压铸机吨位的选用方法知识讲解.ppt

东岩公司压铸参数选用方法 在压铸产品报价初期和压铸模具设计时均涉及到压铸机吨位的选择 吨位的选用依据下面三个步骤 一 校验锁模力a 总投影面积A 铸件投影面积A1 浇道面积A2 0 15 0 3A1 排溢系统A3 0 1 0 2A1 料柄面积A4 3 14xdxdd为料室直径 亦既为冲头直径 b 胀型力F1 总投影面积Ax压射比压 MPa 所谓压射比压即为单位面积上所承受的压力 根据经验 一般件30 50承载件50 80耐气密件80 100c 锁模力F2 胀型力F1 KK为保险系数 0 85初选压铸机吨位二 校验充满度a 总重量 铸件重量 浇道重量 料柄重量 排溢系统重量各个部分的投影面积已有 算其深度 则知其体积b 充满度 总重量 浇铸量浇铸量为不同的压铸机使用不同的料室时的最大合金重量根据充满度值校验初选压铸机吨位 通常充满度在40 75 之间三 校验模具尺寸a 对铸件进行简单的模具排位 知其模具尺寸b 根据模具尺寸校验所选压铸机的哥林柱内距是否合适最后确定使用压铸机的吨位 为了便于分析压铸工艺参数 下面示出如图1和图2所示的卧式冷室压铸机压射过程图以及压射曲线图 压射过程按三个阶段进行分析 第一阶段 由0 和 两段组成 0 段是压射冲头以低速运动 封住浇料口 推动金属液在压射室内平稳上升 使压射室内空气慢慢排出 并防止金属液从浇口溅出 段是压射冲头以较快的速度运动 使金属液充满压射室前端并堆聚在内浇口前沿 第二阶段 段 压射冲头快速运动阶段 使金属液充满整个型腔与浇注系统 第三阶段 段 压射冲头终压阶段 压射冲头运动基本停止 速度逐渐降为0 卧式冷室压铸机压射过程图 卧式冷室压铸机压射曲线图s 冲头位移曲线P0 压力曲线v 速度曲线 1 压力参数 1 压射力压射冲头在0 段 压射力是为了克服压射室与压射冲头和液压缸与活塞之间的摩擦阻力 段 压射力上升 产生第一个压力峰 足以能达到突破内浇口阻力为止 段 压射力继续上升 产生第二个压力峰 段 压射力作用于正在凝固的金属液上 使之压实 此阶段有增压机构才能实现 此阶段压射力也叫增压压射力 2 比压比压可分为压射比压和增压比压 在压射运动过程中0 段 压射室内金属液单位面积上所受的压射力称为压射比压 在 段 压射室内金属液单位面积上所受的增压压射力称为增压比压 比压是确保铸件质量的重要参数之一 推荐选用的增压比压如下表所示 增压比压选用值 单位 MPa 3 胀型力压铸过程中 充填型腔的金属液将压射活塞的比压传递至型 模 具型腔壁面上的力称为胀型力 主胀型力的大小等于铸件在分型面上的投影面积 多腔模则为各腔投影面积之和 浇注系统 溢流 排气系统的面积 一般取总面积的30 乘以比压 其计算公式如下 为简化选用压铸机时各参数的计算 可根据压铸机具体的工作性能作出 比压 投影面积与胀型力关系图 参见下图 在已知型 模 具分型面上铸件总投影面积 A和所选用的压射比压Pb后 能从图中直接查出胀型力 压铸件缺陷中 出现最多的是气孔 气孔特征 有光滑的表面 形状是圆形或椭圆形 表现形式可以在铸件表面 或皮下针孔 也可能在铸件内部 1 气体来源1 合金液析出气体 a与原材料有关b与熔炼工艺有关2 压铸过程中卷入气体 a与压铸工艺参数有关b与模具结构有关3 脱模剂分解产生气体 a与涂料本身特性有关b与喷涂工艺有关 2 原材料及熔炼过程产生气体分析铝液中的气体主要是氢 约占了气体总量的85 熔炼温度越高 氢在铝液中溶解度越高 但在固态铝中溶解度非常低 因此在凝固过程中 