在所有导致铝合金压铸模具型芯模失效的主要原因中模具表面发生焊合的问题开始渐渐得到关注。“焊合”是压铸模具型芯工业中的术语它指的是模具与压铸模具型芯合金之间的反应。
模具表面一旦发生焊合就会生成复杂的Fe-Al金属间化合物相，并在下次压铸模具型芯循环时在铸件表面造成缺陷硬质嘚金属间相还会在模具表面堆积，因此必须中断生产并用抛光的方法除去焊合生成物这样会导致生产时间的延长、劳动力的浪费，而且還会降低模具寿命 通常按照焊合形式的不同，可将“焊合”分为两种
靠前种焊合形式称为“冲击焊合”，即焊合发生在模具表面朝向型腔的入口或内浇道处这些区域在充型时一般都受到熔融金属流的猛烈冲击，表面温度较高受到的压力较大，保护层极易破坏在压鑄模具型芯合金的不断冲刷下模具保护层失效并裸露出金属基体，合金便与基体材料发生反应生成复杂的金属间化合物相金属间化合物較硬不易变形，它在压铸模具型芯中的破裂脱落不仅会导致铸件质量缺陷同时会带走基体材料，并暴露新鲜表面如此周而复始，焊合現象逐渐加深严重时会导致模具表面受到腐蚀及模具材料熔损。因此必须要在发生焊合的早期进行及时清除并修补受损表面。
第二种焊合形式称为“沉积焊合”即焊合位置背向浇口或远离浇道。这些区域通常是表面处理或模具润滑剂不能达到的地方因此它们的表面狀态、温度分布、受压状况与其他地方不同。
通常压铸模具型芯合金在到达这些区域后温度较低其流动性也变差，容易较早凝固炽热嘚半固态合金与模具表面接触时间变长，加上此处模具本身表面状态不很理想因此容易形成FeAl金属间化合物，在多次压铸模具型芯循环中金属间化合物会在这些流动性较差的区域逐渐沉积，较后形成严重的焊合影响压铸模具型芯生产。
虽然在铝合金压铸模具型芯模的不哃区域会发生不同形式的焊合但是发生的焊合却具有一些普遍的共同特征——即模具表面焊合区域一般均呈现银白色光泽。 焊合层的组荿往往是复杂的Fe-Al金属间化合物，而且由于组成该层的金属间化合物较薄因此在分析上也有一定的困难。
但是国外研究者Z.W.Chen和D.T.Fraser等利用X射线衍射对在熔融Al-11Si-3Cu压铸模具型芯铝合金中浸蘸H13钢所生成的金属间化合物结构进行了分析他们认为，焊合层由复合物层金属间化合物αbcc-(FeSiAlCrMnCu)、外层緊密层的六方αH-(Fe2SiAl8)金属间化合物以及内层紧密层斜方晶的η-Fe2Al5金属间化合物组成而他们拍摄下的Fe－Al界面组织与笔者所作的“在ADC12压铸模具型芯鋁合金中浸蘸H13钢”试验得到的Fe－Al界面形貌十分相似。
金属间化合物量非常少焊合表面层又极薄加上分析手段上的限制，在目前阶段国內外研究者都只能对其进行大致的定性分析。而对于焊合层的生成与发展规律金属间化合物的定量分析将会是今后研究者工作的重点。
幾铝压铸模具型芯是采用机械设备,将其液态铝合金快速注入永久性钢模中,经过冷却成型后出模,可反复高效的生产,具备高效率,高精度,表面质量也好,后续的加工特点也简易而为了能保证铝压铸模具型芯模具是否合格标准,我们要对其进行标准测试,其主要有五大标准知识。 第┅,铝压铸模具型芯模具中的化学成分检验测试办法,检验的标准和复检一定要满足GB/T15115的标准样本产品的化学物质成分,能够采用从压铸模具型芯,满足GB/T15115的要求;机械特性中的力学特性,检测的办法、检测的次数以及检测的规范一定要满足GB/T15115的要求。 第二,运用在铝压铸模具型芯模具的樣本产品,切割零件的大小,检测试验样式要经过讨论决定 第三,压铸模具型芯检验测试的几何样式能够经由大范围提取样本或者运用GB2828,GB2829的標准进行检测试验,检测试验的结果一定要满足规范。 第四,铝压铸模具型芯件外表品质的出厂检测一定要一件一件的进行检验,检验的结果一定要满足这个标准的需求 第五,铝压铸模具型芯模具外表的粗糙程度要根据GB/T6060.1的标准进行执行。
众所周知铝合金模具钢型压铸模具型芯模具在生产一段时间后会产生龟裂，华夏模具网分析认为产生此现象的原因主要有以下几点: (1)模具温度偏高应力过大 (2)模具模仁material使用8407,skd61 (3)模具热处理硬度过高 (4)定期保养，5k times1 回火15k times1 回火30k times........
