特點是利用模具內腔對融化的金屬施加高壓。模具通常是用強度更高的合金加工而成的,這個過程有些類似注塑成型。大多數壓鑄鑄件都是不含鐵的,例如鋅、銅、鋁、鎂、鉛、錫以及鉛錫合金以及它們的合金。根據壓鑄類型的不同,需要使用冷室壓鑄機或者熱室壓鑄機。
㈧ 壓鑄模具失效的形式有哪幾種
實際生產中,模具失效主要有三種形式:①熱疲勞龜裂損壞失效;②碎裂失效;③溶蝕失效。
致使模具失效的因素很多,既有外因(例澆鑄溫度高低、模具是否經預熱、水劑塗料噴塗量的多少、壓鑄機噸位大小是否匹配、壓鑄壓力過高、內澆口速度過快、冷卻水開啟未與壓鑄生產同步、鑄件材料的種類及成分Fe的高低、鑄件尺寸形狀、壁厚大小、塗料類型等等)。也有內因(例模具本身材質的冶金質量、坯料的鍛制工藝、模具結構設計的合理性、澆注系統設計的合理性、模具機(電加工)加工時產生的內應力、模具的熱處理工藝、包括各種配合精度和光潔度要求等)。模具若出現早期失效,則需找出是哪些內因或外因,以便今後改進。
①模具熱疲勞龜裂失效,壓鑄生產時,模具反復受激冷激熱的作用,成型表面與其內部產生變形,相互牽扯而出現反復循環的熱應力,導致組織結構二損傷和喪失韌性,引發微裂紋的出現,並繼續擴展,一旦裂紋擴大,還有熔融的金屬液擠入,加上反復的機械應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熱。另外,在壓鑄生產過程中模具必須保持在一定的工作溫度范圍中,以免出現早期龜裂失效。同時,要確保模具投產前和製造中的內因不發生問題。因實際生產中,多數的模具失效是熱疲勞龜裂失效。
②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,或是成型的清角處均會最先出現細微裂紋,當晶界存在脆性相或晶粒粗大時,即容易斷裂。而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磨光,即使它在澆注系統部位,也必須打光。另外要求所使用的模具材料的強度高、塑性好、沖擊韌性和斷裂韌性均好。
③熔融失效,前面已講過,常用的壓鑄合金有鋅合金、鋁合金、鎂合金和銅合金,也有純鋁壓鑄的,Zn、Al、Mg是較活潑的金屬元素,它們與模具材料有較好的親和力,特別是Al易咬模。當模具硬度較高時,則抗蝕性較好,而成型表面若有軟點,則對抗蝕性不利。但在實際生產中,溶蝕僅是模具的局部地方,例內澆口直接沖刷的部位(型芯、型腔)易出現溶蝕現象,以及硬度偏軟處易出現鋁合金的粘模。
由於壓鑄工藝的特點,正確選用各工藝參數是獲得優質鑄件的決定因素,而模具又是能夠正確選擇和調整各工藝參數的前提,模具設計實質上就是對壓鑄生產中可能出現的各種因素預計的綜合反映。如若模具設計合理,則在實際生產中遇到的問題少,鑄件下機合格率高。反之,模具設計不合理,例一鑄件設計時動定模的包裹力基本相同,而澆注系統大多在定模,且放在壓射後沖頭不能送料的灌南壓鑄機上生產,無法正常生產,鑄件一直粘在定模上。
盡管定模型腔的光潔度打得很光,因型腔較深,仍出現粘在定模上的現象。所以在模具設計時,必須全面分析鑄件的結構,熟悉壓鑄機的操作過程,要了解壓鑄機及工藝參數得以調整的可能性,掌握在不同情況下的充填特性,並考慮模具加工的方法、鑽眼和固定的形式後,才能設計出切合實際、滿足生產要求的模具。剛開始時已講過,金屬液的充型時間極短,金屬液的比壓和流速很高,這對壓鑄模來說工作條件極其惡劣,再加上激冷激熱的交變應力的沖擊作用,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計和製造,在正常使用的條件下,結合良好的維護保養下出現的自然損壞,在不能再修復而報廢前,所壓鑄的模數(包括壓鑄生產中的廢品數)。
㈨ 壓鑄成型中應該注意哪些問題
壓鑄
