压铸工艺参数分析(四)
压铸工艺参数分析(四)
2010-01-11 18:35  点击:784
[摘要]    4、比压的控制及其作用      "比压"是单位面积上所受到的压力。在每一次压射中,都是由
    4、比压的控制及其作用 
    "比压"是单位面积上所受到的压力。在每一次压射中,都是由压力推动冲头,将压射室中的金属液通过内浇口充满型腔,直至压实成形。按照填充加压的程序和作用,把其全过程划分为两部分,即压射比压和增压比压。
    (1)压射比压 其是冲头在快速压射中,将压射室中的金属液在设定时间内注入内浇口,直至填满型腔所需要的压力。这个压力的产生,来自于金属液高速通过内浇口时的阻力,压力的大小与内浇口的截面积、充填时间的长短成反比,与充填速度成正比。一般来说,它的比压值在极短的时间内跳跃出现,很难察觉,只有用参数测试仪器进行测试时,才能在屏幕上显示它的大小和变化。
    压射比压由充型时的工艺参数以及内浇口面积等参数来确定,它在型(模)具设计中以及选择设备功能时已考虑了这个因素,然而它对铸件的质量确实有很大的影响,为最终压力(增压比压)的实现奠定了基础。
    (2)增压比压 在铸件生产中,最终比压就是在当金属液充满型腔后,在金属液尚未凝固前,单位面积所受到的压力。增压比压是指压射液压缸增压后冲头作用在金属液上的最终压力。由于金属液充满型腔后冷却极快,尤其是内浇口部位冷却更快,仅有0.80~2.5。,因此要求增压建压时间必须在0.03~0.04s内完成,这是压铸机压射系统性能的主要指标之一。在铝合金生产中压射比压一般在30MPa 左右,由于压射比压较低,它仅能推动金属液通过内浇口基本充满型腔,形成铸件的基本轮廓,而增压比压却要比压射比压高得多,因此在充满型腔以后的同时,紧接着加上高的比压,会使铸件的外观轮廓更为清晰,金属的内部组织更为细密,使铸件的质量有显著提高。但是这些效果也只有在铸件具有一定壁厚以及在金属充填中没有空气卷入才能实现,因为高比压并不能消除缩孔或气孔,气孔在高比压下只能减少体积,而不能排除气孔,所以,盲目地无原则地采用高比压生产,只会使铸件的飞边增加,型(模)具使用寿命降低,而得不到应有的效果。
    5、压射速度的控制及作用
    压射速度是指冲头在单位时间内运动的距离,在一般压铸机上的压射系统中设有二级速度,即慢速压射速度和快速压射速度。也有少数压铸机上设有三级速度。即:慢速、较快和快速。每级压射速度都起到不同的作用和效果,应按铸件的需要给予调定。
    (1)慢压射速度 慢压射速度是冲头自开始运动起,将压射室中的金属液推向前进,使金属液在压射室中的液面升高注满,直至将金属液送到内浇口之前的前进速度,慢压射速度选择的原则是:
    1)使金属液在倒入压射室内到金属液注入内浇口时热量损失为最少。
    2)在冲头向前推进中,使金属液不产生翻滚、涌浪现象,卷入气体为最少。
    3)防止金属液从浇口中溅出。
    (2)快压射速度 快压射速度是在冲头推送金属液将其送入浇口之前的瞬间直至充满型腔为止时的速度。这一级速度的选择原则是:
    1)金属液在充满型腔前必须具有良好的流动性。
    2)保持金属液能快速有序充满型腔,并把型腔中的气体排出到型腔外。
    3)不形成高速的金属流冲刷型腔或型芯,避免粘型(模)现象的产生。这一阶段的速度可按合金种类和铸件结构,在2.5~5m/s间选择,只有极个别的铸件,需超过5m/s的压射速度。压射速度高,铸件外形轮廓的清晰度好,表面质量高。过高的压射速度会使铸件的内部存在气孔、表面层气泡增多,飞边增大,甚至产生型(模)具冲蚀现象;压射速度太低,铸件会出现欠铸或轮廓不清等缺陷。因此压射速度的选择应按铸件所用的合金、结构而区别,在一般情况下均应该从低限向高限逐步的调整,在不影响铸件质量 的前提下,以较低的充填速度为宜。二级速度的高或低,二级速度的起始点的调定,对铸件质量都是极为重要的。
    (3)三级速度 设有三级速度的机器较少,其目的在于缓解用二级速度充型中的矛盾,在整个压射过程中,其允许的时间极短,特别是充填速度、充填时间都是有限定的,可调节的范围极少,只有在大型的压铸机上,其压射行程较长时,三级压射才可显示它的优越性。
    6、蓄能器压力的控制
    1、蓄能器是压铸机储存能量的容器,在正常情况下蓄能器内氮气压力约占75%~80%,液压油压力约占20%~25%。它为机器的各液压缸输送高压工作液,所以蓄能器是机器工作时提供能量的地方,但是它的能量储存是有限的,只有在氮气压力和液压油压力的比例在规定范围内时才能提供所需的工作能量。在正常情况下,每压射一次,蓄能器压力下降值不得超过工作压力的10%,若大于10%时,则为不正常,造成不正常的原因是:
    1)氮气压力小于规定范围,需要充入氮气到规定值。
    2)蓄能器所供给的液压缸有泄漏,蓄能器内放出的高压油容量超过规定容量,须检查泄漏原因。 
    应该注意的是:氮气的充入如果超过规定压力时,蓄能器内的氮气所占的容积太多,工作液的容量不够一次压射所需的容量,蓄能器的液压油将会全部泄出,这时蓄能器内的能量已全部耗尽而失去作用。
    7、型(模)具的清理
    在压铸生产过程中,型(模)具的分型面上、镶块的接逢间、活动部位的配合面上可能产生飞边,它们会影响铸件精度或造成型(模)具事故,甚至人身事故,所以必须每模要清理干净,飞边产生原因如下:
    (1)产生在整个型(模)具分型面上的飞边 这是型(模)具分型面不够平整,使型(模)具的分型面没能完全闭合、压铸机锁型(模)力不够、型(模)具安装时分型面不平行、平面不平整、型(模)具刚性不足、型(模)具变形等引起。分型面上的飞边不但影响铸件尺寸,还影响操作环境与安全,故必须及时修整。
    (2)固定镶嵌的型芯、活动配合面间的飞边
    主要是型(模)具的精度不好,间隙太大造成或磨损等原因而形成飞边。这些飞边如不及时处理,留在接缝间,就会在重复生产铸件的相应部位上形成"缺肉"的缺陷;若留在滑动部位的槽隙内,会卡住、咬伤配合面,甚至使滑动部位卡住,必须及时清理。
    (3)溢流槽和排气槽上的飞边 溢流槽的起模斜度小,加工粗糙,而且未设推杆等会使它留在溢流槽内;排气槽表面加工粗糙也会粘附飞边,这些飞边残屑如不清理干净,会影响型(模)具的排气作用,铸件上会产生花纹、冷隔、气孔、气泡等缺陷。
    (4)脱型(模)剂和润滑剂的残渣、污垢 脱型(模)剂和润滑剂的残渣、污垢堆积在型腔或排气槽上,会使型腔形状失真或精度失准,在铸件上表现为轮廓不清和尺寸超差;如果留在排气槽中,就会明显降低排气作用,影响铸件外观或产生缺陷。
    (5)飞边造成型(模)具表面"凹陷" 型(模)具上的飞边如不每一模及时清理干净,当再次合型(模)时就可能在飞边残留部位留下印痕或凹陷,这些飞边如果在型腔边上离型腔很近时就塌落,使该部位的起模斜度减少,甚至形成倒斜度而使铸件拉毛。如果飞边残留在滑动配合处的分型面上,就会破坏其配合间隙,而使活动部位失常。
    除了上述的由于型(模)具制造、操作不当原因而导致产生飞边外,恰当选择压铸工艺参数也是极其重要的,如压射速度、比压、合金液温度、型(模)具温度等等对飞边的产生也有很大的影响,这些工艺参数选用过高均会造成飞边加剧产生。
    一般在分型面上的飞边可用喷枪喷出压缩空气来除净,但钻进缝隙的飞边必须用工具铲除,有的飞边已经和型(模)具表面粘合,更需要仔细地铲除。但在铲除飞边时,应保持该型腔表面的平整和光洁度,如果不做到这一点,那么飞边就会增厚或加大,形成恶性循环。清理型(模)具必须以不伤害型(模)面为前提,这对用气枪吹飞边也好,用工具铲除也好,都是一样,切忌用淬硬的铲子去除,这样极易损坏型(模)具。
    8、离型(脱模)剂、润滑剂的喷涂
    使用离型(脱模)剂的目的在于型腔、型芯表面形成一层极薄的非金属膜而有利于铸件离型(脱模),而这层薄膜的形成是有一定条件的,即型具的表面须有适当的温度,而且离型(脱模)剂必须是细雾状的,如果离型(脱模)剂是液滴或是水珠,那么它们接触型(模)具表面后就会形成高压气泡而反弹,不能粘附在型(模)面上。离型(脱模)剂的使用量尽可能少而且要喷涂均匀,达到铸件能够顺利脱模即可。把离型(脱模)剂用于冷却型(模)具是不合理的,离型(脱模)剂用量太多时,会造成铸件产生疏松、夹渣、花斑、气泡、气孔等缺陷。
    润滑剂是用于滑动机构的零件上,如活动型芯、嵌块、推杆、复位杆、导柱、滑块等表面,以减少它们与相对件的机械摩擦,它不像离型(模)剂那样每次生产都要涂,用量太多也会影响铸件的质量。防粘剂(顶针油)只能用于推杆以及容易产生粘型(模)的部位,它的用量必须严格控制,用量过多会在铸件上留下明显的花斑或疏松而造成次品,其用量必须控制到最少为宜。
    冲头润滑剂的使用,对冲头的寿命、铸件的质量至关重要。使用冲头润滑剂的目的在于减少冲头和压射室的机械摩擦,因为冲头和压射室是压铸生产中热量最集中,条件最恶劣,而且直接影响压射效能的关键部位,它既不能稍有阻塞,也不能润滑过量,过量的或是不恰当的润滑剂会污染合金,产生大量的气体而导致铸件产生缺陷。因此,只要在冲头送出料饼时适当地给以喷涂,在冲头返回后,对压射室给予清理,并在冲头上给予均匀涂上冲头润滑剂。一般压射室中是不需要有润滑,更不允许有过多的润滑剂,所以操作者经常注意冲头润滑装置的工作状态,调整滴油的次数和时间。

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