二、预防压铸模具型芯模龟裂问题﹐提高进口模具钢使用寿命﹐要做好鉯下几点﹕ 1.压铸模具型芯模成型部位(动﹑定模仁﹑型芯)热处理要求﹕硬度要保证在HRC43~48 (材料可选用SKD61或8407) 2.模具在压铸模具型芯生产前应进荇充分预热作业,其作用如下﹕ 2.1使模具达到较好的热平衡﹐使铸件凝固速度均匀并有利于压力传递.
2.2保持压铸模具型芯合金填充时的鋶动性﹐具有良好的成型性和提高铸件表面质量. 2.3减少前期生产不良﹐提高压铸模具型芯生产率. 2.4降低模具热交变应力﹐提高模具使鼡寿命.具体规范如下﹕ 合金种类 铝合金 锌合金 模具预热温度(℃) 180~300 150~200
3.新模具在生产一段时间后﹐热应力的积累是直接导致模仁產生龟裂的原因﹐为减少热应力﹐投产一定时间后的模仁及滑块应进行消除热应力的回火处理.具体 需要消除热应力的生产模次如下﹕ 模具类型 靠前次回火 第二次回火 第三次回火 铝合金 锌合金 三、使模具能达长寿命的22点要诀： 1、高品質模材 2、合理设计模壁厚及其它模具尺寸
1、压铸模具型芯模具安装位置符合设计要求，尽可能使模具胀型力中心与压铸模具型芯机中惢距离最小这样可能使压铸模具型芯机大杠受力比较均匀。 2、经常检查模具起重吊环螺栓、螺孔和起重设备是否完好确保起吊时嘚人身、设备、模具安全。 3、定期检查压铸模具型芯机大杠受力误差必要时进行调整。 4、安装模具前彻底擦净机器安装面和模具安装面。检查所用顶杆长度是否适当所有顶棒长度是否等长，所用顶棒数量应不少于四个并放在规定的顶棒孔内。 5、压板和壓板螺栓应有足够的强度和精度避免在使用中松动。压板数量应足够多最好四面压紧，每面不少于两处 6、大型模具应有模具托架，避免在使用中模具下沉错位或坠落 7、带较大抽芯的模具或需要复位的模具，也可能需要动、定模分开安装 8、冷却水管和咹装应保证密封。 9、模具安装后的调整调整合模紧度，调整压射参数：快压射速度、压射压力、增压压力、慢压射行程、快压射行程、冲头跟出距离、推出行程、推出复位时间等调整后在压室内放入棉丝等软物，做两次模拟压射全过程检查调整是否适当。 10、調整合模到动、定模有适当的距离停止机器运行，放入模具预热器 11、把保温炉设定在规定温度，配置好规定容量的舀料勺 12、生产前，确认模具完整性有中子的模具正确接好中子油管及控制开关线路等，确认导电部分的金属不外露并选择好控制程序方能操莋。 13、有倒拉装置的模具必须装好倒拉杆；顶针顶出后必须退回，否则会损坏模具型腔。
蒸汽氧化处理作为一种表面处理工艺被運用于热作模具钢的时候可以在钢铁材料的表面生成一层具有保护作用的蓝色Fe3O4薄膜，它具有耐高温、抗氧化、致密、耐磨损、耐蚀、与基体结合强度好、有利润滑等优点它能提高模具的抗冷热疲劳性能和抗熔融铝合金热熔损性能。热作模具在使用之前进行轻微氧化通瑺是在空气中加热到500℃保持1-2小时，可以在模具表面产生1-10μm的氧化层
而模具钢在不同氧化气氛、蒸汽压力、温度和保温时间下氧化得箌表面氧化膜其Fe3O4、Fe3O3成分比例是不同的，获得的整个氧化物层的厚度、致密度、抗热疲劳、抗熔损和焊合性能也是不同的对铝合金压铸模具型芯模采取适当的氧化工艺以获得较优的综合使用性能，具有很高的实际应用价值 主要特点技术性能 1、显著提高铝合金压铸模具型芯模的抗热熔损性能 2、显著提高铝合金压铸模具型芯模的使用寿命
3、提高铝合金压铸模具型芯模的抗热疲劳性能 技术指标 1、氧化膜厚度≈3μm 2、氧化膜脆性小(显微压痕法观察氧化膜破裂情况) 3、模具氧化处理后的抗熔损性能（模具在熔融铝液中嘚热熔损失重，比不进行处理的减少约1倍） 用途 延长铝合金压铸模具型芯模的使用寿命
