【鋁合金壓鑄】鋁合金壓鑄的生產(chǎn)原理是什么
1、鋁合金壓鑄件成型原理
壓鑄件必須有模具成型,與壓鑄機、鋁合金組合加以綜合運用的過程。壓鑄工藝原理是利用高壓將金屬液高速流入一精密金屬模具型腔內(nèi),
金屬液在壓力作用下冷卻凝固成鑄件。冷、熱室壓鑄是壓鑄工藝的兩種基本方式。冷室壓鑄中金屬液由手工或自動澆注裝置澆入壓室內(nèi),
然后壓射沖頭前進,將金屬液壓入型腔。在熱室壓鑄工藝中,壓室垂直于坩堝內(nèi),金屬液通過壓室上的進料口自動流入壓室。
壓射沖頭向下運動,推動金屬液通過鵝頸管進入型腔,金屬液凝固后,壓鑄模具打開,取出鑄件,完成整個壓鑄形成工藝過程。
2、壓鑄件設計要點
壓鑄件設計的合理性關系到整個壓鑄成型工藝的進行,在進行壓鑄件設計時,應充分考慮壓鑄件的結構特點、壓鑄的工藝要求,
盡量減少設計的壓鑄件在壓鑄成型工藝過程中缺陷的發(fā)生,以最優(yōu)的設計方案從最大程度上提高壓鑄件質(zhì)量。
3、合理設計壓鑄件壁厚
壓鑄件結構設計時要充分考慮壁厚問題,壁厚是壓鑄工藝中一個具有特殊意義的因素,壁厚與整個工藝規(guī)范有著密切的關系,
如填充時間的計算、內(nèi)澆口速度的選擇、凝固時間的計算、模具溫度梯度的分析、壓力(最終比壓)的作用、留模時間的長短、鑄件頂出溫度的高低及操作效率
設計壁厚太厚會出現(xiàn)縮孔、砂眼、氣孔、內(nèi)部晶粒粗大等外表面缺陷,使得機械性能下降,零件質(zhì)量增加導致成本上升;設計壁厚太薄會造成鋁液填充不良,
成型困難,使鋁合金溶解不好,容易出現(xiàn)鑄件表面填充困難、缺料等缺陷,并給壓鑄工藝帶來困難;壓鑄件隨氣孔的增加,
其內(nèi)部氣孔、縮孔等缺陷增加,故在保證鑄件有足夠強度和剛度的前提下,應盡量減小鑄件壁厚并保持截面的厚薄均勻一致。
4、合理設計壓鑄件加強筋
對于大平面或壁薄的壓鑄件,其強度、剛性較差,易變形,這時利用加強筋可以有效防止壓鑄件收縮、斷裂,消除變形,增強壓鑄件的強度與剛性,
對過高的柱、臺等結構,可以利用加強筋改善應力分布狀況,防止根部斷裂,同時加強筋可以輔助熔化金屬的流動,提高鑄件的填充性能。
加強筋的根部厚度不大于此處壁的厚度,一般厚度設計為0.8~2.0mm;加強筋的脫模斜度一般設計為1°~3°,高度越高設計脫模斜度越小;
加強筋根部需添加圓角,以避免零件截面急劇變化,同時輔助熔化金屬流動,減小零件應力集中,提升零件強度,圓角一般接近與此處壁厚;
加強筋高度一般不超過其厚度的5倍,加強筋厚度一般要求均勻,若設計太薄,加強筋本身易斷裂,若太厚,則易產(chǎn)生凹陷、氣孔等缺陷。表1為加強筋厚度和壓鑄件壁厚關系。
5、合理設計壓鑄件出模斜度
壓鑄件出模斜度的作用是減少鑄件與模具型腔的摩擦,容易取出鑄件;確保壓鑄表面不拉傷,同時可以延長模具壽命。出模斜度與壓鑄件的高度有關,
高度越大,則出模斜度越小。一般情況下,壓鑄件的外表面出模斜度約為內(nèi)腔出模斜度的1/2,但在實際設計中,可以將壓鑄件內(nèi)外表面出模斜度設計為一致,以保持壁厚均勻,簡化結構設計。
如表2為各種合金壓鑄件的最小出模斜度參考值,表3為各壓鑄件內(nèi)腔出模斜度與深度的關系。
6、合理設計加工余量
壓鑄件設計時應盡量避免機加工,機加工會破壞零件表面的致密層,影響零件機械性能;會使壓鑄件的內(nèi)部的氣孔暴露,影響表面質(zhì)量,
同時也會增加零件成本。壓鑄件無法避免機加工時,應盡量避免切削量較大的設計,結構設計盡量便于機加或減小機加面積,減小機加成本。