提高压力铸造产品合格率的途径

1、提高压力铸造产品合格率的途径 提高压力铸造产品合格率的途径 一、影响压力铸造产品合格率的主要因素 铸件结构：对充型有直接影响,对模具也有一定影响；冲击波：对铸件质量和本钱、模具寿命、生产效率、生产管理和操作平安等都会产生不良影响；压铸机：从产品入手,综合考虑合金的压铸特性和压铸件的具体结构,并结合不同压铸机的特点,选用适用的压铸机,对保证压铸产品质量至关重要；浇铸系统：对于一个压铸件的质量,浇铸系统占极其重要的地位,是决定性因素；模具温度：模具温度影响液态合金的充型和压铸机三级压射作用的发挥,从而影响压铸件质量。 二、提高压力铸造产品合格率的途径分析 2.1优化铸件结构 尽可能消除铸件薄弱部位

2、,尽量减小壁厚差,减少截面突变。在铸件结构中有转折和拐角处应有铸造圆角。设计、制作模具时,应在图纸允许的范围内尽量增大铸造圆角。 2.2模拟压铸件充型 压铸充型过程的研究是目前的热点,通过模拟和研究充填过程,以便分析出射出速度、射出压力、模具温度等因素对压铸件质量的影响。由于压铸充型在高压高速条件下进行,是强烈的紊流流动,流动流体的前沿是不连续的,甚至有喷射雾化的现象,因而给数值模拟带来很大的困难。 2.2.1模拟压铸充型的3种经典充型理论 (1) Formmel模型。实际充型过程中,由于存在摩擦损耗和涡流,使其比理想流动模式复杂得多。当入流流束截面积与充填型腔截面积之比大于1/3时,假设金属

3、流速很高,型腔的填充是在强烈喷溅的情况下进行的;当此比例小于1/3时,金属随着积聚量的增多,进行平稳充型;当此比例小于1/4时,金属液的充型分为4个阶段:冲击阶段、涡流区形成阶段、积聚区长大与前流发生阶段和积聚区匀速充填阶段。 (2) Barton模型。该模型认为充型分3个阶段:第一阶段,金属冲击型壁后扩展时,在壁面接触处形成溥壳;第二阶段,型腔继续充填,凝固层厚度逐渐增加,粘度也增大;第三阶段,金属液全部充满型腔,连同浇注系统和压室形成封闭的水力学系统,压射力仍通过尚未凝固的内浇口作用于铸件。 (3) Brandt模型。该模型认为金属液充型时由于扩张作用,沿整个型腔截面向前充填。 2.2.2

4、模拟压铸充型及编程应考虑的因素和条件 为了实现符合要求的充型状态，往往需要合金液进入型腔后在不同阶段有不同的充型速度。而且对充填速度的选择,一般对于厚壁或内部质量要求较高的铸件,应选择较低的充填速度和高的增压压力;对于薄壁或外表质量要求高的铸件及复杂的铸件,应选择较高的比压和高的充填速度。充填时间长短取决于铸件体积的大小和复杂程度。 2.2.3模拟并编制控制压铸充型的程序 目前,ProcastTM可以用来模拟任何合金,从钢和铁到铝基、钴基、铜基、镁基、镍基、钛基和锌基合金,以及非传统合金和聚合体,其结果可以由网络浏览器来显示,从而使比拟复杂的铸造过程能够通过网络进行有效的讨论分析和研究。 根据

5、模拟情况,结合压铸件的具体结构、尺寸及其质量和技术要求,即可利用计算机在压射控制方面对冲头速度和压力曲线进行精确编程,以使每一次压射过程能够按照预先设定的曲线进行。模拟技术是确定和优化充型工艺的有效方法,通过模拟可以了解影响压铸件质量的因素,然后编制程序来控制压铸过程,从而到达充型平稳,保证铸件内部质量的目的。 2.3减小或消除冲击波 在合金液充型完毕,压射头停止运动的瞬间产生的压力冲击波,对铸件质量和本钱、模具寿命、生产效率、生产管理和操作平安等都会产生不良影响,所以应减小或消除冲击波。目前,采用真空压铸工艺及采用高压储能器取代增压缸和增压活塞可用来消减冲击波。 2.4对压射过程实现闭环控制

6、 充型速度是影响压铸件质量的关键因素,所以一旦设定,就要求在充型过程中随时监控,随时修正,以保持在规定的波动范围内。对压射过程实现闭环控制,在压射过程中及时去修正这些偏差,纠正压射中的相应数据,并在极为短暂的时间内将其转换成修正后的数据,回到原来所设定的最小偏差范围之内。根据压铸件的质量要求,实现预先设定,实时调控。 2.5合理选用压铸机 要正确选择压铸机,就必须综合考虑合金的压铸特性和压铸件的具体结构,并结合热室压铸机与冷室压铸机的特点,使用热室压铸机压铸高熔点合金的主要困难是常规的金属材料在高温液态金属的浸泡中其强度和尺寸的稳定性都不够,因此热室机用来生产熔点较低的锌、锡、铅等合金的压铸件

7、。而冷室机主要用来生产熔点较高的铜、铝合金压铸件,就目前而言,这是一般原那么。但近年来,随着一些新材料的研制成功,为热室压铸铝、镁合金提供了良好的物质条件。新型耐高温材料的研制成功,正在促使热室压铸机的应用范围不断扩大。因此,究竟选择热室压铸机还是冷室压铸机,应综合考虑一般原那么和其它因素。 2.6合理设计 对于一个压铸件的质量,浇注系统等占极重要的地位,可以说是决定性因素,应合理设计浇注系统提高压力铸造产品合格率的途径浇注系统作为一个系统,有进料与出气、排渣环节,由很多要素构成,目的是使合金液以适宜的流态进入型腔,填充型腔的同时能最大限度地排出系统内的气体。所谓适宜的流态,就是不产生液流相撞、卷气、裹气,速度平稳。否那么,排溢系统再好,气也排不了。模具中温度场的分布要合理,通常采用模温控制系统调节模具的温度场分布。裂纹常出现于铸件热节附近时,可考虑采用局部冷却的方式。浇口的入口方向和分布方式应对排气有重要影响。入口方向一定要尽量保证液流沿型壁填充,有利排气,分布方式考虑到哪种分布能更有利于填充,不憋气。 2.7有效控制模具温度 在压铸时,模具温度影响合金液充填状态和压铸机三级压射作用的发挥,在充填过程中,模具对金属液流温度、粘度