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壓鑄工藝中的溫度控制和影響

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文章出處:網責任編輯:作者:人氣:-發表時間:2019-04-27 12:49:00

壓鑄生產中的溫度指標有兩項。一是澆注溫度。二是模具溫度。下面金華洲模具鋼分別討論這兩項溫度指標對壓鑄生產的影響。

一、澆注溫度

澆注溫度是指金屬液自壓室進入型腔填充時的溫度,生產中是通過控制保溫爐中合金液的溫度來實現控制澆注溫度。

對于不同形狀、結構的鑄件,澆注溫度可控制在630-730℃;對薄壁復雜件,可采用較高溫度,以提高金屬液的流動性,獲得良好的成型;對厚壁結構件,可采用較低溫度,以減少凝固收縮。但澆注溫度過高,鋁水中吸氣量會增加,使鑄件厚壁處易產生針孔、縮孔、表面起泡;同時對模具腐蝕加快,使模具過早老化、龜裂。澆注溫度過低,流動性差,易產生冷隔、流紋、澆注不足等缺陷;溫度過低鋁易產生成分偏差,使鑄件中存在硬質點,造成后加工困難。壓鑄模具隨著澆注溫度升高,機械性能明顯下降。

二、模具溫度

模具溫度一般指模具表面溫度,其標準狀態應為合金液澆注溫度1/3左右,模具溫度極大影響到壓鑄件機械性能、尺寸精度和壓鑄模的壽命。

1、模溫影響壓鑄模壽命

在連續壓鑄生產過程中,每壓鑄一次,模具溫度就從高溫到低溫循環一次,不斷被加熱冷卻,模具內部因溫差產生熱應力。當模具材料處于韌性狀態時,應力使模具產生塑性變形;而處于脆性狀態時,應力使模具產生熱裂紋、開裂。周期性熱應力作用導致模具熱疲勞,產生龜裂。 模溫過高,模具易變形。

2、模溫影響脫模劑效果

當模溫過高,脫模劑在高溫下過量揮發,不能形成致密的皮膜,易造成粘模。而模溫過低,則脫模劑形成的皮膜含有未揮發的水分,使脫模效果差,還會導致鑄件氣孔,冷隔缺陷出現。

3、模溫影響壓鑄件質量

當模具溫度低于130度:由于鑄型溫度過低,鑄件幾乎全部發生欠鑄、破裂、冷隔、流紋等缺陷,成品率幾乎為零。

當模具溫度在130-150度之間時:由于鑄型溫度接近理想溫度,則鑄件可能成型,但質量不穩定。多數工現流紋與冷隔。

當模具溫度在150-300度之間時:合適的鑄造穩定區域。

當模具溫度高于300度時:鑄件溫度過高,易產生表面氣泡、粘模、收縮、焊合等缺陷。

由此可見,模溫超過250℃以上,力學性能下降。

4、模具熱平衡

模溫直接影響壓鑄件質量和生產率,為了提高壓鑄生產的穩定性,模具吸熱和散熱應保持熱平衡。

Q0=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5

Q0-Q1=Q2+Q3+Q4+Q5

式中:

Q0為一模次金屬液傳給模具的熱量(J)

Q1為頂出鑄件帶出的熱量(J);

Q2為模具吸儲的熱量(J);

Q3為冷卻水帶走的熱量(J);

Q4為自然散走的熱量(J);

Q5為噴涂脫模劑帶走熱量(J)。

例:ADC12鑄件重1kg,澆注溫度650℃,鑄件取出溫度465℃,比熱容1.09J/(kg·℃),總顯熱量201kJ/kg,凝固潛熱389kJ/kg,則:模具吸入熱量-鑄件帶出熱量=[(650–465)x1.09+389]=590kJ從這個分析表明,模具吸收熱量大于帶出熱量。為了提高生產率,靠自然散熱,噴涂時散熱是有限的,主要靠冷卻水,通過控制水量、水壓、水溫、管道布置來控制模具溫度。更先進的方法是采用模溫機。

5、模具工作溫度

1)預熱溫度:150-180℃。

預熱好處:

①避免金屬液因激冷而降低流動性:

②提高模具的韌性;

③降低溫度差,保護模具。

2)工作保持溫度:180–280℃。

6、生產中注意的問題

1)壓鑄生產前先預熱模具。

2)每一個壓鑄件的生產周期(從澆注到取出鑄件)盡量做到一致,要求操作工的工作節奏一致。

3)經常檢查模具溫度并及時調整,保持一個穩定的溫度場。

4)對于大型鑄件、厚壁鑄件,控制模溫可使合金液在冷卻過程中實現順序凝固,得到充分補縮,以消除縮松、縮孔缺陷。

5)控制模溫最好的方法是采用自動模溫控制系統、模溫機。而目前大部分中、小型壓鑄機操作工對模溫控制仍然憑經驗和感性認識。

模溫高了,噴多些脫模劑;模溫低了,噴少些。盡管這樣也可以控溫,但同時也帶來對鑄件質量、模具壽命的不利影響,不科學的操作習慣是非常有害的。

現在,為了維持最佳的鑄型溫度,國內外很多廠家已采用一系列的自動控溫設備,通過熱電偶所探測的溫度,來控制冷卻水管的電磁閥的開、閉和水量大小另外,某些廠家還使用了具有預熱和冷卻兩種機能的壓鑄專用模溫機。以求控制模具的溫度在最佳范圍內。

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