铝合金压铸模具有哪些优点?
为什么好的压铸模具要选择铝合金的,我和裕华盛的客服咨询过,首先是因为铝合金的导热性,导电性,切削性能都非常好,另外因为铝合金线缩短较小,因此具有很杰出的填充性能,而且铝合金的密度小,强度大,使用过程中性能无限稳定;铝合金还具有接触的抗腐蚀性和抗氧化性。
压铸模具由两部分组成,分别是覆盖部分与活动部分,它们结合的部分则被称为分型线。在热室压铸中,覆盖部分拥有浇口,而在冷室压铸中则为注射口。熔融金属可以从这里进入模具,这个部位的形状同热室压铸中的注射嘴或是冷室压铸中的注射室相匹配。活动部分通常包括推杆以及流道,所谓流道是浇口和模腔之间的通道,熔化的金属通过这个通道进入模腔。覆盖部分通常连接在固定压板或前压板上,而活动部分则连接在可动压板上。模腔被分成了两个模腔镶块,它们是独立的部件,可以通过螺栓相对容易地从模具上拆下或安装。
模具是经过特别设计的,当打开模具后铸件会留在活动部分内。这样活动部分的推杆就会把铸件给推出去,推杆通常是通过压板驱动的,它会准确地用同样大小的力量同时驱动所有的推杆,这样才能保证铸件不被损坏。当铸件被推出后,压板收缩把所有的推杆收回,为下一次压铸做好准备。由于铸件脱模时仍然处于高温状态,只有推杆的数量足够多,才能保证平均到每根推杆上的压力足够小,不至于损坏铸件。不过推杆仍然会留下痕迹,因此必须仔细设计,让推杆的位置不会对铸件的运作造成过多影响。
模具中的其它部件包括型芯滑板等。型芯是用来在铸件上开孔或开口的部件,它们也能用来增加铸件的细节。型芯主要有三种:固定、活动以及松散型。固定型芯的方向同铸件脱出模具的方向平行,它们要么是固定的,要么永久性地连接在模具上。可动型芯可以布置在除了脱出方向以外的任何方向上,铸件凝固后打开模具之前,必须利用分离装置把活动型芯从模腔内拿出。滑块和活动型芯很接近,最大的区别在于滑块可以用来制造倒凹表面。在压铸中使用型芯和滑块会大幅增加成本。松散型芯也被称作取出块,可以用来制造复杂的表面,例如螺纹孔。在每个循环开始之前,需要先手动安装滑块,最后再同铸件一起被推出。然后再取出松散型芯。松散型芯是价格最昂贵的型芯,因为制造它需要大量劳动,而且它会增加循环时间。
排出口通常又细又长(大约0.13毫米),因此熔融金属可以很快冷却减少废弃物。在压铸工艺中不需要使用冒口,因为熔融的金属压力很高,可以保证从浇口源源不断地流入模具内。
由于温度的关系,对于模具来说最重要的材料特性在于抗热振性以及柔软性,其它的特征包括淬透性、切削性、抗热裂性、焊接性、可用性(特别是对于大型模具)以及成本。模具寿命直接取决于熔融金属的温度以及每个循环的时间。用于压铸的模具通常是使用坚硬的工具钢制造而成的,因为铸铁无法承受巨大的内部压力,所以模具价格昂贵,这也导致开模成本很高。在更高温度下压铸的金属需用使用更加坚硬的合金钢。
压铸过程中会出现的主要缺陷包括磨损和侵蚀。其它缺陷包括热裂以及热疲劳。当模具表面由于温度变化太大出现缺陷时,就会产生热裂。而使用次数太多后,模具表面出现的缺陷则会产生热疲劳。
国产H13,一般的寿命是3-5万件;
进口的H13,一般的寿命是10万件左右。
另外,铝合金压铸模具的寿命与铸件的壁厚关系也比较大,壁厚的铸件,模具寿命相对短些。
一、优良的切削加工性
大多数铝合金压铸模具,除CNC数控机床加工外,还需进行一定的切削加工与钳工修配。为延长切削刀具的使用寿命,增强切削性能,减少表面粗糙度,塑料模具用钢的硬度必须适当,以免给铝合金压铸厂造成刀具的过量消耗。
二、良好的热稳定性
铝合金压铸模具的零件形状往往比较复杂,淬火后难以加工,因此,应尽量选用具有良好的热稳定性的。当铝合金压铸模具成型加工经热处理后,因线膨胀系数小,热处理变形小,温度差异引起的尺寸变化率小,金相组织与模具尺寸稳定,可减少或不再进行加工,即可保证模具尺寸精度与表面粗糙度要求。
三、良好的抛光性能
高品质的铝合金压铸件,要求型腔表面的粗糙度值小。所以铝合金压铸厂必须对型腔须进行抛光,减小表面粗糙度值。为此,选用的钢材要求材料杂质少、组织微细均一、无纤维方向性,抛光时不应出现麻点或桔皮状缺陷。
四、足够的表面硬度与耐磨性
经过热处理的模具应有足够的表面硬度,以保证模具有足够的刚度。模具在工作中,由于铝合金液的填充与流动要承受较大的压力与摩擦力,要求模具保持形状精度与尺寸精度的稳定性,保证模具有足够的使用寿命。
模具的耐磨性,取决于钢材的化学成分与热处理硬度,因此,提高模具硬度有利于增强其耐磨性。
此外,在选择材料时,还须考虑防止擦伤与胶合,如两表面存在相对运动时,则尽量避免选择组织结构相同的材料,特殊情况下,可将一面施镀或氮化,使两面具有不同的表面结构。
传统压铸工艺主要由四个步骤组成,或者称做高压压铸。这四个步骤包括模具准备、填充、注射以及落砂,它们也是各种改良版压铸工艺的基础。在准备过程中需要向模腔内喷上润滑剂,润滑剂除了可以帮助控制模具的温度之外还可以有助于铸件脱模。然后就可以关闭模具,用高压将熔融金属注射进模具内,这个压力范围大约在10到175兆帕之间。当熔融金属填充完毕后,压力就会一直保持直到铸件凝固。然后推杆就会推出所有的铸件,由于一个模具内可能会有多个模腔,所以每次铸造过程中可能会产生多个铸件。落纱的过程则需要分离残渣,包括造模口、流道、浇口以及飞边。这个过程通常是通过一个特别的修整模具挤压铸件来完成的。其它的落纱方法包括锯和打磨。如果浇口比较易碎,可以直接摔打铸件,这样可以节省人力。多余的造模口可以在熔化后重复使用。通常的产量大约为67%。
高压注射导致填充模具的速度非常快,这样在任何部分凝固之前熔融金属就可填充满整个模具。通过这种方式,就算是很难填充的薄壁部分也可以避免表面不连续性。不过这也会导致空气滞留,因为快速填充模具时空气很难逃逸。通过在分型线上安放排气口的方式可以减少这种问题,不过就算是非常精密的工艺也会在铸件中心部位残留下气孔。大多数压铸可以通过二次加工来完成一些无法通过铸造完成的结构,例如钻孔、抛光。