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压铸工艺中的温度控制和影响

时间:2021-03-06
    压铸工艺中的温度控制和影响
压铸工艺中的温度控制和影响
  

    压铸生产中的温度指标有两项。一是浇注温度。二是模具温度。下面东锜模具钢分别讨论这两项温度指标对压铸生产的影响。

  

    一、浇注温度

  

    浇注温度是指金属液自压室进入型腔填充时的温度,生产中是通过控制保温炉中合金液的温度来实现控制浇注温度。

  

    对于不同形状、结构的铸件,浇注温度可控制在630-730℃;对薄壁复杂件,可采用较高温度,以提高金属液的流动性,获得良好的成型;对厚壁结构件,可采用较低温度,以减少凝固收缩。但浇注温度过高,铝水中吸气量会增加,使铸件厚壁处易产生针孔、缩孔、表面起泡;同时对模具腐蚀加快,使模具过早老化、龟裂。浇注温度过低,流动性差,易产生冷隔、流纹、浇注不足等缺陷;温度过低铝易产生成分偏差,使铸件中存在硬质点,造成后加工困难。压铸模具随着浇注温度升高,机械性能明显下降。

  

    二、模具温度

  

    模具温度一般指模具表面温度,其标准状态应为合金液浇注温度1/3左右,模具温度极大影响到压铸件机械性能、尺寸精度和压铸模的寿命。

  

    1、模温影响压铸模寿命

  

    在连续压铸生产过程中,每压铸一次,模具温度就从高温到低温循环一次,不断被加热冷却,模具内部因温差产生热应力。当模具材料处于韧性状态时,应力使模具产生塑性变形;而处于脆性状态时,应力使模具产生热裂纹、开裂。周期性热应力作用导致模具热疲劳,产生龟裂。 模温过高,模具易变形。

  

    2、模温影响脱模剂效果

  

    当模温过高,脱模剂在高温下过量挥发,不能形成致密的皮膜,易造成粘模。而模温过低,则脱模剂形成的皮膜含有未挥发的水分,使脱模效果差,还会导致铸件气孔,冷隔缺陷出现。

  

    3、模温影响压铸件质量

  

    当模具温度低于130度:由于铸型温度过低,铸件几乎全部发生欠铸、破裂、冷隔、流纹等缺陷,成品率几乎为零。

  

    当模具温度在130-150度之间时:由于铸型温度接近理想温度,则铸件可能成型,但质量不稳定。多数工现流纹与冷隔。

  

    当模具温度在150-300度之间时:合适的铸造稳定区域。

  

    当模具温度高于300度时:铸件温度过高,易产生表面气泡、粘模、收缩、焊合等缺陷。

  

    由此可见,模温超过250℃以上,力学性能下降。

  

    4、模具热平衡

  

    模温直接影响压铸件质量和生产率,为了提高压铸生产的稳定性,模具吸热和散热应保持热平衡。

  

    Q0=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5

  

    Q0-Q1=Q2+Q3+Q4+Q5

  

    式中:

  

    Q0为一模次金属液传给模具的热量(J)

  

    Q1为顶出铸件带出的热量(J);

  

    Q2为模具吸储的热量(J);

  

    Q3为冷却水带走的热量(J);

  

    Q4为自然散走的热量(J);

  

    Q5为喷涂脱模剂带走热量(J)。

  

    例:ADC12铸件重1kg,浇注温度650℃,铸件取出温度465℃,比热容1.09J/(kg·℃),总显热量201kJ/kg,凝固潜热389kJ/kg,则:模具吸入热量-铸件带出热量=[(650–465)x1.09+389]=590kJ从这个分析表明,模具吸收热量大于带出热量。为了提高生产率,靠自然散热,喷涂时散热是有限的,主要靠冷却水,通过控制水量、水压、水温、管道布置来控制模具温度。更先进的方法是采用模温机。

  

    5、模具工作温度

  

    1)预热温度:150-180℃。

  

    预热好处:

  

    ①避免金属液因激冷而降低流动性:

  

    ②提高模具的韧性;

  

    ③降低温度差,保护模具。

  

    2)工作保持温度:180–280℃。

  

    6、生产中注意的问题

  

    1)压铸生产前先预热模具。

  

    2)每一个压铸件的生产周期(从浇注到取出铸件)尽量做到一致,要求操作工的工作节奏一致。

  

    3)经常检查模具温度并及时调整,保持一个稳定的温度场。

  

    4)对于大型铸件、厚壁铸件,控制模温可使合金液在冷却过程中实现顺序凝固,得到充分补缩,以消除缩松、缩孔缺陷。

  

    5)控制模温最好的方法是采用自动模温控制系统、模温机。而目前大部分中、小型压铸机操作工对模温控制仍然凭经验和感性认识。

  

    模温高了,喷多些脱模剂;模温低了,喷少些。尽管这样也可以控温,但同时也带来对铸件质量、模具寿命的不利影响,不科学的操作习惯是非常有害的。

  

    现在,为了维持最佳的铸型温度,国内外很多厂家已采用一系列的自动控温设备,通过热电偶所探测的温度,来控制冷却水管的电磁阀的开、闭和水量大小另外,某些厂家还使用了具有预热和冷却两种机能的压铸专用模温机。以求控制模具的温度在最佳范围内。