压铸模具是铸造金属零部件的一种工具, 一种在专用的压铸模锻机上完成压铸工艺的工具。压铸的基本工艺过程是:金属液先低速或高速铸造充型进模具的型腔内,模具备活动的型腔面,它伴随金属液的冷却过程加压锻造,既消除毛坯的缩孔缩松缺点,也使毛坯的内部组织达到锻态的破碎晶粒。毛坯的综合机械性能得到显著的提升。
压铸材料、压铸机、模具是压铸生产的三大要点,缺一不可。所谓压铸工艺就是将这三大要点有机地加以综合运用,使能稳定地有步伐地和地生产出外观、内在水平好的、尺寸符合图样或协议规定需要的合格铸件,甚至铸件的过程。
2容易见到材质压铸件所使用的合金主如果有色合金,至于黑色金属(钢、铁等)因为模具材料等问题,较少用。而有色合金压铸件中又以铝合金用较广泛,锌合金次之。 下面简单介绍一下压铸有色金属的状况。
(1)、压铸有色合金的分类 受阻缩短 混合缩短 自由缩短 铅合金 -----0.2-0.3% 0.3-0.4% 0.4-0.5% 低熔点合金 锡合金 锌合金--------0.3-0.4% 0.4-0.6% 0.6-0.8% 铝硅系--0.3-0.5% 0.5-0.7% 0.7-0.9% 压铸有色合金 铝合金 铝铜系 铝镁系---0.5-0.7% 0.7-0.9% 0.9-1.1% 高熔点合金 铝锌系镁合金----------0.5-0.7% 0.7-0.9% 0.9-1.1% 铜合金
(2)、各类压铸合金推荐的浇铸温度 合金类型 铸件平均壁厚≤3mm 铸件平均壁厚3mm 结构简单 结构复杂 结构简单 结构复杂
铝合金 铝硅系 610-650℃ 640-680℃ 600-620℃ 610-650℃
铝铜系 630-660℃ 660-700℃ 600-640℃ 630-660℃
铝镁系 640-680℃ 660-700℃ 640-670℃ 650-690℃
铝锌系 590-620℃ 620-660℃ 580-620℃ 600-650℃
锌合金 420-440℃ 430-450℃ 400-420℃ 420-440℃
镁合金 640-680℃ 660-700℃ 640-670℃ 650-690℃
铜合金 普通黄铜 910-930℃ 940-980℃ 900-930℃ 900-950℃
硅黄铜 900-920℃ 930-970℃ 910-940℃ 910-940℃
* 注:①浇铸温度一般以保温炉的金属液的温度来计量。
②锌合金的浇铸温度不可以超越450℃,以免晶粒粗大。
1、根据商品用的材料类别、商品的形状和精度等各项指标对该商品进行工艺剖析,订出工艺。
2、确定商品在模具型腔中摆设的地方,进行分型面、排溢系统和浇注系统的剖析和设计。
3、对每个活动的型芯拼装方法和固定方法进行设计。
4、抽芯距和力的设计。
5、顶出机构的设计。
6、确定压铸机,对模架和冷却系统设计。
7、核对模具和压铸机的有关尺寸,绘制模具及每个部件的工艺图。
8、设计完成。
压铸模具表面温度的控制对生产优质的压铸件来讲,是尤为重要的。不平均或不适合的压铸模具温度亦会致使铸件尺寸不稳定,在生产过程中顶出铸件变形,产生热重压、粘模、表面凹陷、内缩孔及热泡等缺点。模温差异较大时,对生产周期中的变量,如填充时间、冷却时间及喷涂时间等产生不同程度的影响。
1).冷纹:
缘由:熔汤前端的温度太低,相叠时有痕迹
改变办法:
1.检查壁厚是不是太薄(设计或制造) ,较薄的地区应直接充填
2.检查形状是不是不容易充填;距离太远、封闭地区(如鳍片(fin) 、凸起) 、被阻挡地区、圆角太小等均不容易充填.并注意是不是有肋点或冷点
3.缩短充填时间,缩短充填时间的办法
4.改变充填模式
5.提升模温的办法
6.提升熔汤温度
7.检查合金成分
8.加强逃气道可能有用
9.加真空装置可能有用
2).裂痕:
缘由:
1.缩短应力
2.顶出或整缘时受力裂开
改变方法:
1.加强圆角
2.检查是不是有热门
3.增压时间改变(冷室机)
4.增加或缩短合模时间
5.增加拔模角
6.增加顶出销
7.检查模具是不是有错位、变形
8.检查合金成分
3).气孔:
缘由:
1.空气夹杂在熔汤中
2.气体的来源:熔解时、在料管中、在模具中、离型剂
改变办法:
1.适合的慢速
2.检查流道转弯是不是圆滑,截面积是不是渐减
3.检查逃气道面积是不是够大,是不是有被阻塞,地方是不是位於后充填的地方
