鋁合金壓鑄工藝及壓鑄模具優化分析
2024-06-14
壓鑄工藝是指利用高壓作用,將金屬液迅速添加到壓鑄模具型腔中,使金屬液冷卻凝結后生產的鑄件的工藝方式。壓鑄工藝主要包括兩種基本方法: 冷室壓鑄和熱室壓鑄。在當代工業化生產中,壓鑄工藝主要用于制造各種金屬零件,應用壓鑄工藝的生產過程很少或不需要進行金屬切削加工,生產制造工作效率高,具有顯著的經濟效益。
1.1壓鑄工藝
壓鑄工藝是指利用高壓作用,將金屬液迅速添加到壓鑄模具型腔中,使金屬液冷卻凝結后生產的鑄件的工藝方式。壓鑄工藝主要包括兩種基本方法: 冷室壓鑄和熱室壓鑄。在當代工業化生產中,壓鑄工藝主要用于制造各種金屬零件,應用壓鑄工藝的生產過程很少或不需要進行金屬切削加工,生產制造工作效率高,具有顯著的經濟效益。
1.2鋁合金型材壓鑄生產工藝
鋁合金型材壓鑄生產工藝包含壓鑄機調整、壓鑄模具組裝、磨料加熱、建筑涂裝、鎖模、澆注壓注、試壓、出模、精磨、精鑄等工序 (如圖1)。
1.3壓鑄工藝原理:
壓鑄工藝將環境溫度、工作壓力、長度、速率等工藝要素靈活運用,壓鑄速度快、效率高,在零部件生產行業具有相對優勢:
(1) 壓鑄工藝可以生產復雜的金屬零件; 熔融金屬在高壓的作用下,可以保持相對較高的流動性,因此在外觀復雜,輪廓清晰,厚壁深腔的金屬零件生產過程中,壓鑄工藝比其他加工技術應用更廣泛。
② 壓鑄件精度高,性價比高; 一般壓鑄加工精度在IT9-IT13水平,壓鑄件外觀粗糙度在Ra0.8-3.2um,零件的組織密度高,硬度和韌性都很高,互換性很好。
③ 壓鑄工藝中的材料利用率高; 由于壓鑄件的精度高,生產時只需稍加機械加工制造就可以開始安裝應用,因而材料利用率通常在六到80%,胚胎使用率甚至可以達到90% 以上。
④ 壓鑄加工工藝制造效率高;金屬液充填速度快、時間短、凝結快,壓室壓鑄機一小時壓鑄量在四百至一千次,冷壓室壓鑄機一小時壓鑄量在八十至一百次,與其他生產工藝相比,壓鑄加工工藝制造效率高,更適合批量生產。
⑤ 易于實現零件零件獨特性能試驗方案; 在壓鑄磨料設置定位機構時,可預埋鑄造預埋件,可較好地實現零件的局部特殊要求。
所有的加工工藝方法都很難做到最好,壓鑄加工工藝也不例外:
① 出氣孔和鑄件缺陷; 液態金屬迅速填充到凹模中并迅速冷卻,這個過程很短,凹模中的氣體如果不迅速排出,壓鑄將有出氣孔或空氣中氧化夾雜物存在,危害壓鑄質量。
② 成本高,不適合小批量; 壓鑄生產過程中壓鑄機、壓鑄模具、金屬液三要素缺一不可,其中壓鑄機、壓鑄模具成本高,不適合進行小批量。
③ 壓鑄鋁合金種類相對有限,壓鑄規格受到限制; 受壓鑄磨料應用環境溫度的限制,現階段可用于進行壓鑄操作的鋁合金主要包括鋁合金型材、鋅合金材料、銅鎳合金和壓鑄鋁。此外,由壓鑄機和壓鑄模具規格,不能進行大中型零件的壓鑄。
④ 磨料的使用期稍短;受技術條件限制,壓鑄磨料在使用過程中經常出現裂紋、脆斷和浸出現象,大大縮短了磨料的使用期。