壓鑄過程中,溫度規(guī)范對于充填、成形及凝固過程以及壓鑄型壽命和穩(wěn)定生產(chǎn)等方面都有很大的影響。故應(yīng)給予足夠重視,并加以控制。
1.合金的澆注溫度 澆注溫度通常用保溫坩堝中液體金屬的溫度來表示。溫度過高,凝固時收縮大,
鑄件容易產(chǎn)生裂紋、晶粒粗大及粘型;溫度太低,則易產(chǎn)生澆不到、冷隔及表面流紋等缺陷。因此,合適的澆注溫度應(yīng)當(dāng)是在保證充滿鑄型的前提下,采用較低的溫度為宜。在確定澆注溫度時,還應(yīng)結(jié)合壓射壓力、壓型的溫度及充填速度等因素綜合考慮。
實(shí)踐證明,在壓力較高的情況下,可以降低澆注溫度甚至是在合金呈粘稠“粥狀”時進(jìn)行壓鑄。但是,對含硅量高的鋁合金則不宜使用“粥狀”壓鑄,因為硅將大量析出,以游離狀態(tài)存在于鑄件中,使加工性能惡化。
此外,澆注溫度還與鑄件的壁厚及復(fù)雜程度有關(guān)。
2.壓鑄型的工作溫度 壓鑄生產(chǎn)過程中,壓鑄型工作溫度過高或過低對
鑄件質(zhì)量的影響與合金的澆注溫度有類似之處。它能影響壓鑄型的壽命和生產(chǎn)的正常進(jìn)行。因此,在生產(chǎn)過程中應(yīng)控制壓鑄型的溫度,使之維持在一定范圍內(nèi)。這一溫度范圍就是壓鑄型的工作溫度。通常在連續(xù)生產(chǎn)過程中,壓鑄型吸收液體金屬的熱量若大于向周圍散失的熱量,其溫度會不斷升高,可采用空氣或循環(huán)冷卻液體(水或油)進(jìn)行冷卻。
在開始壓鑄前,為了有利于液體金屬的充填、成形和保護(hù)壓型及便于噴涂涂料,須將壓鑄型加熱到某一溫度。
充填、持壓及鑄件在壓鑄型中停留的時間
1.充填時間 自液體金屬開始進(jìn)入型腔到充滿為止所需要的時間稱為充填時間。充填時問與壓鑄件輪廓尺寸、壁厚和形狀復(fù)雜程度以及液體金屬和壓鑄型的溫度等因素有關(guān)。形狀簡單的厚壁鑄件以及澆注溫度與壓鑄型的溫度差較小時,充填時間可以長些;反之,則充填時間應(yīng)短些。
充填時間主要通過控制壓射比壓、壓射速度或內(nèi)澆道尺寸來實(shí)現(xiàn),一般為0.0l~0.2s。
2.持壓時間從液體金屬充滿型腔建立最終靜壓力瞬時起,在這壓力持續(xù)作用下至鑄件凝固完畢這段時間稱為持壓時間。在這期間內(nèi)應(yīng)建立自鑄件至內(nèi)澆道及涂料的順序凝固條件,使壓力能傳遞至正在凝固的金屬,以獲得組織致密的鑄件。這一點(diǎn)在工藝設(shè)計時就應(yīng)予以考慮。
持壓時間與合金的特性及鑄件的壁厚有關(guān)。對熔點(diǎn)高、結(jié)晶溫度范圍寬的合金,應(yīng)有足夠的時問,若同時又是厚壁鑄件,則持壓時間還可再長些。持壓時間不夠,容易造成縮松。有時當(dāng)內(nèi)澆道處的金屬尚未完全凝固,由于壓射沖頭退回,未凝固的金屬被抽出,常在靠近內(nèi)澆道處出現(xiàn)孔穴。對結(jié)晶溫度范圍窄的合金,鑄件壁又薄,持壓時間可短些。當(dāng)用立式壓鑄機(jī)時,持壓時間長,切除余料困難。
3.鑄件在壓鑄型中停留時間 從持壓終了至開型取出鑄件所需要的時間稱為停留時間,停留時間的長短實(shí)際上就是鑄件出型時溫度的高低。因此,若停留時間太短,鑄件出型時溫度較高,強(qiáng)度低,自型內(nèi)頂出鑄件時可能發(fā)生變形,鑄件中氣體膨脹使其表面出現(xiàn)鼓泡,但若停留時間過長,鑄件出型時溫度低,收縮大,抽芯及頂出鑄件的阻力增大,熱脆性合金鑄件會發(fā)生開裂。
4.壓鑄用涂料為了避免高溫液體金屬對型腔表面發(fā)生沖刷作用或粘附現(xiàn)象(主要是鋁合金),以利于保護(hù)壓鑄型,改善鑄件表面質(zhì)量,減少抽芯和頂出鑄件的阻力,以及保證在高溫時沖頭和壓室能正常工作,通常在型腔、沖頭及壓室的工作表面上均須噴涂一層涂料。
涂料一般由隔絕材料或潤滑材料及稀釋(溶)劑組成。對涂料組成物的要求主要是:
(1)高溫時具有良好的潤滑作用,且不析出對人體有害的氣體。
(2)性能穩(wěn)定,在常溫下稀釋劑揮發(fā)慢,使涂料不易變稠,粉狀材料不易沉淀,以便存放。稀釋劑一般在100~150℃時應(yīng)揮發(fā)很快。
(3)對壓鑄型及鑄件沒有腐蝕作用。
在涂料組成物中,蜂蠟、石蠟等受熱發(fā)氣形成一層氣膜;氧化鋁粉、氧化鋅粉為隔絕材料;石墨粉是一種優(yōu)良的固體潤滑劑,而液體潤滑劑作用較差。氟化鈉由于對金屬有腐蝕作用且對人體健康有不良影響,故建議不采用。突然遇到熱的金屬液而導(dǎo)致龜裂紋的出現(xiàn),較復(fù)雜的模具可以用噴燈,液化氣,條件好的用模溫機(jī),比較簡單的模具可以利用慢壓射預(yù)熱。