壓鑄時常用壓力是從幾兆帕至幾十兆帕,填充起始速度在0.5-70m/s;壓鑄時的熔料溫度,鋁合金一般是610-670℃,鋅合金一般是400-450℃,模具溫度一般為合金溫度的三分之一。
合理的壓鑄件結構不僅能簡化壓鑄模具的結構,降低制造成本,同時也能改善壓鑄件的質量。
應注意如下要求:
1.避免內部側凹或盲孔結構;
2.避免或減少垂直于分型面的孔或外部盲孔結構;
壓鑄件壁厚度(通常稱壁厚)是壓鑄工藝中的關鍵因素,如熔料填充時間的計算、凝固時間的計算、模具溫度梯度的分析、壓力(終比壓)的作用、留模時間的長短、壓鑄件頂出溫度的高低及操作效率等等,都與壁厚有著直接的聯系。
應注意如下要求:
1.壓鑄件壁厚偏厚會使壓鑄件的力學性能明顯下降,薄壁壓鑄件致密性好,相對提高了鑄件強度及耐壓性;
2.壓鑄件壁厚不能太薄,太薄會造成鋁合金熔液填充不良,成型困難,使鋁合金熔液熔接不好,并給壓鑄工藝帶來困難;
3.壓鑄件隨壁厚的增加,其內部氣孔、縮孔等缺陷也隨之增加;
4.應盡量保持壁厚截面的厚薄均勻一致。
根據壓鑄件的表面積大小劃分,鋅鋁合金壓鑄件的合理壁厚如下表所示:
壓鑄件的加強筋/肋的設計要求
加強筋/肋的作用是增加壓鑄件的強度和剛性,減少鑄件收縮變形,避免工件從模具內頂出時發生變形,作為熔料填充時的輔助回路(熔料流動的通路)。
應注意如下要求:壓鑄件的加強筋/肋的厚度應小于所在壁的厚度,一般取該處壁厚的2/3~3/4;
壓鑄件的圓角設計要求
設計適當的工藝圓角,有利于壓鑄成型,避免應力及產生裂紋,并可延長壓鑄模具的壽命;當壓鑄件需要進行電鍍或涂覆時,圓角處可防止鍍(涂)料沉積,獲得均勻鍍(涂)層。
應注意如下要求:壓鑄件上凡是壁與壁的連接處(模具分型面的部位除外)都應設計成圓角;
壓鑄件圓角一般取:1/2壁厚≤R≤壁厚;
壓鑄件設計的鑄造斜度要求
鑄造斜度是在脫模時,減少壓鑄件與模具型腔的摩擦,使壓鑄件容易被取出;減少鑄件表面被劃傷;延長壓鑄模使用壽命。
鋅鋁合金壓鑄件的一般小鑄造斜度如下表示:
壓鑄件的常用材料
常用壓鑄鋁合金一般有:ADC12、YL113、YL102、A380、A360等;
常用壓鑄鋅合金一般有: 3#Zn;
目前,珠江三角洲地區比較普遍的鋁合金材料是ADC12,它在壓鑄成型性、切削性、機械性能等各方面均有較好的表現。
壓鑄模具的常用材料
壓鑄模具型腔材料要求具有較高的冷熱疲勞抗力、良好的斷裂韌性及熱穩定性。
鋁型材零件設計工藝
鋁型材是通過把加熱到一定溫度的鋁坯錠放在擠壓機的擠壓筒中,擠壓機的壓力通過擠壓桿、墊片作用在坯錠上,迫使金屬流出擠壓模,從而獲得所需形狀、尺寸、性能的制品。
鋁型材的生產工藝流程
鋁型材成型加工中的主要工序是擠壓,其它工序與供貨狀態有關。
1.按照擠壓型材的類型,可分為實心型材擠壓和空心型材擠壓等。
2.按照坯料相對擠壓筒的移動特點,可分為正擠壓和反擠壓等。
1)實心型材擠壓
實心型材擠壓采用兩種基本方法,即金屬正向流動的擠壓、金屬反向流動的擠壓。
2)空心型材擠壓
根據空心型材的外形、孔的數目、尺寸形狀、孔對型材斷面中心位置的非對稱分布程度等,空心型材擠壓常采用兩種基本方法:
a. 擠壓針管材擠壓法:可對空心或實心坯錠進行擠壓,當采用實心坯錠時,在擠壓之前先進行穿孔。
這種方法擠壓的空心型材沒有接逢,一般用于形狀簡單、內孔直徑較大的異形斷面管材,如下圖所示。
b. 組合模焊合擠壓:擠壓時采用實心坯錠,組合針和模子是一個整體或裝成一個剛性結構。
坯料4放入擠壓筒2中,在擠壓桿1通過擠壓墊片3所傳遞的力的作用下,坯料金屬在高壓作用下被模子5分成兩股或兩股以上的金屬流,在模子的焊合室內被重新焊合。終在模孔和組合針的逢數之數目等于被分開的金屬流股數。
空心型材擠壓模具簡單介紹
如上節所述空心型材有兩種擠壓方式,這里介紹后一種組合模,組合模是將模心置于模孔中與模子組合成一個整體,模孔的形狀和尺寸決定了型材的外形和尺寸,而模芯的形狀和尺寸則決定著型材內孔的形狀和尺寸。
常見的組合模有舌形模和平面分流模等。舌形模又稱橋式模,如下圖A所示;主要缺點是擠壓壓余大,強度較差,且制造加工困難。平面分流模可用于舌形模無法生產的,雙孔、多孔或內腔復雜的空心型材,如下圖B所示。
鋁型材常用材料
根據GB/T 6892-2000《工業用鋁及鋁合金熱擠壓型材》,常見鋁及鋁合金牌號、狀態如下表所示:
6063是鎂系列鋁合金,具有良好的可擠壓性,可以擠壓各種截面復雜的型材;中等強度,可以滿足各種機械加工的技術要求;適宜的物理特性,內部組織致密、具有良好的導電、導熱性能;較好的耐蝕性、及接受陽極氧化的良好能力。主要用于插箱橫梁、小面板、散熱器、把手、導軌等。
6005是鎂系列鋁合金,強度和硬度高于6063;適宜的物理特性,內部組織致密、具有良好的導電、導熱性能;較好的耐觸性、及接受陽極氧化的良好能力。
6005主要用于6063無法滿足強度和硬度要求的場合,如插箱橫梁,可減輕扳手啃咬型材現象,但6005型材加工的成型非常困難,一般的型材廠家不能加工,只有少數廠家能加工,且尺寸精度不易控制。
根據GB/T 16475-1996《變形鋁及鋁合金狀態代號》,鋁合金的狀態如下表:
鋁合金型材零件一般情況下,根據《鋁及鋁合金擠壓型材尺寸偏差》GB/T 14846-93標準中的高精度要求加工,有特殊要求可按超高精度要求進行加工。
型材表面(氧化處理前表面)粗糙度,一般情況下,裝飾面表面粗糙度Ra取0.8μm;非裝飾面表面粗糙度Ra取1.6μm。
根據鋁合金型材的形狀,型材后續一般進行銑削、車削加工和鉆削加工,對于一些面板、橫梁型材上方孔和異形孔需要進行模具沖壓加工(批量大時)或線切割加工。型材切削面的粗糙度應根據設計需要一般Ra取6.3μm或3.2μm。
對于鋁合金型材零件的非噴涂表面,在加工、裝夾、和搬運途中產生的磕碰劃傷等,為了掩飾這些輕微的劃傷,沒有噴粉處理的鋁合金型材表面一般要進行噴砂處理,否則,難以通過產品的質量檢驗。
噴砂按紋理粗細分為兩種: ZX-SB100(Al) 粗紋和ZX-SB150(Al)細紋,一般選用150號。
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