氢析出形成气孔 氢的来源 1 大气中水蒸气 金属液从潮湿空气中吸氢 2 原材料本身含氢量 合金锭表面潮湿 回炉料脏 油污 3 工具 熔剂潮湿 3 压铸过程产生气体分析由于压室 浇注系统 型腔均与大气相通 而金属液是以高压 高速充填 如果不能实现有序 平稳的流动状态 金属液产生涡流 会把气体卷进去 压铸工艺制定需考虑以下问题 1 金属液在浇注系统内能否干净 平稳地流动 不会产生分离和涡流 2 有没有尖角区或死亡区存在3 浇注系统是否有截面积的变化 4 排气槽 溢流槽位置是否正确 是否够大 是否会被堵住 气体能否有效 顺畅排出 应用计算机模拟充填过程 就是为了分析以上现象 以作判断来选择合理的工艺参数 4 涂料产生气体分析涂料性能 如发气量大对铸件气孔率有直接影响 喷涂工艺 使用量过多 造成气体挥发量大 冲头润滑剂太多 或被烧焦 都是气体的来源 5 解决压铸件气孔的办法先分析出是什么原因导致的气孔 再来取相应的措施 1 干燥 干净的合金料 2 控制熔炼温度 避免过热 进行除气处理 3 合理选择压铸工艺参数 特别是压射速度 调整高速切换起点 4 顺序填充有利于型腔气体排出 直浇道和横浇道有足够的长度 50mm 以利于合金液平稳流动和气体有机会排出 可改变浇口厚度 浇口方向 在形成气孔的位置设置溢流槽 排气槽 溢流品截面积总和不能小于内浇口截面积总和的60 否则排渣效果差 5 选择性能好的涂料及控制喷涂量 一氧化夹渣缺陷特征 氧化夹渣多分布在铸件的上表面 在铸型不通气的转角部位 断口多呈灰白色或黄色 经x光透视或在机械加工时发现 也可在碱洗 酸洗或阳极化时发现产生原因 1 炉料不清洁 回炉料使用量过多2 浇注系统设计不良3 合金液中的熔渣未清除干净4 浇注操作不当 带入夹渣5 精炼变质处理后静置时间不够防止方法 1 炉料应经过吹砂 回炉料的使用量适当降低2 改进浇注系统设计 提高其挡渣能力3 采用适当的熔剂去渣4 浇注时应当平稳并应注意挡渣5 精炼后浇注前合金液应静置一定时间 二气孔气泡缺陷特征 三铸件壁内气孔一般呈圆形或椭圆形 具有光滑的表面 一般是发亮的氧化皮 有时呈油黄色 表面气孔 气泡可通过喷砂发现 内部气孔气泡可通过X光透视或机械加工发现气孔气泡在X光底片上呈黑色产生原因 1 浇注合金不平稳 卷入气体2 型 芯 砂中混入有机杂质 如煤屑 草根马粪等 3 铸型和砂芯通气不良4 冷铁表面有缩孔5 浇注系统设计不良防止方法 1 正确掌握浇注速度 避免卷入气体 2 型 芯 砂中不得混入有机杂质以减少造型材料的发气量3 改善 芯 砂的排气能力4 正确选用及处理冷铁5 改进浇注系统设计 三缩松缺陷特征 铝铸件缩松一般产生在内浇道附近飞冒口根部厚大部位 壁的厚薄转接处和具有大平面的薄壁处 在铸态时断口为灰色 浅黄色经热处理后为灰白浅黄或灰黑色在x光底片上呈云雾状严重的呈丝状缩松可通过X光 荧光低倍断口等检查方法发现产生原因 1 冒口补缩作用差2 炉料含气量太多3 内浇道附近过热4 砂型水分过多 砂芯未烘干5 合金晶粒粗大6 铸件在铸型中的位置不当7 浇注温度过高 浇注速度太快防止方法 1 从冒口补浇金属液 改进冒口设计2 炉料应清洁无腐蚀3 铸件缩松处设置冒口 安放冷铁或冷铁与冒口联用4 控制型砂水分 和砂芯干燥5 采取细化品粒的措施6 改进铸件在铸型中的位置降低浇注温度和浇注速度 四裂纹缺陷特征 1 铸造裂纹 沿晶界发展 常伴有偏析 是一种在较高温度下形成的裂纹在体积收缩较大的合金和形状较复杂的铸件容易出现2 热处理裂纹 由于热处理过烧或过热引起 