?東莞鋅合金壓鑄是一種利用高壓將液態(tài)鋅合金注入壓鑄模具型腔中,使其快速凝固成型的鑄造方法。它是壓鑄工藝的一種,主要用于制造形狀復雜、尺寸精度要求較高、表面質量良好的鋅合金零部件。
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壓鑄工藝參數優(yōu)化
調整壓射壓力和速度:
原理:壓射壓力和速度是鋅合金壓鑄過程中的關鍵參數。如果壓射壓力過大或速度過快,液態(tài)鋅合金在高速沖擊模具型腔時,可能會對型腔表面產生過度的沖擊,進而導致鑄件表面出現(xiàn)壓痕。適當降低壓射壓力和速度,可以使液態(tài)鋅合金更平穩(wěn)地填充模具型腔。
操作方法:根據鑄件的形狀、尺寸和壁厚等因素,逐步調整壓射壓力和速度。對于薄壁鑄件,壓射壓力一般控制在 30 - 50MPa,壓射速度在 2 - 4m/s;對于厚壁鑄件,壓力可適當提高到 50 - 70MPa,速度在 3 - 5m/s。在調整過程中,需要通過試模來觀察鑄件表面質量,找到最佳的參數組合。
優(yōu)化填充時間和保壓時間:
原理:填充時間決定了液態(tài)鋅合金填充模具型腔的快慢。如果填充時間過短,可能會導致液態(tài)鋅合金沒有完全填充型腔就開始凝固,產生冷隔等缺陷;而填充時間過長,可能會使液態(tài)鋅合金在型腔中停留時間過長,增加產生壓痕的風險。保壓時間也很重要,適當的保壓可以使鑄件在凝固過程中得到足夠的壓力補充,減少縮孔和變形,從而間接減少表面壓痕。
操作方法:通過試驗和經驗來確定合適的填充時間和保壓時間。一般來說,填充時間根據鑄件的復雜程度和大小而定,小型簡單鑄件的填充時間可以控制在 0.5 - 1.5 秒,大型復雜鑄件的填充時間可能需要 2 - 4 秒。保壓時間通常在 5 - 15 秒之間,具體要根據鑄件的壁厚和結構進行調整。
模具優(yōu)化設計與維護
改進模具型腔表面質量:
拋光處理:對模具型腔表面進行精細的拋光可以降低表面粗糙度,使液態(tài)鋅合金在填充過程中能夠更順暢地貼合型腔表面,減少因表面不平整而產生的壓痕。拋光后的模具型腔表面粗糙度(Ra)應達到 0.2 - 0.4μm??梢圆捎脵C械拋光、電解拋光等方法,機械拋光適用于一般的模具表面,電解拋光則可以對復雜形狀的模具型腔進行更均勻的拋光處理。
涂層處理:在模具型腔表面涂上一層耐高溫、耐磨的涂層,如氮化鈦(TiN)涂層、類金剛石(DLC)涂層等。這些涂層可以提高模具表面的硬度和耐磨性,減少液態(tài)鋅合金對模具的摩擦和沖擊,從而降低壓痕產生的可能性。涂層的厚度一般在 1 - 5μm 之間,通過物理氣相沉積(PVD)或化學氣相沉積(CVD)等方法進行涂覆。
優(yōu)化模具結構設計:
澆口和流道設計:合理設計澆口和流道的位置、形狀和尺寸,確保液態(tài)鋅合金能夠均勻、平穩(wěn)地進入模具型腔。澆口位置應盡量選擇在鑄件壁厚較大的部位,使液態(tài)鋅合金能夠按照合理的順序填充型腔。流道的形狀可以采用梯形或半圓形,其尺寸要根據鑄件的大小和液態(tài)鋅合金的流量來確定,以避免液態(tài)鋅合金在流道中產生紊流和壓力損失。
頂出系統(tǒng)設計:優(yōu)化模具的頂出系統(tǒng),確保鑄件能夠順利脫模而不會對鑄件表面造成損傷。頂出針的位置要合理選擇,盡量分布在鑄件壁厚較大的部位,并且頂出針的頭部要進行適當的設計,如采用圓形、半球形等形狀,以減小頂出時對鑄件表面的壓強。同時,可以考慮采用推板頂出或斜頂等方式,根據鑄件的具體形狀來選擇最適合的頂出方法。
模具維護與保養(yǎng):
定期清理和檢查模具:在壓鑄過程中,模具型腔可能會積累一些鋅合金殘渣、氧化皮等雜質。定期對模具進行清理,可以采用高壓空氣吹洗、化學清洗等方法,去除這些雜質。同時,要定期檢查模具的磨損情況,如發(fā)現(xiàn)模具型腔表面有磨損、拉傷等情況,要及時進行修復。
模具的冷卻和潤滑:合理的模具冷卻可以控制鑄件的凝固順序,減少因熱應力導致的鑄件變形和壓痕。要確保模具冷卻系統(tǒng)的暢通,定期檢查冷卻管道是否堵塞。此外,適當的潤滑可以減少液態(tài)鋅合金與模具之間的摩擦。可以使用專用的壓鑄模具潤滑劑,在每次壓鑄前對模具型腔進行噴涂,注意潤滑劑的用量要適中,避免過多的潤滑劑進入型腔影響鑄件質量。
原材料質量控制與處理
確保鋅合金質量:
純度和成分控制:鋅合金的純度和成分對壓鑄過程和鑄件質量有很大影響。確保鋅合金原料的純度符合要求,盡量減少雜質含量。同時,要嚴格控制合金元素(如鋁、銅、鎂等)的比例,因為不同的合金成分會影響鋅合金的流動性、收縮率等性能。例如,合適的鋁含量可以提高鋅合金的流動性和強度,減少鑄件表面缺陷。
原料預處理:在壓鑄前,對鋅合金原料進行預處理??梢圆捎镁珶挼确椒ㄈコ现械臍怏w和雜質。例如,通過吹氣攪拌或添加精煉劑等方式,使鋅合金中的氫氣等氣體逸出,減少壓鑄過程中因氣體析出而產生的氣孔和壓痕。
控制原材料溫度:
熔化溫度控制:在鋅合金熔化過程中,嚴格控制熔化溫度。溫度過高可能會導致鋅合金氧化加劇,增加雜質含量,同時也會使液態(tài)鋅合金的粘度降低,增加對模具的沖刷力,產生壓痕。溫度過低則會使鋅合金熔化不完全,影響流動性。鋅合金的熔化溫度一般控制在 400 - 450℃之間,并且要使用精確的溫度測量設備進行監(jiān)控。
澆注溫度調整:澆注溫度是指液態(tài)鋅合金進入模具型腔時的溫度。合適的澆注溫度可以使鋅合金具有良好的流動性,同時減少對模具的熱沖擊。澆注溫度一般比熔化溫度略低,通常在 400 - 430℃之間。根據鑄件的復雜程度和壁厚等因素,可以適當調整澆注溫度,對于復雜薄壁鑄件,澆注溫度可以稍高一些,以確保液態(tài)鋅合金能夠完全填充型腔。