1.壓鑄模的使用特點
在壓鑄過程中,壓鑄模的成形零件工作條件極其惡劣,它們經受機械磨蝕、化學侵蝕和熱疲勞的反復作用。
1) 金屬液在高壓、高速下進入型腔,對模具成形零件的表面產生激烈的摩擦和沖擊,使模具表面產生侵蝕和磨損。
2) 金屬液在澆注過程中難免有熔渣帶入,熔渣對成形零件表面產生復雜的化學作用,如銅合金中的鋅較快地擴散到模具表面,形成一種較脆的化合物,鋁和鐵的化合物像尖劈一樣,加速了裂紋的形成和發展。
3) 熱應力是模具成形零件表面產生裂紋的主要原因。在生產每一個壓鑄件過程中,成形件表面除了受到金屬液的高速、高壓沖刷外,還存在著吸收金屬在凝固過程中放出的熱量,產生了熱交換。此外由于模具材料熱傳導的關系,使成形件表面層溫度急劇上升,與內部產生很大的溫差,從而產生內應力。當金屬液充填型腔時,型腔表層首先達到高溫而膨脹,而內層模溫較低,相對的膨脹量小,使表層產生壓應力。開模后,型腔表面與空氣接觸,受到壓縮空氣及涂料的激冷而產生拉應力。這種交變應力隨著生產的延續而增長,當超過模具材料的疲勞極限時,使表面層產生塑性變形,在晶界處產生裂紋。
為了保持型面的耐用,要求型面具有熱疲勞性能、耐磨損、不粘模、易脫件。所以對成形零件采用了目前應用較好的4Cr5MoSiV1(H13)材料制造。成形零件的表面加工得比較光,尤其是對型腔的表面,常經過拋光加工,一般為Ra≦0.4μm。
2. 合金熔液溫度
為了能更好地填充到壓鑄模所有凹孔和深處,保證金屬流動時彼此融和,在使用壓鑄模時,應正確選擇金屬的澆注溫度。合金壓鑄液體溫度
材料名稱 壓鑄液體溫度/℃
鋅合金 420-500
鋁合金 620-680
鎂合金 700-740
銅鋅合金 850-960
壓鑄合金溫選用原則:
1) 澆入的金屬溫度越低,壓鑄模壽命越長;
2) 用低溫壓鑄,才有可能排氣槽深度增大而無金屬液濺出的危險;
3) 采用低溫能減少壓室與頂桿嚙緊的機會;
4) 采用低溫能減少鑄件中的收縮孔和裂紋的產生。
總之,在工藝條件允許的情況下,壓鑄合金溫度,選用低溫為好。
3. 模具工作溫度
壓鑄模的工作溫度根據其壓鑄合金而異,下面為推薦值,供選用。
模具名稱 工作溫度/℃
鋅合金模具 150-180
鋁合金模具 180-225
鎂合金模具 200-250
銅鋅合金模具 300
壓鑄模工作溫度的選擇原則:
1) 模具溫度過低,鑄件內部結構疏松,空氣排出困難,難以成型;
2) 模具溫度過高,鑄件內部結構致密,但鑄件易“焊”附于模腔中,粘模不易卸出鑄件。同時過高的溫度會使模體本身膨脹,影響鑄件尺寸精度。
3) 模具溫度應選擇在合適的范圍內,一般經試驗合適后,恒溫控制為好。
4. 壓鑄模的潤滑
1) 潤滑的目的:潤滑作為壓鑄模和壓鑄件的分型劑,便于卸件;作為壓鑄模和壓機的活動部分的潤滑劑,減少摩擦,提高使用壽命;此外,還可作為壓鑄模的冷卻劑,并降低模具由于長期工作的熱疲勞,延長了模具壽命。
2) 潤滑劑的要求:對于潤滑劑應滿足如下需要:
a. 不能使壓鑄件在型腔中粘附;
b. 不能腐蝕模具型面鋼料;
c. 不能產生有毒氣體;
d. 在受熱時不能產生灰渣;
e. 潤滑后應均勻貼附在型腔及工作表面而不被高壓金屬沖走;
f. 價格比較便宜。
3) 潤滑劑的配制(質量分數)
a. 全損耗系統用油85%-90%+石墨10%-15%
b. 重油100%
c. 石蠟30%+黃蠟30%+凡士林油14%+石墨26%
d. 石墨25%+甘油20%+水玻璃5%+水50%
4) 使用潤滑劑時應注意的事項:
a. 潤滑劑可用于型腔及可動部分表面上;
b. 潤滑劑噴量每次要少,而且要均勻,噴涂后最好在型面上形成一層薄膜。
5.壓鑄模的調整內容
壓鑄模制造完成以后,要經過試模調整,選擇正確的壓鑄條件,才能達到穩定的壓鑄出合格的鑄件。
試模前,試模人員應做到對壓鑄用合金原材料進行檢查,了解合金材料的特點和壓鑄特性;還應了解模具結構、壓鑄機的性能、壓鑄條件及操作方法。
正確選擇壓鑄成形條件,是試模調整的關鍵。常常遇到即使模具的設計與制造都正確,由于壓鑄成形條件選擇不當,同樣壓不出合格的鑄件。相反,在某些情況下,可借助于調整壓鑄成形條件,克服模具的不足之處,壓出了合格的鑄件。為此,試模人員必須熟悉各項壓鑄成形條件的作用及相互關系、模具動作原理,才能正確地選擇和合理地調整各項壓鑄成形條件。
壓鑄成形條件調整的內容有:材料熔融溫度、壓射時模具溫度及熔液溫度;壓鑄機的注射壓力、鎖模力、開模力的確定及根據制件情況所需的壓射比壓、壓射速度大小等。最后對壓鑄成的制品狀況要進行修整才能獲得完善的制件。
