倒铝锅模具是特种铸造方法中较常用的方法之一,是目前所有铸造方法中生产效率高的一种,其主要成形工艺特征是液态金属以高压高速充填压铸模的型腔,并在高压下结晶、凝固和成形。在实际的压铸生产中,由于压铸缺陷而造成的废、次品现象并不少见,因此,如何控制和防止倒铝锅模具缺陷的产生,是压铸工作者一直面临的问题。
一、倒铝锅模具缺陷的种类和特征
倒铝锅模具的缺陷多种多样,在实际生产中,不论从技术管理的角度还是从生产管理的角度讲,倒铝锅模具缺陷的分类都显得非常重要。因模具制造精度、工作时发生磨损等因素引起的尺寸类缺陷,成因简单,容易判断,在这里不再进行研究;其它常见的缺陷按其成因可分为成形类、脱模类、气孔类和金相类等四大类。影响倒铝锅模具缺陷的因素很多,除了压铸机性能、压铸模结构、压铸工艺参数和工人操作水平等直接因素外,还有生产管理、工作质量等间接因素。在诸多影响因素中,压铸工艺参数可引起各种缺陷的产生,应特别加以注意。
倒铝锅模具
二、倒铝锅模具缺陷产生的机理
倒铝锅模具在高温、高速、高压条件下成形,在理想条件下,压铸充型过程大致可分为三个阶段。可以阶段是合金液被压射入型腔,直接冲击到对面型腔,并沿边壁向各个方向迅速扩展生成壳体;第二阶段是随后进入型腔的合金液继续沉积充满型腔;第三阶段是型腔内的合金液在高压下压实冷却。但实际情况表明,由于倒铝锅模具的几何形状千差万别、合金液在型腔不同部位温度和粘度的变化等因素的影响,使得实际的充型过程比理想状态下的三阶段充填过程复杂得多,型腔的充填过程其实包含着热力学和流体力学的复合,并随充填过程中温度、速度、压力的变化呈非常复杂的流态。
在合金液被压射入型腔直接冲击对面型腔并沿边壁向各个方向迅速扩展生成壳体的过程中,存在有飞溅、涡流、裹气现象,若浇注系统设计不当、压射速度选用过大,这一现象还会加重。倒铝锅模具的几何形状越复杂,充型过程中合金液流相互碰撞的机会就越多,型腔内残留的气体就越多,合金液温度降低得就越多。这些残留的气体留在倒铝锅模具内就形成了气孔类缺陷,而温度较低的合金液流在交汇处就形成了成形类缺陷。
三、倒铝锅模具缺陷的控制措施
1、成形类缺陷
成形类缺陷主要发生在倒铝锅模具表面,大多可以目测看出。欠铸和边角不清等缺陷与充填速度有关;流痕多出现在浇口附近,除了与层流效应有关外,还和压铸模的温度有关;麻面、冷隔等缺陷主要是由合金液温度过低而造成的,易出现在远离浇口的涡流区和两股合金液流的交汇处,当改变浇口或提高合金液的温度后就会消除。
控制这类缺陷,除了要注意浇注系统的设计外,更重要的是要选择合适的压铸工艺方法。目前常用的压铸工艺方法有低温高速压铸法、高温低速压铸法和低温低速压铸法等。低温浇注可减少合金液的烧损和炉具烧蚀,高速压射可获得高质量的铸件表面,因此低温高速压铸法在铜合金、铝合金的薄壁件生产中优点明显;高温低速压铸法主要用于壁厚中等、易冲击型芯而又充填不良的倒铝锅模具上,较高的温度可满足成形要求,较低的充型速度可降低合金液流对型芯的冲击趋势;厚壁件的主要矛盾是气孔和保压补缩,常选用低温低速压铸法。
2、脱模类缺陷
拉伤、变形等是常见的脱模类缺陷。在脱模斜度一定时,合金液流的高速冲击会使型腔表面局部因过热而发生粘模,而非粘模性的脱模变形、裂纹等缺陷,则是由推出机构的推出力不均匀、合金液温度较高、倒铝锅模具留模时间较长等因素所致。如脱模后倒铝锅模具的表面有明显的拉伤痕迹甚至发生变形,则应适当增大倒铝锅模具的脱模斜度或涂刷防粘蜡。为了控制这类缺陷,除了要确保推出机构的推出力分布均匀外,在进行浇口设计时还要特别注意合金液流进入型腔时的导向,尽量避免合金液流正面冲击型面和型芯,同时要选用适当的压铸工艺参数和稍长的铸件留模时间。
倒铝锅模具
3、气孔类缺陷
气孔类缺陷是倒铝锅模具常见的一类缺陷,在薄壁件上主要表现为表面气泡和不可见的微孔,当对倒铝锅模具进行抛光、涂镀时,会引起涂镀层起泡;在厚壁件上主要表现为深部气孔,严重时会有疏松、缩孔现象存在。产生气孔类缺陷的原因很多,其中主要的是充型时的排气不畅和裹气。控制和防止这类缺陷时,主要是要保证压铸模排气系统合理、畅通,消除或减少充填型腔时多股合金液流的相互撞击。为此应注意以下几:
(1)、目前各种设计资料推荐的内浇口设计公式很多,但计算出的浇口截面均为近似值。在进行内浇口设计时,一定要据实际经验留足修模量,以便于试模后修正。经验证明,内浇口面积较大时,有利于保证压力的传递,便于通过压射速度的调整进行工艺性补偿。
(2)、保证压铸模排溢系统合理、畅通。
(3)、选用压铸工艺参数时,在满足成形工艺的前提下,应尽量采用较低的浇注温度、压射速度及压射比压。
(4)、压铸涂料应厚度适中、厚薄均匀。
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【原创文章】
