[摘要] 9、型(模)具的预热 预热型(模)具的目的是防止型(模)具受热冲击造成的开裂,减少由
9、型(模)具的预热 预热型(模)具的目的是防止型(模)具受热冲击造成的开裂,减少由于型(模)具温度而使铸件激冷而包型力增大,导致推杆、型芯的损坏。在生产铝合金铸件时,其型芯、型腔的表面预热温度一般为150~210℃。
预热时要尽量使型(模)具各部分慢慢地均匀升温,特别对细长凸出部分、棱角部分很容易过热。预热前应对型(模)具清理干净,在型芯、推杆上不能涂润滑油,因为这些油脂在过热时,不但会结垢,还会对型(模)具表面起腐蚀作用。型(模)具预热是压铸生产前的最后准备工作,因此只有确认已做好所有其他准备工作后,才能预热型(模)具。预热后要检查各活动部位的情况,注意活动型芯、推杆、滑块等不得有卡模现象。
10、型(模)具温度、压铸周期和冷却水量控制
型(模)具温度、压铸周期和冷却水量有直接关系,一般来说,周期时间长,型(模)温低;周期时间短,模温高。冷却水量大,型(模)温低;水量小,模温高。型(模)温太低容易产生欠铸、缺肉、冷隔、花纹、收缩、裂缝等缺陷;而型(模)温太高,冷凝速度就慢,易产生缩孔、气孔、针孔、热积、热裂纹和粘模等现象。铝合金型(模)具温度的控制范围为210~300℃,这里所指的型(模)具工作温度,也就是清理,喷涂离型(模)剂后,合型(模)前的型(模)具温度。而且温度测量点应选择在有代表性的固定的一点上,因为在开型(模)取件后,型(模)具温度就开始下降,测温时间不同,所测得的温度也不一样。虽然型(模)具设计时,为了使其温度分布均匀,设有冷却通道和溢流槽,但整体来说,总是有温差不平衡现象,所测量点选择不一致,所测得的温度也会不一样。型(模)具温度是影响铸件质量的工艺参数之一,要控制型(模)具温度首先要稳定压铸周期时间,其次是在所生产铸件的表面质量上判别型(模)具的温度场分布,然后调节冷却水道的通水量,使之符合生产优质铸件的条件。此外,在中断作业时,不要忘记关掉冷却水。
11、冲头与压射室
压铸机的冲头与压射室的中心线同轴度误差必须在规定值之内,如果超差,压射时阻力增大,难以得到应有的冲头速度和压射压力,铸件的质量当然会下降;同时还会发生冲头和压射室卡住、配合面磨损、缩短冲头或压射室的寿命。在安装和使用中应注意以下几点:
1)冲头和压射室在不预热时,两者的间隙一般为0.12~0.17mm,如不预热,生产时会产生卡住或飞溅伤人事故,所以生产前一定要在合型(模)状态下,往压射室中倒入适量的合金熔液,在压射室内停留一定时间后等到凝固时才能开型(模)取出,这样反复2~3次,其间隙会缩小到正常值,然后才能转入正常运转。
2)冲头内部在生产中必须有水进行冷却。一般情况下,在压射前的瞬间,其表面温度在80℃以下,过热会产生卡住现象。冷却水应是从冲头连接杆中间的铜管孔中流入,从管的外壁流出,这样才能达到充分冷却的效果。如果流道反向,冷却效果就差,冲头温度就会升高,冲头与压射室的间隙就会变小,致使冲头加快磨损,甚至出现卡住现象,因此,在装冷却水管时,必须认准进出水的方向。
3)冲头的润滑来自冲头润滑装置,其润滑量必须小心控制,一般每压射一次其润滑量只需2~4滴,过多的润滑油会造成合金液中含气增加,影响铸件的质量。
12、浇口套