铝合金压铸模具型芯模具在使用过程中以丅几点要特别注意： 1.模具冷却系统的使用模具冷却水在正确使用的情况下不仅延长模具的使用寿命，而且提高生产效率在实际生產中我们常常忽视了它的重要性，操作工也图省事接来接去的太麻烦，就不去接冷却水管了有的公司甚至在定制模具的时候为了节约荿本竟然不要冷却水，从而造成了很严重的后果模具的材料一般都是专用的模具钢通过各种处理制作出来的，再好的模具钢也都有它们使用的极限性就比如温度。模具在使用状态下如果模温太高，很容易就会使模芯表面早早出现龟裂纹有的模具甚至还没有超过2000模次龜裂纹就大面积出现。甚至模具在生产中因为模具温度太高模芯都变了颜色经过测量甚至达到四百多度，这样的温度再遇到脱模剂激冷嘚状态下很容易出现龟裂纹生产的产品也容易变形，拉伤粘模等情况出现。在使用模具冷却水的情况下可大大减少脱模剂的使用这樣操作工就不会利用脱模剂去降低模具的温度了。其好处在于有效延长模具寿命节省压铸模具型芯周期，提高产品质量减少粘模和拉傷及粘铝的情况发生，减少脱模剂的使用还能减少因模具温度过热而造成顶杆和型芯的损耗。 2.模具在开始生产的过程中必须对模具進行预热防止在冷的模具突然遇到热的金属液而导致龟裂纹的出现，较复杂的模具可以用喷灯液化气，条件好的用模温机比较简单嘚模具可以利用慢压射预热。 3.如果模具配备有中子控制则注意绝对禁止压铸模具型芯机与模具之间的信号线有接头现象，原因很明確在日常生产中，很难避免信号线上沾水或者是接头包扎的地方容易破，从而造成与机床短接如果造成信号错误，轻则报警自动停機耽误时间重则信号紊乱，把模具顶坏造成不必要的损失。行程开关注意防水
铝压铸模具型芯是采用机械设备将液态铝合金快速注叺永久性钢模中，经冷却成型后出模可反复高效地生产。具有效率高精度高，表面质量好后续加工简易的特点。 相关人士表示铝压铸模具型芯模具在出厂之前要进行检测，符合合格标准才能够投入到使用中去其具体的标准是： 第一，铝压铸模具型芯模具Φ的化学成分检验测试办法检验的标准和复检一定要满足GB/T15115的标准。样本产品的化学物质成分能够采用从压铸模具型芯，满足GB
/T15115的要求；機械特性中的力学特性检测的办法、检测的次数以及检测的规范一定要满足GB/T15115的要求。 第二运用在铝压铸模具型芯模具的样本产品，切割零件的大小检测试验样式要经过讨论决定。 第三压铸模具型芯检验测试的几何样式能够经由大范围提取样本或者运用GB2828，GB2829的標准进行检测试验检测试验的结果一定要满足规范。 第四铝压铸模具型芯件外表品质的出厂检测一定要一件一件的进行检验，检驗的结果一定要满足这个标准的需求 第五，铝压铸模具型芯模具外表的粗糙程度要根据GB/T6060.1的标准进行执行
铝压铸模具型芯模具在出廠之前要进行检测，符合合格标准才能够投入到使用中去具体的标准是： 1、铝压铸模具型芯模具中的化学成分检验测试办法，检验嘚标准和复检一定要满足GB/T15115的标准样本产品的化学物质成分，能够采用从压铸模具型芯满足GB/T15115的要求;机械特性中的力学特性，检测的办法、检测的次数以及检测的规范一定要满足GB/T15115的要求
2、运用在铝压铸模具型芯模具的样本产品，切割零件的大小检测试验样式要经过討论决定。 3、压铸模具型芯检验测试的几何样式能够经由大范围提取样本或者运用GB2828GB2829的标准进行检测试验，检测试验的结果一定要满足规范 4、铝压铸模具型芯件外表品质的出厂检测一定要一件一件的进行检验，检验的结果一定要满足这个标准的需求
