壓力鑄造由于其發(fā)展的迅速已成為鑄造行業(yè),蓬勃興起的產(chǎn)業(yè)部門和重要市場,對優(yōu)質(zhì)壓鑄件的不斷增長需求,促使壓鑄行業(yè)在高性能設(shè)備、先進(jìn)的工藝方法、壓鑄合金性能提高、模具制造技術(shù)的進(jìn)步等領(lǐng)域都有了顯著的改觀,但與國外先進(jìn)壓鑄技術(shù)比較,總體差距仍不小,為此技術(shù)創(chuàng)新已成為壓鑄行業(yè)發(fā)展的動力。
提高壓鑄件質(zhì)量,適應(yīng)國內(nèi)外市場的需求,不斷探討壓鑄技術(shù)發(fā)展滯后于生產(chǎn)發(fā)展的因素已成為當(dāng)前壓鑄行業(yè)普遍關(guān)心的問題,本文就壓鑄工藝中壓鑄模溫度控制對壓鑄件質(zhì)量的影響問題進(jìn)行初步探討。
一、模具溫度控制對壓鑄件質(zhì)量的影響
1.1模溫控制的作用
(1)模溫控制對合金液流的溫度、流動性、填充時間、填充流態(tài)以及合金液的冷卻速度、結(jié)晶狀態(tài)和順序、收縮應(yīng)力等具有重要影響。
(2)模溫過高,壓鑄件易收縮形成凹陷或表面產(chǎn)生氣泡;模溫過低,鑄件表層冷凝后,又被高速液流沖破形成鑄件表面缺陷,還會造成鑄件收縮應(yīng)力增大而產(chǎn)生裂紋。
(3)模溫控制對延長模具壽命,提高生產(chǎn)效率作用顯著。模具溫度梯度變化過大,形成的應(yīng)力狀態(tài)與頻繁的應(yīng)力交變,將導(dǎo)致模具過早開裂與變形。
(4)模溫控制對壓鑄件出模及尺寸精度有影響。模溫控制在一定范圍內(nèi),鑄件的收縮率相對穩(wěn)定,鑄件可獲得良好的尺寸精度、表面質(zhì)量和力學(xué)性能。
1.2影響模具溫度的主要因素
(1)合金液的澆注溫度、澆注量、熱容量、模具體積以及鑄件結(jié)構(gòu)與導(dǎo)熱性。
(2)模具澆注系統(tǒng)和溢流槽的設(shè)計與布置,以及調(diào)整熱平衡狀態(tài)的程度。
(3)壓鑄循環(huán)的時間與保壓時間,生產(chǎn)節(jié)奏的連續(xù)性,頻率越快,模溫越高。
(4)模具潤滑與加熱冷卻的方式與介質(zhì)。
1.3模溫對壓鑄件性能的影響
(1)對力學(xué)性能的影響:適當(dāng)提高模具溫度,可以改善充填條件,使鑄件力學(xué)性能提高,但模具溫度過高,會使合金液冷卻速度降低,鑄件上細(xì)晶層減少,晶粒粗大,強度會有所下降,當(dāng)模具溫度超過250℃,強度就會下降,對伸長率而言,模溫小于l 5 0℃其值會逐漸降低。
對壓鑄鎂合金AM50而言,當(dāng)澆注溫度為680℃,壓射速度3.5 m/s時,當(dāng)模溫大于180℃時,各項力學(xué)性能均開始下降,模溫過高,不僅直接影響型腔的激冷能力,力學(xué)性能降低,而且使鑄件粘模,脫模困難。如果模溫過低,會使冷卻速度過快,導(dǎo)致壓鑄件表面形成激冷層,表面組織為細(xì)晶區(qū),硬度高,強度和伸長率則下降,這主要是由于壓鑄件在凝固期,由于表面快速凝固,使合金液得不到補縮造成顯微縮松和氣孔所致。
(2) 對尺寸精度的影響:同牌號的合金在同一付模具上壓出的鑄件,現(xiàn)場進(jìn)行測量,其尺寸精度不完全相同,這是由于壓鑄工藝參數(shù)的影響,最主要的影響因素為模具溫度。試驗證明模具溫度高,尤其在連續(xù)壓鑄一段時間后模溫上升,壓鑄件尺寸大,收縮率小,反之模具溫度低,壓鑄件尺寸小,收縮率大。
模具溫度的偏高或偏低,使模具溫度場的平衡無法形成,從而引起收縮率的變化,是造成鑄件尺寸波動的主要原因,因此要保證壓鑄件的尺寸精度和鑄件內(nèi)在質(zhì)量,一定要將熱平衡的計算納入模具設(shè)計的范疇。
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