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      真空壓鑄技術全解析
      標簽: 真空壓鑄
      2022-01-25  閱讀

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        【康沃真空網】普通壓鑄工藝的缺陷

        常規高壓鑄造

        (帶渣包及排氣槽的標準壓鑄模排氣)

        1.由于內澆口處的料液高速呈噴射狀,40%~90%料液將與型腔內的氣體及外部氣體接觸。

        2.高速充填中,料液卷入的氣體越多,鑄件孔隙率越高,難以滿足密封件、結構件等產品的氣密性要求以及力學性能要求。

        真空壓鑄作用

        1.消除或減少產品內部的氣孔,提高壓鑄件的機械性能和表面質量;

        2.大大減少型腔的背壓力,加快液態流動速度改善了充填條件;

        3.隨著結構件產品的日益增加,要求對氣孔缺陷的控制也越來越嚴格,對成型模填充時型腔內的真空度要求就越高,高壓鑄造-高真空壓鑄的概念也逐漸為壓鑄企業所接受和考量的標準。

        真空壓鑄生產的優勢

        1.高速充填前,型腔中80~90%氣體已排出,高速充填過程中,卷氣概率較低,鑄件產生氣孔風險較小;

        2.型腔中形成負壓,對金屬液有吸附力,可增加金屬液流動性,對純鋁、高導熱鋁等流動性差材料效果最為明顯;

        3.真空壓鑄充填壓力比普通壓鑄低30%~50%,大大提高模具壽命;

        4.壓鑄澆注系統(流道、渣包)質量占比更低,回爐料減少20%以上,有效降低

        壓鑄成本。

        真空壓鑄件的優點

        1.可以進行焊接;

        2.鑄件內部組織致密,氣密性良好;

        3.氣孔率低,后工序加工后基本不會出現氣孔外露的現象;

        4.表面處理陽極氧化、電鍍、噴粉等)后,出現表面起泡等缺陷風險低;

        5.可以進行T6熱處理,獲得較高的抗拉強度、屈服強度及良好的延伸率等力學性能。

        真空適用工藝范圍

        1.鋅、鋁、鎂、銅壓鑄。

        2.半固態壓鑄、低壓鑄造。

        3.液態模鍛,擠壓鑄造。

        4.塑膠,樹脂成型等。

        真空壓鑄適用范圍

        1.高強度結構件

        2.氣密性件

        3.汽配件

        4.通訊濾波器

        5.純鋁/陽極氧化鋁件

        6.電鍍件

        7.電動工具

        8.其他高品質要求壓鑄件。

        傳統壓鑄與超低速壓鑄與真空壓鑄對比

        1.傳統壓鑄.產生成型時氣孔比較多,做高要求的產品局限性大;

        2.超低速壓鑄.產生成型時氣孔比較少,但對產品結構局限性大;

        3.真空壓鑄.產生成型時氣孔比較少,但對產品結構局限性??;

        4.超低速真空壓鑄.在超低速壓鑄和真空壓鑄的基礎上,產品品質再度提高,可做更高要求更高品質的產品。

        真空壓鑄排氣元件的分類

        1.浪板排氣(鋼、銅、鈹),可用于真空和普通排氣;

        2.使用壓射位置/時間關閉的真空閥;

        3.依靠機械/料液填充關閉的真空閥。

        真空閥體元件

        機械式和液壓驅動式的同步閥優點和缺點

        優點:以上二款都屬大通徑、大流量排氣、抽氣功能。

        缺點:

        1.制作成本高,維護保養周期較短,維護保養工作量大;2.需要定期進行維護:一般要求在每12至24個小時,真空閥必須從模具上拆卸下來進行維護和清洗工作。

        只有定期的清洗和維護才能保證真空系統的正常運用。大批量壓鑄生產需要多備幾套,便于更換。

        影響真空壓鑄以下方面因素

        真空壓鑄的模具工藝設計和制作是決定鑄件成型后的質量關鍵。

        1.由于壓鑄機的鎖模力非常大,模具分型面受擠壓后容易產生應力變形,模具加工的平整度以及密封性,有著非常高的要求。

        2.模具行位滑塊側面間隙、頂針和熔杯澆口套之間的間隙等漏氣現象的控制,將會直接影響到高真空抽氣的效果;

