在金屬壓鑄工件中銅合金壓鑄加工的定義:把壓鑄銅合金、壓鑄模具和壓鑄機這三個壓鑄出產要素有機地組合和運用的過程。銅合金壓鑄由壓鑄模溫機將銅合金溶液注入到壓鑄模具中,冷卻成型后即可取出銅合金壓鑄件。
對銅合金壓鑄加工材料的要求:
1、熱溫度不高時具有較好的流動性,便于充填復雜型腔,以獲得表面質量良好的鑄件。
2、線收縮率和裂紋傾向性小,以免鑄件產生裂紋,并可提高鑄件尺寸精度。
3、結晶溫度范圍小,避免產生縮孔和縮松,提高鑄件質量。
4、具有必定的高溫強度,以避免推出鑄件時產生變形或碎裂。
5、在常溫下有較高的強度,以適應大型薄壁復雜鑄件出產的需要。
6、與金屬型腔彼此之間物理-化學作用的傾向性小,以減少粘膜和彼此合金化。
7、具有良好的加工功能和必定的抗腐蝕性。
銅合金壓鑄加工的方法:壓射比壓和壓射速度、澆注溫度和壓型溫度。
1、壓射比壓和壓射速度
壓射比壓的選擇,應根據不同合金和鑄件結構特性確定;對充填速度的選擇,一般對于厚壁或內部質量要求較高的鑄件,應選擇較低的充填速度和高的增壓壓力;對于薄壁或表面質量要求高的鑄件以及復雜的鑄件,應選擇較高的比例和高的充填速度。
2、壓鑄溫度
壓鑄溫度是指從壓定進入型腔時液態金屬的平均溫度,由于對壓室內的液態金屬溫度測量不方便,一般用保溫爐內的溫度表示。
壓鑄溫度過高,收縮大,使鑄件容易產生裂紋、晶粒粒大、還能造成粘型;壓鑄源度過低,易產生冷隔、表面花紋和澆不足等缺陷。因此壓鑄溫度應與壓力、壓鑄模具溫度及充填速度同時考慮。
3、壓鑄模具溫度
連續生產中,壓鑄模具溫度往往會升高,尤其是壓鑄高熔點合金,升高很快。溫度過高除使液態金屬產生粘型外,鑄件冷卻緩慢,使晶粒粗大。因此在壓鑄模具溫度過高時,應采用冷卻措施。一般的冷卻方法是使用壓縮空氣、水或化學介質進行冷卻。不過隨著壓鑄工藝的不斷改進,目前已有銅合金壓鑄廠家開始使用壓鑄模溫機來給銅合金壓鑄模具進行控溫。使用銅合金壓鑄模溫機的優點:1)在壓鑄工藝的開始階段,壓鑄模溫機可以提前為壓鑄模具進行預熱。不僅可以減少壓鑄前的準備時間,而且還能夠大大降低壓鑄件的廢品率。2)壓鑄模溫機使用導熱油對壓鑄模具進行加熱、冷卻,可以大大提高壓鑄模具的使用壽命。由于壓鑄模溫機可以將導熱油的溫度控制到正負1度,這樣可以避免因使用冷卻水直接冷卻模具,出現局部溫差過大,導致模具開裂。3)使用多回路壓鑄模溫機可以實現壓鑄模具不同位置的獨立控溫。
銅壓鑄加工的優勢:
1、產品質量好:鑄件尺寸精度高,一般相當于6~7級,甚至可達4級;表面光潔度好,一般相當于5~8級;強度和硬度較高,強度一般比砂型鑄造提高25~30%,但延伸率降低約70%;尺寸穩定,互換性好;可壓鑄薄壁復雜的鑄件。
2、生產效率高:機器生產率高,例如國產JⅢ3型臥式冷空壓鑄機平均八小時可壓鑄600~700次,小型熱室壓鑄機平均每八小時可壓鑄3000~7000次;壓鑄型壽命長,一付壓鑄型。
3、經濟效果優良:由于壓鑄件尺寸精確,表泛光潔等優點。一般不再進行機械加工而直接使用,或加工量很小,所以既提高了金屬利用率,又減少了大量的加工設備和工時;鑄件價格便易;可以采用組合壓鑄以其他金屬或非金屬材料。既節省裝配工時又節省金屬。
銅合金壓鑄加工的缺點:
1、壓鑄時由于液態金屬充填型腔速度高,流態不穩定,故采用一般壓鑄法,鑄件易產生氣孔,不能進行熱處理;
2、對內凹復雜的鑄件,壓鑄較為困難;
3、高熔點合金(如銅,黑色金屬),壓鑄型壽命較低;
4、不宜小批量生產,其主要原因是壓鑄型制造成本高,壓鑄機生產效率高,小批量生產不經濟。
銅合金壓鑄加工的缺陷和解決措施:>>
一、壓鑄件表面經常有霉點,嚴重影響鑄件的外觀質量,主要是脫模劑造成。目前,市面上大大小小生產脫模劑的廠家有一大批,,其中不少廠質量存在各種問題,最主要的就是對壓鑄件會產生腐蝕作用。一般壓鑄件廠不太注意,壓鑄件時間放得長一些,表面就會有白斑(霜狀、去掉后呈黑色))出現,實際上已產生腐蝕。主要是脫模劑中有會產生腐蝕作用的成分。所以選擇脫模劑一定不要只追求價格低,要講性價比。
