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温度与压铸模具寿命(二)

2019-12-13 15:16

一、 温度与浇注系统
 
A
 
 
 
B
 
 
 
  压铸产品的进料与排溢系统(即浇注系统)的设计,是一门很专业的技术。
 
  首先,根据产品所用的材料种类、结构特点、技术要求和平均壁厚,确定压铸生产的工艺参数(填充时间和速度)。然后,根据产品的重量计算出进料口的面积。接下来,才能进行流道和排渣排气的设计。
 
  工艺参数的确定非常重要。如果光凭感觉决定进料口的面积,就很可能出现只有在很高的速度下才能打满产品的情况。
 
  对于流动性相对差一些的材料,如果内浇口面积不做相应的改变。那么,就只有通过提高料液温度和加快填充速度来解决产品的缺陷。
 
  流道的形式是填充状态的决定因素之一。如上图A和B所示,进料口的宽度和厚度完全一样。但是,填充的效果却完全不同。图A的填充是由外而内。由于包气,阻力增大,出现冷隔或欠铸是自然的事。解决的方法就是加快填充速度。至于速度要提高多少,也很难计算。
 
  以上三种情况,都会因为流速提高所增加产生的热量,导致模具表面温度的大幅升高,热强度性能下降。
 
  图B的填充就不会出现这样的情况。因此,图B的材料升温会比图A低,工作环境较好,出现冲蚀、腐蚀的几率就会更少,出现龟裂的时间更晚,模具寿命更长。
 
 
 
二、模具的加温与冷却
 
 
 
1. 模具的加温
 
  目前,模具预热的方法主要有三种。填充加热、燃气加热、油温加热。虽然三种都可以达到升温的目的,但对材料的影响却有很大的不同。
 
  填充加热,是通过慢速低压的填充,把料液的热量直接传到模具表面。压铸铝合金料液的温度,一般是在630℃~650℃。模具表面从室温,一下子接收这样温度的热量。由于表面热膨胀及与内部温差造成的应力很大。
 
  燃气加热,是通过燃烧煤气加热。虽然热量也是从外往里传,但有一个逐步加温的过程。表面和内部的温差没那么大,所产生的应力也不会那么大。
 
  油温加热,是通过把高温油输进模具内部来加热。热量从里往外传。而且要经过较长的时间。这样,表面和内部的温差基本消除,所产生的应力也会很小。
 
  因此,应该优先选择油温加热,其次是燃气加热,最后才是填充加热。
 
 
 
2.模具的冷却
 
  产品顶出后,留在模具的热量,分别由空气、涂料和冷却水路或油路带走。
 
  通过模具内部运行的水或油把热量带走,使得表面降温是逐步完成的。只要注意不让冷却通道离尖锐、棱角或型位太近,就不会有多大的问题。
 
  涂料的主要作用是使模具表面有一层保护膜,防止粘模。如果以喷涂作为主要的冷却手段,就是大大的不妥。填充后马上大量喷涂,等于是对材料进行淬火。有的还专门在分流锥和流道多喷几下。因为他们认为这里温度最高,所以要喷多几下,保证温度能够降下来。其实,由于流道和分流锥是处于模具的下方,上方的涂液都要经过下方流走。重点〝关照〞,很有可能已超出了你的希望值。在下一个循环,所产生的应力更大。这也是为什么龟裂往往首先出现在流道的原因之一。
 
  模具的失效,通常都是因为应力集中,材料的热强度下降而引起的开裂、龟裂、冲蚀、腐蚀、等现象的其中一种出现,并迅速扩展造成的。改善结构与浇注系统的设计,采用最有利的方法冷却,就是为了防止这些现象的过早出现。否则,就算最好质量的钢材,都会因为超出其韧性与强度的极限而严重缩短模具的寿命。
 
  其实,这些改善的措施与方法,都是围绕着温度这一主线来开展的。不论采用直接,或是间接的方法,目的都是要把温度控制在合理的范围。让工作环境不超出材料的承受能力范围,保证模具的正常寿命。所以,温度控制是延长模具寿命的最主要手段之一。
 
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