高壓鑄造工藝及壓鑄機新技術的應用

壓力鑄造high pressure die casting(簡稱壓鑄)的實質是在高壓作用下,使液態或半液態金屬以較高的速度充填壓鑄型(壓鑄模具)型腔,並在壓力下成型和凝固而獲得鑄件的方法。

一、

高壓鑄造工藝

1。1 高壓鑄造平面佈局

目前,一般壓鑄島都會考慮如下的配置;壓鑄機帶抽真空,保溫爐採用配備定量澆鑄系統, 做和產品隨型的噴塗系統,縮短噴塗時間,取件機器人完成取件,去渣包,打碼切邊等工作,最 後切邊去澆道系統;在產品量比較大的條件,壓鑄島還可以升級自動化清理。

高壓鑄造工藝及壓鑄機新技術的應用

1。2 CAE 模擬模擬軟體的運用

CAE 分析在壓鑄行業運用得越來越廣泛,以 PROCAST、MAGMA、FLOW-3D 等為代表。模擬模擬 根據充填流動,速度分佈等計算結果,準確預測卷氣,夾雜,充填不良等缺陷,極 大的提升了良品率,節約了一筆很客觀的費用。快速科學地設計壓鑄模的整個澆鑄系統(澆口, 澆道和溢流槽等)是一個非常有用的工具。最佳化鑄造過程工藝引數,減少產品試模次數,降 低鑄造成本 ,提高產品質量。採用 CAE 軟體一般分析充填,凝固,氣孔分佈和速度分佈報告 (如圖 2 所示)

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1。3 真空壓鑄的運用

隨著產品質量的要求不斷提供,採用抽真空解決鑄件的充填和氣密性的問題運用得到了 很好的發展,而抽真空一般都會用到真空閥,最為常用的真空閥有如下兩種結構。圖 3 是真空閥的原理圖,和普通的壓鑄工藝一樣,鋁水進入壓室以後,抽真空開始啟 動,然後當壓鑄機啟動高速,依靠鋁水的動能去觸動真空閥的彈簧片。使用機械真空閥,在 預熱模具的時候一般要將其關閉,當預熱完成後啟動高速和增壓才能開始使用真空閥。機械 式真空閥具有使用簡單,但是真空閥加工精度要求高,真空閥的成本相對比較高。圖 4 是液壓真空閥的原理圖,同機械式真空閥的原理一樣,當衝頭開始啟動後,開始抽 真空,只是關閉真空閥的原理不一樣。液壓真空閥一般是高速開始啟動的時候,同時髮型號 發給真空閥的液壓系統,真空閥就關閉。液壓真空閥閥成本比較低,但是要求壓鑄工藝引數 和模具設計要匹配,否則鋁水壓鑄到真空閥裡面造成堵塞。

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高壓鑄造工藝及壓鑄機新技術的應用

二、壓鑄機新技術應用

1。 高真空壓鑄技術

目前,進口壓鑄機以布勒和富來為代表,而兩個壓鑄機供應商的高真空應用各位特長;布 勒的高真空技術,主要是在壓室和模具背板的位置都設計了抽真空的介面,便於從壓室開始就 將空氣抽出,而在模具背板上抽真空有利於將型腔的真空抽得更加徹底。而富來的高真空技術直接將壓室全部密封,在壓室的底部設計一個管道直接插入到保溫 爐裡面,講模具完成密封,採用型腔抽真空的方式行程負壓,將保溫爐中的鋁液吸入到壓室中, 然後再進行壓鑄成型。該技術的最大優點就是避免了鋁水和空氣的接觸行程氧化夾渣,並且可 以進行 T6 熱處理,在歐洲已經量產生產汽車上的結構件。

2。 快速換模

提高生產效率,降低製造成本是每一個製造企業的追求目標。國際上對 OEE 的定義為:OEE 是 overall Equipment Effectiveness(全域性裝置效率)的縮寫。它由可用率,表現性以及質量指數三個 關鍵要素組成 ,即:OEE=可用率 X 表現性 X 質量指數。而對於壓鑄而言,模具交換是六大損失之 一。快速換模成為了精益生產追求的目標,模具交換一般可定義為上一個合格品到交換到下一副模 具交換到壓鑄機上生產出第一件合格品的時間;在日本對於 800 噸冷室壓鑄機,一般模具交換時間 為 10-20 分鐘;而在國內,模具交換的時間比較長,超過 10 個小時也很常見。模具交換除了和日程管理,作業標準化,工具的管理有關係外,評價是否具備換模條件大 致如下:

(a) 模具是否能夠快速安裝定位 (b) 模具是否能夠快速夾具(夾模器或者鎖模釘) (c) 壓鑄機和模具之間的頂出結構是否能夠快速連結(d) 抽芯油缸是否能夠快速連結 (e) 油缸行程訊號是否能夠快速連結 (f) 工藝引數是否能夠快速讀取 (g) 預熱模數是否最低(必要時採用模溫機預熱模具)。

高壓鑄造工藝及壓鑄機新技術的應用

三、壓鑄產品

目前,鋁合金壓鑄產品按照量的區分,主要有三大類,第一類是汽車,摩托車,通機發動機為 代表的發動機變速器殼體,缸體等為達標;第二類是以網路通訊為代表的基站殼體,濾波器殼 體,第三類是具有更高力學效能要求的車身結構件。如圖所示,為典型的鋁合金壓鑄產品:

高壓鑄造工藝及壓鑄機新技術的應用

四、

結束語

鋁合金由於具有高比強度和良好的耐腐蝕效能,優秀的導電效能。在節能減排,綠色環保的 社會環境下,鋁合金壓鑄在國內發展迅速,相信在不久的將來,鋁合金產品更加豐富多樣化。主要變形在以下方面;1) 隨著產品的發展,會帶動新型壓鑄鋁合金材料的發展,例如:高導熱,高強高韌方向;2) 新型壓鑄鋁合金材料也會帶動新的壓鑄工藝發展,例如:半固態壓鑄工藝,高真空吸鑄 3) 工藝發展也會給裝備,輔料提出更高的要求,例如:超大型壓鑄,模溫機,噴塗裝備,脫模劑配比機,真空機,點冷機,模溫控制及檢測系統等