在壓鑄過程中,壓鑄模的成形零件工作條件極其惡劣,它們經受機械磨蝕、化學侵蝕和熱疲勞的反復作用。
1) 金屬液在高壓、高速下進入型腔,對模具成形零件的表面產生激烈的摩擦和沖擊,使模具表面產生侵蝕和磨損。
2) 金屬液在澆注過程中難免有熔渣帶入,熔渣對成形零件表面產生復雜的化學作用,如銅合金中的鋅較快地擴散到模具表面,形成一種較脆的化合物,鋁和鐵的化合物像尖劈一樣,加速了裂紋的形成和發展。
3) 熱應力是模具成形零件表面產生裂紋的主要原因。在生產每一個壓鑄件過程中,成形件表面除了受到金屬液的高速、高壓沖刷外,還存在著吸收金屬在凝固過程中放出的熱量,產生了熱交換。此外由于模具材料熱傳導的關系,使成形件表面層溫度急劇上升,與內部產生很大的溫差,從而產生內應力。當金屬液充填型腔時,型腔表層首先達到高溫而膨脹,而內層模溫較低,相對的膨脹量小,使表層產生壓應力。開模后,型腔表面與空氣接觸,受到壓縮空氣及涂料的激冷而產生拉應力。這種交變應力隨著生產的延續而增長,當超過模具材料的疲勞極限時,使表面層產生塑性變形,在晶界處產生裂紋。
為了保持型面的耐用,要求型面具有熱疲勞性能、耐磨損、不粘模、易脫件。所以對成形零件采用了目前應用較好的4Cr5MoSiV1(H13)材料制造。成形零件的表面加工得比較光,尤其是對型腔的表面,常經過拋光加工,一般為Ra≦0.4μm。
2. 合金熔液溫度
為了能更好地填充到壓鑄模所有凹孔和深處,保證金屬流動時彼此融和,在使用壓鑄模時,應正確選擇金屬的澆注溫度。合金壓鑄液體溫度
材料名稱 壓鑄液體溫度/℃
鋅合金 420-500
鋁合金 620-680
鎂合金 700-740
銅鋅合金 850-960
壓鑄合金溫選用原則:
1) 澆入的金屬溫度越低,壓鑄模壽命越長;
2) 用低溫壓鑄,才有可能排氣槽深度增大而無金屬液濺出的危險;
3) 采用低溫能減少壓室與頂桿嚙緊的機會;
4) 采用低溫能減少鑄件中的收縮孔和裂紋的產生。
總之,在工藝條件允許的情況下,壓鑄合金溫度,選用低溫為好。
3. 模具工作溫度
壓鑄模的工作溫度根據其壓鑄合金而異,下面為推薦值,供選用。
模具名稱 工作溫度/℃
鋅合金模具 150-180
鋁合金模具 180-225
鎂合金模具 200-250
銅鋅合金模具 300
壓鑄模工作溫度的選擇原則:
1) 模具溫度過低,鑄件內部結構疏松,空氣排出困難,難以成型;
2) 模具溫度過高,鑄件內部結構致密,但鑄件易“焊”附于模腔中,粘模不易卸出鑄件。同時過高的溫度會使模體本身膨脹,影響鑄件尺寸精度。
3) 模具溫度應選擇在合適的范圍內,一般經試驗合適后,恒溫控制為好。
4. 壓鑄模的潤滑
1) 潤滑的目的:潤滑作為壓鑄模和壓鑄件的分型劑,便于卸件;作為壓鑄模和壓機的活動部分的潤滑劑,減少摩擦,提高使用壽命;此外,還可作為壓鑄模的冷卻劑,并降低模具由于長期工作的熱疲勞,延長了模具壽命。
2) 潤滑劑的要求:對于潤滑劑應滿足如下需要:
a. 不能使壓鑄件在型腔中粘附;
b. 不能腐蝕模具型面鋼料;
c. 不能產生有毒氣體;
d. 在受熱時不能產生灰渣;
e. 潤滑后應均勻貼附在型腔及工作表面而不被高壓金屬沖走;
f. 價格比較便宜。
3) 潤滑劑的配制(質量分數)
a. 全損耗系統用油85%-90%+石墨10%-15%
b. 重油100%
c. 石蠟30%+黃蠟30%+凡士林油14%+石墨26%
d. 石墨25%+甘油20%+水玻璃5%+水50%
4) 使用潤滑劑時應注意的事項:
a. 潤滑劑可用于型腔及可動部分表面上;
b. 潤滑劑噴量每次要少,而且要均勻,噴涂后最好在型面上形成一層薄膜。
5.壓鑄模的調整內容
壓鑄模制造完成以后,要經過試模調整,選擇正確的壓鑄條件,才能達到穩定的壓鑄出合格的鑄件。
試模前,試模人員應做到對壓鑄用合金原材料進行檢查,了解合金材料的特點和壓鑄特性;還應了解模具結構、壓鑄機的性能、壓鑄條件及操作方法。
正確選擇壓鑄成形條件,是試模調整的關鍵。常常遇到即使模具的設計與制造都正確,由于壓鑄成形條件選擇不當,同樣壓不出合格的鑄件。相反,在某些情況下,可借助于調整壓鑄成形條件,克服模具的不足之處,壓出了合格的鑄件。為此,試模人員必須熟悉各項壓鑄成形條件的作用及相互關系、模具動作原理,才能正確地選擇和合理地調整各項壓鑄成形條件。
壓鑄成形條件調整的內容有:材料熔融溫度、壓射時模具溫度及熔液溫度;壓鑄機的注射壓力、鎖模力、開模力的確定及根據制件情況所需的壓射比壓、壓射速度大小等。最后對壓鑄成的制品狀況要進行修整才能獲得完善的制件。