4.检查离型剂是不是喷太多,模温是不是太低
5.用真空
4).空蚀:
缘由:因重压忽然减小,使熔汤中的气体突然膨胀,冲击模具,导致模具损伤
改变办法:
流道截面积勿急遽变化
5).缩孔:
缘由:当金属由液态凝固为固态时所占的空间变小,若无金属补充便会形成缩孔,一般发生在较慢凝固处
改变办法:
1.增加重压
2.改变模具温度.局部冷却、喷离型剂、减少模温、.有时只不过改变缩孔地方,而非消缩孔
6).脱皮:
缘由:
1.充填模式不好的,导致熔汤重叠
2.模具变形,导致熔汤重叠
3.夹杂氧化层
改变办法:
1.提早切换为高速
2.缩短充填时间
3.改变充填模式,浇口地方,浇口速度
4.检查模具强度是不是足够
5.检查销模装置是不是好
6.检查是不是夹杂氧化层
7).波纹:
缘由:层熔汤在表面急遽冷却,第二层熔汤流过未能将层熔解,却又有足够的融合,导致组织不同
改变办法:
1.改变充填模式
2.缩短充填时间
8).流动不好的产生的孔:
缘由:熔汤流动太慢、或是太冷、或是充填模式不好的,因此在凝固的金属接合处有孔
改变办法:
1.同改变冷纹办法
2.检查熔汤温度是不是稳定
3.检查模具温充是不是稳定
9).在分模面的孔:
缘由:可能是缩孔或是气孔
改变办法:
1.如果是缩孔,减小浇口厚度或是溢流井进口厚度
2.冷却浇口
3.如果是气孔,注意排气或卷气问题
10).毛边:
缘由:
1.锁模力不足
2.模具合模不好的
3.模具强度不足
4.熔汤温度太高
11).缩陷:
缘由:缩孔发生在压件表面下面
改变办法:
1.同改变缩孔的办法
2.局部冷却
3.加热另一边
12).积碳:
缘由:离型剂或其他杂质积附在模具上.
改变办法:
1.减小离型剂喷洒量
2.升高模温
3.选择合适的离型剂
4.用软水稀释离型剂
13).冒泡:
缘由:气体卷在铸件的表面下面
改变方法:
1.降低卷气(同气孔)
2.冷却或防低模温
14).粘模:
缘由:
1.锌积附在模具表面
2.熔汤冲击模具,导致模面损毁
改变办法:
1.减少模具温度
2.减少划面粗糙度
3.加强拔模角
4.镀膜
5.改变充填模式
6.减少浇口速度
各种压铸模具表面处置新技术不断涌现,但总的来讲可以分为以下三个大类:
(1)传统热处置工艺的改进技术;
(2)表面改性技术,包含表面热扩渗处置、表面相变强化、电火花强化技术等;
(3)涂镀技术,包含化学镀等。
压铸模具是模具中的一个大类。伴随国内汽车摩托车工业的飞速进步,压铸行业迎来了进步的新时期,同时,也对压铸模具的综合力学性能、寿命等提出了更高的需要。国际模协秘书长罗百辉觉得,要满足不断提升的用法性能需要仅仅依赖新型模具材料的应用仍然非常难满足,需要将各种表面处置技术应用到压铸模具的表面处置当中才能达到对压铸模具率、高精度和高寿命的需要。在各种模具中,压铸模具的工作条件是较为苛刻的。重压铸造是使熔融金属在高压、高速下充满模具型腔而压铸成型,在工作过程中反复与炽热金属接触,因此需要压铸模具备较高的耐热疲劳、导热性耐磨性、耐蚀性、冲击韧性、红硬性、好的脱模性等。因此,对压铸模具的表面处置技术需要较高。
1、传统热处置工艺的改进技术
传统的压铸模具热处置工艺是淬火-回火,将来又进步了表面处置技术。因为可作为压铸模具的材料多种多样,同样的表面处置技术和工艺应用在不一样的材料上会产生不一样的成效。史可夫提出针对模具基材和表面处置技术的基材预处置技术,在传统工艺的基础上,对不一样的模具材料提出合适的加工工艺,从而改变模具性能,提升模具寿命。热处置技术改进的另一个进步方向,是将传统的热处置工艺与*的表面处置工艺相结合,提升压铸模具的用法寿命。如将化学热处置的办法碳氮共渗,与常规淬火、回火工艺相结合的NQN(即碳氮共渗-淬火-碳氮共渗复合强化,不但得到较高的表面硬度,而且有效硬化层深度增加、渗层硬度梯度分布合理、回火稳定性和耐蚀性提升,从而使得压铸模具在获得好心部性能的同时,表面水平和性能大幅提升。
2、表面改性技术
表面热扩渗技术
这些型中包含有渗碳、渗氮、渗硼与碳氮共渗、硫碳氮共渗等。
渗碳和碳氮共渗