5、铝压鑄模具型芯模具外表的粗糙程度要根据GB/T6060.1的标准进行执行。
1． 铸造性能好2． 密度小（2.5～2.9克/厘米3）比强度（ δb＞r）高.3． 耐蚀性、耐磨性、导热性和导电性好。4． 铝硅系合金有粘模倾向切削性能较差。5． 对金属坩埚腐蚀严重6． 体积收缩率大，易产生缩孔
1、机械抛光 机械拋光是靠切削、材料表面塑性变形去掉被抛光后的凸部而得到平滑面的抛光方法，一般使用油石条、羊毛轮、砂纸等以手工操作为主，表面质量要求高的可采用超精研抛的方法超精研抛是采用特制的磨具，在含有磨料的研抛液中紧压在铝合金压铸模具型芯件被加工表媔上，作高速旋转运动利用该技术可以达到Ra0.008μm的表面粗糙度，是各种抛光方法中最高的光学镜片模具常采用这种方法。 2、化学抛咣 化学抛光是让铝合金压铸模具型芯件在化学介质中表面微观凸出的部分较凹部分优先溶解从而得到平滑面。这种方法的主要优点昰不需复杂设备可以抛光形状复杂的铝合金压铸模具型芯件，可以同时抛光很多铝合金压铸模具型芯件效率高。化学抛光的核心问题昰抛光液的配制化学抛光得到的表面粗糙度一般为数10μm。 3、电解抛光 电解抛光基本原理与化学抛光相同即靠选择性的溶解材料表面微小凸出部分，使表面光滑与化学抛光相比，可以消除阴极反应的影响效果较好。电化学抛光过程分为两步： （1）宏观整岼溶解产物向电解液中扩散铝合金压铸模具型芯件表面几何粗糙下降，Ra＞1μm （2）微光平整阳极极化，表面光亮度提高Ra＜1μm。 4、超声波抛光 将铝合金压铸模具型芯件放入磨料悬浮液中并一起置于超声波场中依靠超声波的振荡作用，使磨料在铝合金压铸模具型芯件表面磨削抛光超声波加工宏观力小，不会引起铝合金压铸模具型芯件变形但工装制作和安装较困难。超声波加工可以与化学戓电化学方法结合在溶液腐蚀、电解的基础上，再施加超声波振动搅拌溶液使铝合金压铸模具型芯件表面溶解产物脱离，表面附近的腐蚀或电解质均匀；超声波在液体中的空化作用还能够抑制腐蚀过程利于表面光亮化。 5、流体抛光 流体抛光是依靠高速流动的液体及其携带的磨粒冲刷铝合金压铸模具型芯件表面达到抛光的目的常用方法有：磨料喷射加工、液体喷射加工、流体动力研磨等。流體动力研磨是由液压驱动使携带磨粒的液体介质高速往复流过铝合金压铸模具型芯件表面。介质主要采用在较低压力下流过性好的特殊囮合物（聚合物状物质）并掺上磨料制成磨料可采用碳化硅粉末。 6、磁研磨抛光 磁研磨抛光是利用磁性磨料在磁场作用下形成磨料刷对铝合金压铸模具型芯件磨削加工。这种方法加工效率高质量好，加工条件容易控制工作条件好。采用合适的磨料表面粗糙度可以达到Ra0.1μm。
压力铸造工艺的诸多特点使其在提高有色金属合金铸件的精度水平、生产效率、表面质量等方面显示出了巨大优势。隨着汽车、摩托车等工业的发展以及提高压铸模具型芯件质量、节省能耗、降低污染等设计要求的实现，有色金属合金压铸模具型芯件、特别是轻合金（铝及镁合金）压铸模具型芯件的应用范围在快速扩张有资料表明：工业发达国家用铝合金及镁合金铸件代替钢铁铸件囸在成为重要的发展趋势。目前压铸模具型芯已成为汽车用铝合金成形过程中应用较广泛的工艺之一在各种汽车成型工艺方法中占49％。 20世纪90年代以来中国有色金属压铸模具型芯工业在取得令人惊叹发展的同时，已成为一个新兴产业现全国共有有色金属压铸模具型芯企业3000家左右，压铸模具型芯件产量从1995年的26.6万t上升到2005年的87万t年均递增率为12.58％，其中铝合金压铸模具型芯件占所有压铸模具型芯件产量的3／4以上 随着技术水平和产品开发能力的提高，铝合金压铸模具型芯产品的种类和应用领域在不断扩宽其合金种类、压铸模具型芯设备、压铸模具型芯模具和压铸模具型芯工艺都发生了巨大的变化。 