壓鑄是鑄造模鍛的一種方法。 壓鑄模鍛工藝是一種在專用的壓鑄模鍛機上完成的工藝。它的基本工藝過程是:金屬液先低速或高速鑄造充型進模具的型腔內,模具有活動的型腔面,它隨著金屬液的冷卻過程加壓鍛造,既消除毛坯的縮孔縮松缺陷,也使毛坯的內部組織達到鍛態的破碎晶粒。毛坯的綜合機械性能得到顯著的提高。另外,該工藝生產出來的毛坯,外表面光潔度達到7級(Ra1.6),如冷擠壓工藝或機加工出來的表面一樣,有金屬光澤。所以,我們將壓鑄模鍛工藝稱為「極限成形工藝」,比「無切削、少餘量成形工藝」更進了一步。 壓鑄模鍛工藝還有一個優勢特點是,除了能生產傳統的鑄造材料外,它還能用變形合金、鍛壓合金,生產出結構很復雜的零件。這些合金牌號包括:硬鋁超硬鋁合金、鍛鋁合金,如LY11、LY12、6061、6063、LYC、LD等)。這些材料的抗拉強度,比普通鑄造合金高近一倍,對於鋁合金汽車輪轂、車架等希望用更高強度耐沖擊材料生產的部件,有更積極的意義。
一、 壓鑄簡介 壓力鑄造簡稱壓鑄,是一種將熔融合金液倒入壓室內,以高速充填鋼制模具的型腔,並使合金液在壓力下凝固而形成鑄件的鑄造方法。 壓鑄區別於其它鑄造方法的主要特點是高壓和高速。①金屬液是在壓力下填充型腔的,並在更高的壓力下結晶凝固,常見的壓力為15—100MPa。②金屬液以高速充填型腔,通常在10—50米/秒,有的還可超過80米/秒,(通過內澆口導入型腔的線速度—內澆口速度),因此金屬液的充型時間極短,約0.01—0.2秒(須視鑄件的大小而不同)內即可填滿型腔。 壓鑄機、壓鑄合金與壓鑄模具是壓鑄生產的三大要素,缺一不可。所謂壓鑄工藝就是將這三大要素有機地加以綜合運用,使能穩定地有節奏地和高效地生產出外觀、內在質量好的、尺寸符合圖樣或協議規定要求的合格鑄件,甚至優質鑄件。 1、 壓鑄機 (1) 壓鑄機的分類 壓鑄機按壓室的受熱條件可分為熱壓室與冷壓室兩大類。而按壓室和模具安放位置的不同,冷室壓鑄機又可分為立式、卧式和全立式三種形式的壓鑄機。 熱室 壓鑄機 立式 冷室 卧室 全立式 (2) 壓鑄機的主要參數 a合型力(鎖模力) (千牛)——KN b壓射力 (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、Cu)———Kg l壓室內徑(Ф)————mm m空循環周期———s n鑄件在分型面上的各種比壓條件下的投影面積 註:還應有動型板、定型板的安裝尺寸圖等。 2、 壓鑄合金 壓鑄件所採用的合金主要是有色合金,至於黑色金屬(鋼、鐵等)由於模具材料等問題,目前較少使用。而有色合金壓鑄件中又以鋁合金使用較廣泛,鋅合金次之。 下面簡單介紹一下壓鑄有色金屬的情況。 (1)、壓鑄有色合金的分類 受阻收縮 混合收縮 自由收縮 鉛合金 -----0.2-0.3% 0.3-0.4% 0.4-0.5% 低熔點合金 錫合金 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 鎂合金----0.5-0.7% 0.7-0.9% 0.9-1.1% 銅合金 (2)、各類壓鑄合金推薦的澆鑄溫度 合金種類 鑄件平均壁厚≤3mm 鑄件平均壁厚>3mm 結構簡單 結構復雜 結構簡單 結構復雜
鋁合金 鋁硅系 610-650℃ 640-680℃ 600-620℃ 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℃
鋅合金 420-440℃ 430-450℃ 400-420℃ 420-440℃
鎂合金 640-680℃ 660-700℃ 640-670℃ 650-690℃
銅合金 普通黃銅 910-930℃ 940-980℃ 900-930℃ 900-950℃
硅黃銅 900-920℃ 930-970℃ 910-940℃ 910-940℃