渗碳工艺应用于冷、热作和塑料模具表面强化中,都能提升模具寿命。如3Cr2W8V钢制的压铸模具,先渗碳、再经1140~1150℃淬火,550℃回火两次,表面硬度可达HRC56~61,使压铸有色金属及其合金的模具寿命提升1.8~3.0倍。进行渗碳处置时,主要的工艺办法有固体粉末渗碳、气体渗碳、与真空渗碳、离子渗碳和在渗碳氛围中加入氮元素形成的碳氮共渗等。其中,真空渗碳和离子渗碳则是近20年来进步起来的技术,该技术具备渗速快、渗层均匀、碳浓度梯度平缓与工件变形小等特征,将会在模具表面特别是精密模具表面处置中发挥愈加要紧有哪些用途。
渗氮及有关的低温热扩渗技术
这些型中包含渗氮、离子渗氮、碳氮共渗、氧氮共渗、硫氮共渗与硫碳氮、氧氮硫三元共渗等办法。这类办法处置工艺方便、适应性强、扩渗温度较低一般为480~600℃、工件变形小,特别适应精密模具的表面强化,而且氮化层硬度高、耐磨性好,有较好的抗粘模性能。
3Cr2W8V钢压铸模具,经调质、520~540℃氮化后,使用年限较不氮化的模具提升2~3倍。美国用H13钢制作的压铸模具,不少都要进行氮化处置,且以渗氮代替一次回火,表面硬度高达HRC65~70,而模具心部硬度较低、韧性好,从而获得优良的综合力学性能。氮化工艺是压铸模具表面处置常见的工艺,但当氮化层出现薄而脆的白亮层时,没办法抵抗交变热应力有哪些用途,极易产生微裂纹,减少热疲劳抗力。因此,在氮化过程中,要严格控制工艺,防止脆性层的产生。海外提出使用二次和多次渗氮工艺。使用反复渗氮的方法可以分解容易在服役过程中产生微裂纹的氮化物白亮层,增加渗氮层厚度,并同时使模具表面存在非常厚的残余应力层,使模具的寿命得以明显提升。除此之外还有使用盐浴碳氮共渗和盐浴硫氮碳共渗等办法。这类工艺在海外应用较为广泛,在国内较少见。如TFI+ABI工艺,是在盐浴氮碳共渗后再于碱性氧化性盐浴中浸渍。工件表面发生氧化,呈黑色,其耐磨性、耐蚀性、耐热性均得到了改变。经此办法处置的铝合金压铸模具寿命提升数百小时。再如法国开发的硫氮碳共渗后进行氮化处置的oxynit工艺,应用于有色金属压铸模具则更具特征。
国内压铸模具近况
国内压铸模具行业飞速发展,总产量增长明显,国产压铸模具总产量仅次于美国,已经跃居*二位,成为名符其实的压铸大国。能有这样收获主要来自于国内凭着着得天独厚的广阔市场与相对低廉的资源与劳动力优势,已很明显的性价比在国际压铸件贸易市场中占据着较大优势,非常据形势来看,将来国内压铸行业进步前景十分广阔。
虽然国内的压铸模具在“十一五”期间有了重大的突破。但其国际*度排位仍然靠后,产量也日益攀升但大部分压铸模具仅供于国内的需要。因为技术的制约使得水平很难突破,同时国内的一些大型需要企业也频频向海外的压铸模具企业伸出橄榄枝,紧急的贸易逆差使得国内压铸企业步履蹒跚。
国际压铸模具近况
在国际压铸模具市场角逐日趋激烈的情境下,日本压铸模具业也在努力减少生产本钱。在市场规模上,不论产值或国内需要以日本衰退为明显。日本模具厂家在技术上较看重抛光与研磨加工制程,德国模具厂家则由提升机械加工与放电加工的精度与效率着手,以减少手工加工的时间。日本压铸模具业正渐渐将技术含量不高的模具转向人力本钱低的区域生产,只在本国生产技术含量较高的商品,日本这种加快向海外转移的趋势,这使日本本国压铸模具用量降低。
影响国内压铸模具业进步的原因剖析
制约国内压铸模具行业进步的重要原因有:,国内压铸模具在原材料的用法上面仍有很多不足之处;第二,技术的落后,是国内压铸模具产业的进步遭到了很大的妨碍;第三,国内压铸模具业的配套体系也不健全。
新型合金压铸模具商品在国内销售好,但这种现象并不是着在*销售都非常不错,海外市场的需要总是与国内有着区别。据有关专家表示,制约国内压铸模具外销的重要原因有三,,国内压铸模具在原材料的用法上仍有不少不足之处;第二,技术的落后也是国内压铸模具业进步的妨碍之一;第三,国内压铸模具业的配套体系也不健全。这类是制约国内压铸模具业进步的瓶颈所在,国内压铸模具业只有突破了这类瓶颈,在国际市场上的占有率将大有提升。
压铸与模具既有不同又有联系,压铸模具行业的诞生就是二者的结合,换句话来讲,压铸、模具、压铸模具是三个不一样的行业,其关系主要以几个方法存在:压铸、模具一体化,模具全部自己制造,也极少给别的企业做模具;专业压铸模具制造,没压铸;只有压铸,没模具制造能力。伴随产业分工的加剧,产业界限的渐渐模糊与产业交叉的进步,三个行业之间应该加大联系,互相学习,将三种行业融为一体,以“一体化”的形式存在,相信后期国内的压铸模具产业将会迎来更多更大的进步机会和空间。