浇口套在型(模)具上虽然不是一个成形的零件,但它却是一个影响压铸生产能否正常进行、决定压铸生产质量的关键零件,如果浇口套的尺寸精度、装配以及在型(模)具安装中出现误差将会使冲头的压射速度和压力受损失,也会使冲头的使用寿命下降。在一般情况下,由于型(模)具安装中不可能使浇口套与压射室完全同轴,因此浇口套的内径大于0.04~0.06mm,以弥补两者的孔位的错位面造成冲头的阻塞。在使用和安装中应注意以下几点:
1)在安装型(模)具前应检查浇口套内孔的尺寸和表面粗糙度,孔口(包括肩台孔口)应无磕碰和磨损。
2)安装型(模)具中检查压射室的尺寸和表面粗糙。安装后应用冲头从分型面处放入孔内,试探在与压射室的交接处是否有阻塞感觉。
3)每一次生产时,必须对浇口套内孔进行清理吹气,如发现生产中飞边太大或冲头回程时有卡住现象,应查明原因及时处理。
三、压铸合金熔炼概述
压铸合金以有色合金为主,有色合金大多具有熔点低、容易过热而产生吸气、氧化、结晶粗大等特征。一旦在熔炼中发生过热,即使将熔液温度降低也不能改变所产生的不良后果,只有将合金液自然冷却至固态后重新升温熔化,方能改善。
每种合金都有各自金属元素的含量。如一个元素的含量超标,那么这种合金材料就是不合格材料,因此,一种牌号的合金绝对不能混入第二种牌号的合金,也不能混入任何其他元素,这一点是极其重要的。
合金在熔液状态下的持续时间较长,接触铁的机会很多,舀勺频繁,回炉又占一定的比例,因此,合金的增铁、污染、氧化的可能性多,所以在各种料锭、成品、废品及炉料的管理和作业中都应做好以下几方面工作:
1、各类合金的料锭、废品及炉料(浇口、溢流槽)及碎屑片应分类定置保管,防止合金混淆。
2、铝合金熔液在高温下会熔解铁,故凡接触熔液的工具、坩埚、容器等,其表面均须定期清理,涂上专用涂料,烘干预热后方能使用,防止增铁。
3、随着合金熔炼温度的升高和保温时间的增长,其氧化程度会增大,合金中的氧化物对合金的铸造性能都是不利的。因此必须保证炉料进炉时的清洁度,尽可能缩短合金液保温时间,尽可能减少搅拌,保持液面氧化膜的完整,避免边熔炼边生产而将浇口直接回入熔液中,防止合金液进一步氧化和氧化物混入铸件。
4、合金液的吸气是必然现象,特别是铝合金,但是熔液中的气体绝大多数来自于炉料工具表面的潮气,因此熔炼工具在使用前均需充分预热并烘干后方能使用,防止熔液中的含气量增加。
5、为了去除合金熔液中非金属夹入物(固态氧化物)、气体,熔液使用前都应用精炼剂(熔剂)进行除气精炼。在熔炼中应严格控制炉料的清洁度和熔炼工艺,过高的熔炼温度会使某些金属元素烧损或合金结晶粗大,熔炼温度太低也会使某些元素产生"偏析"(不溶解)。为了保证合金液的质量,除了保持合金材料的清洁度外,控制熔炼温度是极为重要的。
四、铝合金熔炼工艺
1、性能特征
目前压铸件数量最多的就是铝合金,它具有重量轻、比强度高,有较高的力学性能和耐腐蚀性能等。但与锌合金相比,它的铸造性能相对要差,有粘模倾向,在熔炼中更易产生氧化、吸气、偏析、夹渣、结晶粒大等缺陷,铁是铝合金中的有害元素,但铝合金中的含铁量低于0.6%时,在生产过程中容易产生粘模,高于1%时,会使合金中力学性能降低。铝合金"增铁"的原因主要来自三个方面:
1)熔炼过程中,铁和合金接触机会较多,如坩埚、铁勺、浇包、熔炼工具等,它们的表面均应涂上涂料。