注 註:①澆鑄溫度一般以保溫爐的金屬液的溫度來計量。 ②鋅合金的澆鑄溫度不能超過450℃,以免晶粒粗大。 二、 壓鑄模 壓鑄模是壓鑄生產三大要素之一,結構正確合理的模具是壓鑄生產能否順利進行的先決條件,並在保證鑄件質量方面(下機合格率)起著重要的作用。 由於壓鑄工藝的特點,正確選用各工藝參數是獲得優質鑄件的決定因素,而模具又是能夠正確選擇和調整各工藝參數的前提,模具設計實質上就是對壓鑄生產中可能出現的各種因素預計的綜合反映。如若模具設計合理,則在實際生產中遇到的問題少,鑄件下機合格率高。反之,模具設計不合理,例一鑄件設計時動定模的包裹力基本相同,而澆注系統大多在定模,且放在壓射後沖頭不能送料的灌南壓鑄機上生產,無法正常生產,鑄件一直粘在定模上。盡管定模型腔的光潔度打得很光,因型腔較深,仍出現粘在定模上的現象。所以在模具設計時,必須全面分析鑄件的結構,熟悉壓鑄機的操作過程,要了解壓鑄機及工藝參數得以調整的可能性,掌握在不同情況下的充填特性,並考慮模具加工的方法、鑽眼和固定的形式後,才能設計出切合實際、滿足生產要求的模具。 剛開始時已講過,金屬液的充型時間極短,金屬液的比壓和流速很高,這對壓鑄模來說工作條件極其惡劣,再加上激冷激熱的交變應力的沖擊作用,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計和製造,在正常使用的條件下,結合良好的維護保養下出現的自然損壞,在不能再修復而報廢前,所壓鑄的模數(包括壓鑄生產中的廢品數)。 實際生產中,模具失效主要有三種形式:①熱疲勞龜裂損壞失效;②碎裂失效;③溶蝕失效。 致使模具失效的因素很多,既有外因(例澆鑄溫度高低、模具是否經預熱、水劑塗料噴塗量的多少、壓鑄機噸位大小是否匹配、壓鑄壓力過高、內澆口速度過快、冷卻水開啟未與壓鑄生產同步、鑄件材料的種類及成分Fe的高低、鑄件尺寸形狀、壁厚大小、塗料類型等等)。也有內因(例模具本身材質的冶金質量、坯料的鍛制工藝、模具結構設計的合理性、澆注系統設計的合理性、模具機(電加工)加工時產生的內應力、模具的熱處理工藝、包括各種配合精度和光潔度要求等)。 模具若出現早期失效,則需找出是哪些內因或外因,以便今後改進。 ① 模具熱疲勞龜裂失效 壓鑄生產時,模具反復受激冷激熱的作用,成型表面與其內部產生變形,相互牽扯而出現反復循環的熱應力,導致組織結構二損傷和喪失韌性,引發微裂紋的出現,並繼續擴展,一旦裂紋擴大,還有熔融的金屬液擠入,加上反復的機械應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熱。另外,在壓鑄生產過程中模具必須保持在一定的工作溫度范圍中,以免出現早期龜裂失效。同時,要確保模具投產前和製造中的內因不發生問題。因實際生產中,多數的模具失效是熱疲勞龜裂失效。 ② 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,或是成型的清角處均會最先出現細微裂紋,當晶界存在脆性相或晶粒粗大時,即容易斷裂。而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磨光,即使它在澆注系統部位,也必須打光。另外要求所使用的模具材料的強度高、塑性好、沖擊韌性和斷裂韌性均好。③熔融失效 前面已講過,常用的壓鑄合金有鋅合金、鋁合金、鎂合金和銅合金,也有純鋁壓鑄的,Zn、Al、Mg是較活潑的金屬元素,它們與模具材料有較好的親和力,特別是Al易咬模。當模具硬度較高時,則抗蝕性較好,而成型表面若有軟點,則對抗蝕性不利。但在實際生產中,溶蝕僅是模具的局部地方,例內澆口直接沖刷的部位(型芯、型腔)易出現溶蝕現象,以及硬度偏軟處易出現鋁合金的粘模。 壓鑄生產中常遇模具存在的問題注意點: 1、 澆注系統、排溢系統 例(1)對於冷室卧式壓鑄機上模具直澆道的要求: ① 壓室內徑尺寸應根據所需的比壓與壓室充滿度來選定,同時,澆口套的內徑偏差應比壓室內徑的偏差適當放大幾絲,從而可避免因澆口套與壓室內徑不同軸而造成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小於壓射沖頭的送出引程,以便塗料從壓室中脫出。 ② 壓室與澆口套的內孔,在熱處理後應精磨,再沿軸線方向進行研磨,其表面粗糙≤Ra0.2μm。 ③ 分流器與形成塗料的凹腔,其凹入深度等於橫澆道深度,其直徑配澆口套內徑,沿脫模方向有5°斜度。當採用塗導入式直澆道時,因縮短了壓室有效長度的容積,可提高壓室的充滿度。 (2)對於模具橫澆道的要求 ① 冷卧式模具橫澆道的入口處一般應位於壓室上部內徑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,提前開始凝固。 ② 橫澆道的截面積從直澆道起至內澆口應逐漸減小,為出現截面擴大,則金屬液流經時會出現負壓,易吸入分型面上的氣體,增加金屬液流動中的渦流裹氣。一般出口處截面比進口處小10-30%。 ③ 橫澆道應有一定的長度和深度。保持一定長度的目的是起穩流和導向的作用。若深度不夠,則金屬液降溫快,深度過深,則因冷凝過慢,既影響生產率又增加回爐料用量。 ④ 橫澆道的截面積應大於內澆口的截面積,以保證金屬液入型的速度。主橫澆道的截面積應大於各分支橫澆道的截面積。 ⑤ 橫澆道的底部兩側應做成圓角,以免出現早期裂紋,二側面可做出5°左右的斜度。橫澆道部位的表面粗糙度≤Ra0.4μm。 (3)內澆口 ① 金屬液入型後不應立即封閉分型面,溢流槽和排氣槽不宜正面沖擊型芯。金屬液入型後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。 ② 選擇內澆口位置時,盡可能使金屬液流程最短。採用多股內澆口時,要防止入型後幾股金屬液匯合、相互沖擊,從而產生渦流包氣和氧化夾雜等缺陷。 ③ 薄壁件的內澆口厚件要適當小些,以保證必要的填充速度,內澆口的設置應便於切除,且不使鑄件本體有缺損(吃肉)。 (4)溢流槽 ① 溢流槽要便於從鑄件上去除,並盡量不損傷鑄件本體。 ② 溢流槽上開設排氣槽時,需注意溢流口的位置,避免過早阻塞排氣槽,使排氣槽不起作用。 ③ 不應在同一個溢流槽上開設幾個溢流口或開設一個很寬很厚的溢流口,以免金屬液中的冷液、渣、氣、塗料等從溢流槽中返回型腔,造成鑄件缺陷。 2、 鑄造圓角(包括轉角) 鑄件圖上往往註明未注圓角R2等要求,我們在開制模具時切忌忽視這些未註明圓角的作用,決不可做成清角或過小的圓角。鑄造圓角可使金屬液填充順暢,使腔內氣體順序排出,並可減少應力集中,延長模具使用壽命。(鑄件也不易在該處出現裂紋或因填充不順而出現各種缺陷)。例標准油盤模上清角處較多,相對來說,目前兄弟油盤模開的最好,重機油盤的也較多。 3、 脫模斜度 在脫模方向嚴禁有人為造成的側凹(往往是試模時鑄件粘在模內,用不正確的方法處理時,例鑽、硬鑿等使局部凹入)。 4、 表面粗糙度 成型部位、澆注系統均應按要求認真打光,應順著脫模方向打光。由於金屬液由壓室進入澆注系統並填滿型腔的整個過程僅0.01-0.2秒的時間。為了減少金屬液流動的阻力,盡可能使壓力損失少,都需要流過表面的光潔度高。同時,澆注系統部位的受熱和受沖蝕的條件較惡劣,光潔度越差則模具該處越易損傷。 5、 模具成型部位的硬度 鋁合金:HRC46°左右 銅:HRC38°左右 加工時,模具應盡量留有修復的餘量,做尺寸的上限,避免焊接。 壓鑄模具組裝的技術要求: 1、 模具分型面與模板平面平行度的要求。 2、 導柱、導套與模板垂直度的要求。 3、 分型面上動、定模鑲塊平面與動定模套板高出0.1-0.05mm。 4、推板、復位桿與分型面平齊,一般推桿凹入0.1mm或根據用戶要求。 5、模具上所有活動部位活動可靠,無呆滯現象pin無串動。 6、滑塊定位可靠,型芯抽出時與鑄件保持距離,滑塊與塊合模後配合部位2/3以上。 7、澆道粗糙度光滑,無縫。 8、合模時鑲塊分型面局部間隙<0.05mm。 9、冷卻水道暢通,進出口標志。 10、成型表面粗糙度Rs=0.04,無微傷
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