常呈穿晶裂纹 常在产生应力和热膨张系数较大的合金冷却过剧 或存在其他冶金缺陷时产生产生原因 1 铸件结构设计不合理 有尖角 壁的厚薄变化过于悬殊2 砂型 芯 退让性不良3 铸型局部过热4 浇注温度过高5 自铸型中取出铸件过早6 热处理过热或过烧 冷却速度过激防止方法 1 改进铸件结构设计 避免尖角 壁厚力求均匀 圆滑过渡2 采取增大砂型 芯 退让性的措施3 保证铸件各部分同时凝固或顺序凝固 改进浇注系统设计4 适当降低浇注温度5 控制铸型冷却出型时间6 铸件变形时采用热校正法7 正确控制热处理温度 降低淬火冷却速度 气孔分析压铸件缺陷中 出现最多的是气孔 气孔特征 有光滑的表面 形状是圆形或椭圆形 表现形式可以在铸件表面 或皮下针孔 也可能在铸件内部 1 气体来源1 合金液析出气体 a与原材料有关b与熔炼工艺有关2 压铸过程中卷入气体 a与涂料本身特性有关b与喷涂工艺有关 2 原材料及熔炼过程产生气体分析铝液中的气体主要是氢 约占了气体总量的85 熔炼温度越高 氢在铝液中溶解度越高 但在固态铝中溶解度非常低 因此在凝固过程中 氢析出形成气孔 氢的来源 1 大气中水蒸气 金属液从潮湿空气中吸氢 2 原材料本身含氢量 合金锭表面潮湿 回炉料脏 油污 3 工具 熔剂潮湿 3 压铸过程产生气体分析由于压室 浇注系统 型腔均与大气相通 而金属液是以高压 高速充填 如果不能实现有序 平稳的流动状态 金属液产生涡流 会把气体卷进去 压铸工艺制定需考虑以下问题 1 金属液在浇注系统内能否干净 平稳地流动 不会产生分离和涡流 2 有没有尖角区或死亡区存在 3 浇注系统是否有截面积的变化 4 排气槽 溢流槽位置是否正确 是否够大 是否会被堵住 气体能否有效 顺畅排出 应用计算机模拟充填过程 就是为了分析以上现象 以作判断来选择合理的工艺参数 4 涂料产生气体分析涂料性能 如发气量大对铸件气孔率有直接影响 喷涂工艺 使用量过多 造成气体挥发量大 冲头润滑剂太多 或被烧焦 都是气体的来源 5 解决压铸件气孔的办法先分析出是什么原因导致的气孔 再来取相应的措施 1 干燥 干净的合金料 2 控制熔炼温度 避免过热 进行除气处理 3 合理选择压铸工艺参数 特别是压射速度 调整高速切换起点 4 顺序填充有利于型腔气体排出 直浇道和横浇道有足够的长度 50mm 以利于合金液平稳流动和气体有机会排出 可改变浇口厚度 浇口方向 在形成气孔的位置设置溢流槽 排气槽 溢流品截面积总和不能小于内浇口截面积总和的60 否则排渣效果差 5 选择性能好的涂料及控制喷涂量 解决缺陷的思路由于每一种缺陷的产生原因来自多个不同的影响因素 因此在实际生产中要解决问题 面对众多原因到底是非功过先调机 还是先换料 或先修改模具 建议按难易程度 先简后复杂去处理 其次序 1 清理分型面 清理型腔 清理顶杆 改善涂料 改善喷涂工艺 增大锁模力 增加浇注金属量 这些靠简单操作即可实施的措施 2 调整工艺参数 压射力 压射速度 充型时间 开模时间 浇注温度 模具温度等 3 换料 选择质优的铝合金锭 改变新料与回炉料的比例 改进熔炼工艺 4 修改模具 修改浇注系统 增加内浇口 增设溢流槽 排气槽等 例如压铸件产生飞边的原因有 1 压铸机问题 锁模力调整不对 2 工艺问题 压射速度过高 形成压力冲击峰过高 3 模具问题 变形 分型面上杂物 镶块 滑块有磨损不平齐 模板强度不够 解决飞边的措施顺序 清理分型面 提高锁模力 调整工艺参数 修复模具磨损部位 提高模具刚度 从易到难 每做一步改进 先检验其效果 不行再进行第二