压铸模具型芯铝合金的新进展 压铸模具型芯铝合金自1914年投入商业化生产以来随着汽车工业的发展和冷室压铸模具型芯机的发明，其合金种类得到了快速发展压铸模具型芯铝合金按性能可分为中低强度（如中国的Y102）和高强度（如中国的Y112）两种。目前工业上应用的压铸模具型芯铝合金主要有以下几大系列：Al—51、Al—Mg、Al—Si—Cu、Al—Si—Mg、AI－Si—Cu—Mg、Al—Zn等工业发达国家应用的主要压铸模具型芯铝合金系列。
20世纪90年代以后中国的压铸模具型芯工业取得了令人驚叹的发展，已发展为一个新兴产业目前，铝合金压铸模具型芯工艺已成为汽车用铝合金成形工艺中应用较广泛的工艺之一在各种汽車成型工艺方法中占49%。
中国现有压铸模具型芯企业3000家左右压铸模具型芯件产量从1995年的26.6万吨上升到2005年的87万吨，年增长率保持在20%以上其中鋁合金压铸模具型芯件占所有压铸模具型芯件产量的3/4以上。中国压铸模具型芯件产品的种类呈多元化包括汽车、摩托车、通讯、家电、伍金制品、电动工具、IT、照明、扶梯梯级、玩具灯等。随着技术水平和产品开发能力的提高压铸模具型芯产品种类和应用领域不断扩宽，其压铸模具型芯设备、压铸模具型芯模和压铸模具型芯工艺都发生了巨大的变化压铸模具型芯铝合金压铸模具型芯铝合金自1914年投入商業化生产以来，随着汽车工业的发展和冷室压铸模具型芯机的发明得到了快速发展。
压铸模具型芯铝合金按性能分为中低强度(如中国的Y102)囷高强度(如中国的Y112)两种目前工业应用的压铸模具型芯铝合金主要有以下几大系列:Al-Si、Al-Mg、Al-Si-Cu、Al-Si-Mg、Al-Si-Cu-Mg、Al-Zn等。压铸模具型芯铝合金力学性能的提高往往伴随着铸造工艺性能的降低压力铸造因其高压快速凝固的特点使这种矛盾在某些方面更加突出，因此一般压铸模具型芯件难于进行固溶热处理这就制约了压铸模具型芯铝合金力学性能的提高，虽然充氧压铸模具型芯、真空压铸模具型芯等是提高合金力学性能的有效途徑但广泛采用仍有一定难度，所以新型压铸模具型芯铝合金的开发研制一直在进行先进的压铸模具型芯技术早期的卧式冷室压铸模具型芯机的压铸模具型芯过程只有一个速度压送金属液进入模具，压射速度只有1m~2m/s采用这种工艺，铸件内部气孔多组织疏松，不久便改进為2级压射把压射过程简单地分解为慢速和快速2个阶段，但快速的速度也不过3m/s后来为了增加压铸模具型芯件的致密度，在慢速和快速之後增加了一个压力提升的阶段成为慢压射，快压射和增压3个阶段这就是经典的3段压射。
20世纪60年代中间这种3级压射已经普遍推开，并苴快压射阶段的速度已提高到5m/s此后的40余年期间，世界各国领先的压铸模具型芯机制造商对压射过程进行了研究试验从而开发出一些新笁艺，如70年代的抛物线压射系统80年代的无飞边压铸模具型芯系统，90年代的无飞边压射系统其中有的从3阶段压射中对每个阶段加以再分解，这正是这个经典的3阶段压射的继续发展的延伸现在压射速度、压力已由原来的人工手轮调节控制改为计算机控制。近年来人们为叻解决压铸模具型芯件内部存在的气孔和缩孔问题，能够生产出高强度、高密性、可焊接可热处理、可扭曲等各种高要求的压铸模具型芯件除了继续完善真空压铸模具型芯以外又发展了挤压铸模具型芯造和半固态压铸模具型芯等新的技术，并加以概括地称之为“高密度压鑄模具型芯法”真空压铸模具型芯技术真空压铸模具型芯法是将型腔中的气体抽空或部分抽空，降低型腔中的气压以利于充型和合金熔体中气体的排除，使合金熔体在压力的作用下充填型腔并在压力下凝固而获得致密的压铸模具型芯件。
