压力铸造由于其发展的迅速已成为铸造行业蓬勃兴起的产业部门和重要市场,对优质压铸件的不断增长需求,促使压铸行业在高性能设备、先进的工艺方法、压铸合金性能提高、模具制造技术的进步等领域都有了显著的改观,但与国外先进压铸技术比较,总体差距仍不小,为此技术创新已成为压铸行业发展的动力。
提高压铸件质量,适应国内外市场的需求,不断探讨压铸技术发展滞后于生产发展的因素已成为当前压铸行业普遍关心的问题,本文就压铸工艺中压铸模温机温度控制对压铸件质量的影响问题进行初步探讨。
一、压铸模温机温度控制对压铸件质量的影响
1、压铸模温机的作用
1.预热模具,减小开始生产时的模具面层与内部温度梯度,防止模具 因温度异常导致开裂而失效。
2.预热模具和保持模具在生产初始和生产间隙的温度,减少热模时间,节约能耗,加快生产的进度,提高效率。
3.生产过程中模具温度保热、冷却),可使压铸件尺寸,密度保持稳定,保证产品质量的稳定性。
4.由于压铸模温机的加热冷却作用,可减少脱模剂的使用量,减少对模具的激冷,从而减少热应力的产生。
5.延缓模具表面龟裂的产生,从而延长模具的使用寿命。
6.可以减少冷却水的使用,延长模具寿命,节省压铸周期,对产品粘模、粘铝和拉伤也有一定的抑制作用,提高产品的外观,降低不良品的产生。
2、影响模具温度的主要因素
(1)合金液的浇注温度、浇注量、热容量、模具体积以及铸件结构与导热性。
(2)模具浇注系统和溢流槽的设计与布置,以及调整热平衡状态的程度。
(3)压铸循环的时间与保压时间,生产节奏的连续性,频率越快,模温越高。
(4)模具润滑与加热冷却的方式与介质。
3、压铸模温机对压铸件性能的影响
(1)对力学性能的影响:压铸模温机的使用可以改善充填条件,使铸件力学性能提高。因为模具温度过高,会使合金液冷却速度降低,铸件上细晶层减少,晶粒粗大,强度会有所下降,图1为模具温度与铝合金(ZL105)压铸件力学性能的关系。从图中可以看出对铝合金而言,当模具温度超过250 C,强度就会下降,对伸长率而言,模温小于150 C其值会逐渐降低。
对压铸镁合金AM50而言,当浇注温度为680 C,压射速度3.5 m/s时,模具温度对力学性能的影响如图2所示。从图中可看出,当模温大于180“C时,各项力学性能均开始下降,模温过高,不仅直接影响型腔的激冷能力,力学性能降低,而且使铸件粘模,脱模困难。如果模温过低,会使冷却速度过快,导致压铸件表面形成激冷层,表面组织为细晶区,硬度高,强度和伸长率则下降,这主要是由于压铸件在凝固期,由于表面快速凝固,使合金液得不到补缩造成显微缩松和气孔所致。
2、对尺寸精度的影响:同牌号的合金在同一付模具上压出的铸件,现场进行测量,其尺寸精度不完全相同,这是由于压铸工艺参数的影响,最主要的影响因素为模具温度。试验证明模具温度高,尤其在连续压铸一段时间后模温上升,压铸件尺寸大,收缩率小,反之模具温度低,压铸件尺寸小,收缩率大。
模具温度的偏高或偏低,使模具温度场的平衡无法形成,从而引起收缩率的变化,是造成铸件尺寸波动的主要原因,因此要保证压铸件的尺寸精度和铸件内在质量,一定要将热平衡的计算纳入模具设计的范畴。选择合适的压铸模温机,也可以有效提高压铸机尺寸精度。