        3.熔煉技術:除氣、除渣和含氫量等指標控制;

        4.壓鑄設備工藝參數的設定等;

        5.模具及真空元件保養頻次。

        真空壓鑄應用中,存在的漏氣情況的影響:

        如模具模仁平面變形產生間隙(包括同步閥、排氣板之間間隙)、模具行位滑塊間隙、模具頂針間隙、料管與柱塞頭間隙、料管和澆口套與模具間隙、輸氣管道模具端內空氣等,當此原因直接使儲氣罐的壓力損耗超出預設理論值,將無法保證每一模都能獲得高真空度。

        模具要求

        1.主要針對模具型腔,澆口和流道以及排氣口的設計布置和加工精度;還有頂針和滑塊的設計布局和加工精度。

        2.對于重復使用率要求極高的模具來說,其質量的好壞直接影響了鑄件的質量。

        3.如果模具材料和制作質量差,要想達到的高真空要求就無法實現。

        壓鑄機要求

        要求配置性能好的壓鑄機(最好是進口機):

        1.機件鑄模板鋼性好,加工精度高保證模板的平行度;

        2.鎖模力適宜,鎖模后壓射過程不跑料;

        3.料管和柱塞頭的間隙控制(間隙大,會漏氣);

        4.具有多段壓射功能。

        壓鑄工藝非常成熟,多級壓射位置的選用和壓射速度的確定;都是實現高真空抽氣和排氣時間的控制,給真空系統抽氣提供足夠時間等技術要素。

        普通真空壓鑄和高真空壓鑄

        1)普通真空壓鑄

        普通真空壓鑄的工作原理和作用:

        普通壓鑄:它是通過在模具型腔邊開設集渣包,主要作用將填充時端冷料以及腔內的空氣被擠壓至渣包內,再開排氣槽進行排氣。

        真空壓鑄利用渣包引出幾路氣槽至模架,連接定制的排氣板或機械式同步截止閥,再與真空系統的抽真空管道連接。

        真空系統按壓鑄機工作順序在合模限確認后;壓射啟動,當壓射機構的壓射桿連接的柱塞頭前進,移動至料管的注料口后時,形成模具型腔與料管之間的封閉狀態,此時真空系統的儲氣罐輸出管道上的閥門開啟執行抽氣;壓射經快壓射、增壓完畢后停止并關閉真空系統的閥門,停止抽氣。

        普通真空壓鑄的裝置一般采用1臺高速率、低燥聲旋片式真空,儲氣罐與模具型腔體積比不低于200:1的配制儲氣罐進行抽氣。

        通過管道連通、中間配有高速、大通經大流量閥門,由大容積儲氣罐儲存的真空,真空度可以達到(系統設定壓力按照國際通用計量單位)-0.1MPa或-101.3KPa負壓值;當真空機閥門打開獲得抽取模具型腔空氣;每一次的壓降量控制為5~10%左右。

        模具型腔檢測值在-75~85KPa(150~250mbar)。

        2)高真空壓鑄

        高真空壓鑄工藝要求在壓鑄時模具型腔中的真空度達到-95KPa(50mbar)以下,真空系統必須確保具有較大大的抽氣速度,以便在極短的時間內將型腔中的氣體抽出。所以設計真空設備時采用體積比較大的緩沖罐,處于高真空狀態下的緩沖罐可以快速將模具型腔中的氣體抽至所需的真空度。

        真空度對鑄件延伸率和表面質量的影響

        單泵單罐單氣源真空系統

        采用1臺真空泵運行,如要設定系統真空度下限位在非常小的線性量值內以最快速度補壓,提升到設定上限時,真空泵的運行反映速度和時間差等客觀原因。真空度達到:100mbar-200mbar真空。

        雙泵雙罐雙氣源模具抽真空系統

        雙泵雙罐雙氣源真空系統

        國外企業已推出多泵、多個儲氣罐,分別分段分位置抽取方式來提升高真空壓鑄模輔助成型,采用分路多氣源接力方法來克服漏氣等情況,以此獲得更高的真空度達到:50mbar以下高真空。


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