2)铁在铝合金熔液中溶解速度随温度升高而增大,铝合金熔炼温度高于750℃时,即称为"铝合金过烧",这时候铁的溶解速度增大很快。
3)铝合金中的增铁除了温度因素外,还与时间有关,即保温时间越长,增铁量越多,吸气量也增加,因此尽量减少保温时间对合金增铁,吸气的减少都是有利的。
2、铸铁坩埚及熔炼工具、涂料的使用方法
铸铁坩埚及工具预热至120~200℃后,在其表面涂上或喷上涂料,可重复喷涂2~3次,以获得致密、均匀的涂层,随后徐徐加热到200~300℃,以烘干排除水分。
3、熔炼坩埚
铸铁坩埚也用于铝合金的保温炉中,因铝合金的熔化温度高,易损坏坩埚,其损坏原因有以下因素:
1)表面涂料喷涂不好,造成坩埚腐蚀严重。
2)在正常情况下,采用铸铁坩埚保温时,其溶液温度为620~680℃(按不同合金牌号的铸件的要求而异),如将铸铁坩埚作熔化兼保温时,则埚壁最高温度可达800℃以下;当合金过热时,埚壁温度可达850℃以上,如此温度下,铸铁的抗拉强度很低,稍受载荷或冲击,极可能出现裂纹。
3)由于铝合金熔液对铁的侵蚀使铸铁埚壁的内部和外表同时受到侵蚀和烧损,就会加剧裂纹出现的可能。从安全和维护合金质量出发,在连续使用时,应经常清除残渣,涂上涂料,转换坩埚方向使用。使用期限:作保温用为150h左右;作熔化用为100h左右。
4)纯铝熔炼时,应用石墨坩埚。石墨坩埚易碎裂,并吸潮,搬运存放时必须轻挪轻放,避免撞击,应存放在防晒及干燥的场合,使用时应注意以下事项:
①首次使用前,应置于熔炉侧缓缓烘干36h,温度不高于80~100℃。
②坩埚入炉前,应先将炉壁加热至200~250℃,然后将预热的坩埚放入炉内的填砖上,点火徐徐加热20~30min;再开中火加热坩埚,直到坩埚底呈暗红色,再仔细观察检查坩埚确无伤裂,即可将合金放入进行熔化。
③料锭加入坩埚切忌撞击埚壁埚底,如熔炼中发现铝料板结埚壁,切莫扳撬,防止损坏坩埚。
④使用结束前,必须把坩埚内存余料全部舀出,热坩埚切忌受潮,应放置在干燥的火砖上。
4、熔炼方法
对于大中型压铸厂家铝合金是采用中央熔炉熔炼后再分配到保温炉保温,而小型的压铸厂家,通常每台压铸机配备一台以轻柴油为燃料的熔炉,也可采用电熔炉。中央熔炉的熔炼操作要求如下:
1)锭料与回炉料应搭配使用,回炉料的比例不大于50%,回炉料是指浇口溢流槽、废铸件,不包括飞边和残屑。
2)入炉的料锭和回炉料的表面应干净,干燥,先以小料(回炉料)填底,加入料锭,以防砸坏炉底。
3)炉料熔化开始即用覆盖剂撒在液面上,要覆盖全部金属液面,防止氧化和吸气。
4)铝合金液的出水温度应为720~750℃,盛铝液的浇包应预热及涂上涂料。当铝液离浇包口端100mm处即停止放液,并以备好的干燥精炼剂用钟罩压入合金液底部,除气精炼后即运至保温炉保温。
5)从浇包中的铝液倒入保温炉坩埚时应稳妥,防止铝液飞溅伤人和卷入空气,当倒入的铝液至离埚口端50mm处止。
6)表面氧化、污染和经油漆、电镀的浇口或铸件都不能直接加入中央熔炉,须经重新熔化处理后经化验合格,凝固成块后方可回炉。
7)采用轻柴油炉熔炼,均不应产生浓黑烟雾,黑烟雾来自于柴油的不完全燃烧或炉料有油污,这不单是浪费燃料,污染环境,又会造成合金液的吸气。发现炉内冒出黑烟,须调节风门大小,采取消除黑烟措施。