倒铝锅模具是特种铸造方法中较常用的方法之一,是目前所有铸造方法中生产效率高的一种,其主要成形工艺特征是液态金属以高压高速充填压铸模的型腔,并在高压下结晶、凝固和成形。在实际的压铸生产中,由于压铸缺陷而造成的废、次品现象并不少见,因此,如何控制和防止倒铝锅模具缺陷的产生,是压铸工作者一直面临的问题。
一、倒铝锅模具缺陷的种类和特征
倒铝锅模具的缺陷多种多样,在实际生产中,不论从技术管理的角度还是从生产管理的角度讲,倒铝锅模具缺陷的分类都显得非常重要。因模具制造精度、工作时发生磨损等因素引起的尺寸类缺陷,成因简单,容易判断,在这里不再进行研究;其它常见的缺陷按其成因可分为成形类、脱模类、气孔类和金相类等四大类。影响倒铝锅模具缺陷的因素很多,除了压铸机性能、压铸模结构、压铸工艺参数和工人操作水平等直接因素外,还有生产管理、工作质量等间接因素。在诸多影响因素中,压铸工艺参数可引起各种缺陷的产生,应特别加以注意。
倒铝锅模具
二、倒铝锅模具缺陷产生的机理
倒铝锅模具在高温、高速、高压条件下成形,在理想条件下,压铸充型过程大致可分为三个阶段。可以阶段是合金液被压射入型腔,直接冲击到对面型腔,并沿边壁向各个方向迅速扩展生成壳体;第二阶段是随后进入型腔的合金液继续沉积充满型腔;第三阶段是型腔内的合金液在高压下压实冷却。但实际情况表明,由于倒铝锅模具的几何形状千差万别、合金液在型腔不同部位温度和粘度的变化等因素的影响,使得实际的充型过程比理想状态下的三阶段充填过程复杂得多,型腔的充填过程其实包含着热力学和流体力学的复合,并随充填过程中温度、速度、压力的变化呈非常复杂的流态。
在合金液被压射入型腔直接冲击对面型腔并沿边壁向各个方向迅速扩展生成壳体的过程中,存在有飞溅、涡流、裹气现象,若浇注系统设计不当、压射速度选用过大,这一现象还会加重。倒铝锅模具的几何形状越复杂,充型过程中合金液流相互碰撞的机会就越多,型腔内残留的气体就越多,合金液温度降低得就越多。这些残留的气体留在倒铝锅模具内就形成了气孔类缺陷,而温度较低的合金液流在交汇处就形成了成形类缺陷。
三、倒铝锅模具缺陷的控制措施
1、成形类缺陷
成形类缺陷主要发生在倒铝锅模具表面,大多可以目测看出。欠铸和边角不清等缺陷与充填速度有关;流痕多出现在浇口附近,除了与层流效应有关外,还和压铸模的温度有关;麻面、冷隔等缺陷主要是由合金液温度过低而造成的,易出现在远离浇口的涡流区和两股合金液流的交汇处,当改变浇口或提高合金液的温度后就会消除。
控制这类缺陷,除了要注意浇注系统的设计外,更重要的是要选择合适的压铸工艺方法。目前常用的压铸工艺方法有低温高速压铸法、高温低速压铸法和低温低速压铸法等。低温浇注可减少合金液的烧损和炉具烧蚀,高速压射可获得高质量的铸件表面,因此低温高速压铸法在铜合金、铝合金的薄壁件生产中优点明显;高温低速压铸法主要用于壁厚中等、易冲击型芯而又充填不良的倒铝锅模具上,较高的温度可满足成形要求,较低的充型速度可降低合金液流对型芯的冲击趋势;厚壁件的主要矛盾是气孔和保压补缩,常选用低温低速压铸法。
2、脱模类缺陷
拉伤、变形等是常见的脱模类缺陷。在脱模斜度一定时,合金液流的高速冲击会使型腔表面局部因过热而发生粘模,而非粘模性的脱模变形、裂纹等缺陷,则是由推出机构的推出力不均匀、合金液温度较高、倒铝锅模具留模时间较长等因素所致。如脱模后倒铝锅模具的表面有明显的拉伤痕迹甚至发生变形,则应适当增大倒铝锅模具的脱模斜度或涂刷防粘蜡。为了控制这类缺陷,除了要确保推出机构的推出力分布均匀外,在进行浇口设计时还要特别注意合金液流进入型腔时的导向,尽量避免合金液流正面冲击型面和型芯,同时要选用适当的压铸工艺参数和稍长的铸件留模时间。
倒铝锅模具
3、气孔类缺陷
气孔类缺陷是倒铝锅模具常见的一类缺陷,在薄壁件上主要表现为表面气泡和不可见的微孔,当对倒铝锅模具进行抛光、涂镀时,会引起涂镀层起泡;在厚壁件上主要表现为深部气孔,严重时会有疏松、缩孔现象存在。产生气孔类缺陷的原因很多,其中主要的是充型时的排气不畅和裹气。控制和防止这类缺陷时,主要是要保证压铸模排气系统合理、畅通,消除或减少充填型腔时多股合金液流的相互撞击。为此应注意以下几:
(1)、目前各种设计资料推荐的内浇口设计公式很多,但计算出的浇口截面均为近似值。在进行内浇口设计时,一定要据实际经验留足修模量,以便于试模后修正。经验证明,内浇口面积较大时,有利于保证压力的传递,便于通过压射速度的调整进行工艺性补偿。
(2)、保证压铸模排溢系统合理、畅通。
(3)、选用压铸工艺参数时,在满足成形工艺的前提下,应尽量采用较低的浇注温度、压射速度及压射比压。
(4)、压铸涂料应厚度适中、厚薄均匀。
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