脫模劑一般不會滲透到壓鑄件里面。但劣質脫模劑會對壓鑄件表面產生腐蝕作用,而且會向內部滲透;另外,脫模劑發氣量大的話,會卷入壓鑄件里面形成氣孔。如果使用脫模膏之類的涂料不當時,會產生夾渣等缺陷。
二、壓鑄件在拋丸后經常出現表面起皮現象,一般由如下一些原因造成:1、模具或壓射室(熔杯)未清理干凈;2、壓射壓力不夠,(還需注意壓射時動模有否退讓現象);3、澆注系統開設有點問題,合金液進入型腔有紊流現象;4、模溫問題等;5、壓射時金屬液飛濺嚴重。
三、鋅合金電鍍起泡。電鍍不良可由電鍍工藝和壓鑄件表面質量等因素引起。壓鑄件應保證表面質量良好,不能有疏松、裂紋、氣孔、氣泡、縮孔、冷紋、針孔等缺陷,否則電鍍后鑄件表面易起泡,電鍍層與基體脫離。電鍍前進行研磨及拋光時,注意不要研磨過度。因為壓鑄件在凝固過程中,表面因急冷而形成一層致密的冷硬層,而內部組織則可能有氣孔、縮孔等缺陷。研磨時不要磨去這個良好的表層,否則電鍍時會出現麻點、氣泡等。另外,拋光輪不要壓得太緊過熱,防止研磨劑與產品粘連,造成產品電鍍不良。
四、壓鑄件內有氣孔產生,產生原因:1、金屬流動方向不正確,與鑄件型腔發生正面沖擊,產生渦流,將空氣包圍,產生氣泡;2、內澆口太小,金屬流速太大在空氣未排除前,過早的堵住了排氣孔,使氣體留在了鑄件內;3、型腔太深,通風排氣困難;4、排氣系統設計不合理,排氣困難調整方法;1、修正分流錐大小及形狀,防止造成與金屬流對型腔的正面沖擊;2、適當加大內澆口;3、改進模具設計;4、合理設計排氣槽,增加空氣穴。
五、壓鑄過程中金屬液往外濺,產生原因:1、動定模間合模不嚴密,間隙較大;2、鎖模力不夠;3、壓鑄機動,定模安裝板不平行;4、支板跨度大。壓射力致使套板變形。產生噴料。調整方法:1、重新安裝模具;2、加大鎖模力;3、調整壓鑄機,使動,定模安裝板相互保持平行;4、在動模上增加支板,增加套板的剛度。
銅合金壓鑄加工質量與模具的關系:
1、模具結構要合理,模具零件的結構也要合理。
從強度的觀點來看,把模具零件設計成整體的好,堅固耐用,在使用中不易損壞,不易變形。但是如果壓鑄件形狀復雜,模具零件也復雜,會使模具加工困難,加工的精度不高。若把模具零件做成組合式,則加工大為簡化,易獲得高的加工精度,進而可獲得高質量的壓鑄件。
2、型腔數的決定
決定型腔數,要考慮設備能力,模具加工的難易,生產批量大小,鑄件的精度要求等。
3、澆注系統的設計
澆注系統不僅是液體金屬充填壓鑄型的通道,還對熔化液流動速度和壓力的傳遞以及排氣條件,壓鑄型熱平穩等因素有調節作用。所以設計澆注系統必須分析鑄件的結構特點,技術要求,合金種類及其特性,還要考慮壓鑄機的類型和特點等,這樣才能設計合理的澆注系統。
4、排氣系統設計
模具應設有足夠溢流范圍的溢流槽和排氣通道,這對保證產品質量很重要。
5、模具溫度
壓鑄模的溫度是影響鑄件質量的一個重要因素,模溫不當不但影響壓鑄件的內外質量,還影響鑄件尺寸精度甚至鑄件變形,使壓鑄模出現龜裂,使鑄件表面形成難以清除的網狀毛刺,影響壓鑄件的外觀質量。
模具一般都不用氣體或電加熱,而采用預熱冷卻裝置。這些裝置是按要求用導熱油作介質,對模具進行預熱和冷卻的。
6、成型零件尺寸的決定
計算壓鑄零件尺寸時選用壓鑄材料的收縮率要符合實際,不然會導致生產的產品不合格。
7、分型面位置的決定
分型面的位置會影響到模具加工、排氣、產品脫模等。通常分型面會在產品上留下一條痕跡線,影響產品的表面質量及尺寸精度。因此,設計分型面位置時,除考慮到產品脫模、模具加工、排氣等問題外,可把分型面位置放在產品表面質量要求不高或尺寸精度不高的地方。
8、模具不能變形
往往由于模具結構不合理或模具材料選用不當,造成模具在使用中裂口、變形,進而導致產品不合格,為此,在設計時必須采取適當的措施來保證產品的質量。
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