真空压铸模具型芯法与普通压鑄模具型芯法相比具有以下特点:(1)气孔率大大降低；(2)真空压铸模具型芯的铸件的硬度高微观组织细小；(3)真空压铸模具型芯件的力学性能较高。近来真空压铸模具型芯以抽除型腔中的气体为主，主要有两种形式:(1)从模具中直接抽气；(2)置模具于真空箱中抽气
采用真空压铸模具型芯时，模具的排气道位置和排气道面积的设计至关重要排气道存在一个“临界面积”，其与型腔内抽出的气体量、抽气时间及充填时間有关
当排气道的面积大于临界面积时，真空压铸模具型芯效果明显；反之则不明显。真空系统的选择也非常重要要求在真空泵关閉之前，型腔内的真空度可保持到充型完毕充氧压铸模具型芯技术压铸模具型芯件气孔中的气体绝大部分为N2和H2，几乎没有O2主要原因是O2與活性金属发生反应生成了固体氧化物，这为充氧压铸模具型芯技术提供了理论基础充氧压铸模具型芯是在压铸模具型芯前将氧气充入型腔，取代其中的空气当金属液进入型腔时，一部分氧气从排气槽排出残留的氧与金属液发生反应，生成弥散状的氧化物微粒在铸型内形成瞬间真空，从而获得无气孔的压铸模具型芯件充氧压铸模具型芯过程中，型腔内的真空是由化学反应产生的生产中为保证安铨性，应严格控制充氧量降低型腔压力，使其与充氧压力相匹配将真空压铸模具型芯与充氧过程结合起来，使型腔处于负压状态可獲得更好的效果。
在金属液充型过程中应使金属液以弥散喷射状态充型。浇道尺寸的大小也对充氧压铸模具型芯的效果有较大影响适當的浇道尺寸既可以满足金属液以紊流形式充满铸型，又可以避免金属液温度下降得过快氧化物的高度弥散分布不会对铸件产生不利影響，反而可提高铸件的硬度并使热处理后的组织细化。充氧压铸模具型芯可用于与氧反应的Al、Mg及Zn合金目前，采用充氧压铸模具型芯可苼产各种铝合金铸件如:液压变速器壳体、加热器用热交换器、液压传动阀体、计算机用托架等对于需热处理或组焊、要求气密性高和在較高温度下使用的压铸模具型芯件，充氧压铸模具型芯具有技术和经济上的优势半固态压铸模具型芯技术半固态压铸模具型芯是在液态金属凝固时进行搅拌，在一定的冷却速度下获得约50%甚至更高固相组分的浆料然后用浆料进行压铸模具型芯的技术。半固态压铸模具型芯技术目前有两种成形工艺:流变成形工艺和触变成形工艺前者是将液态金属送入特殊设计的压射成形机筒中，由螺旋装置施加剪切使其冷卻成半固态浆料然后进行压铸模具型芯。后者是将固态金属粒或碎屑送入螺旋压射成形机中在加热和受剪切的条件下使金属颗粒变成漿料后压铸模具型芯成形。半固态压铸模具型芯成形工艺的关键是有效制取半固态合金浆料、准确控制固液组分的比例及半固态成形过程洎动化控制的研究开发
为实现半固态成形的自动化生产，美国科学家认为需要大力发展以下几种技术:(1)具有自适性、灵活性的棒料运输；(2)精密的压铸模具型芯润滑及维护；(3)可控的铸件冷却系统；(4)等离子除气及处理
挤压压铸模具型芯技术挤压压铸模具型芯又称“液态金属模壓”。其铸件致密性好力学性能高，且无浇冒口我国的一些企业已将其应用于实际生产中。挤压压铸模具型芯技术具有极好的工艺优勢它能替代传统压铸模具型芯、挤压铸模具型芯造、低压铸模具型芯造、真空压铸模具型芯工艺，以及对差压铸模具型芯造、连铸连锻、半固态加工的流变铸造工艺进行兼容专家认为，挤压压铸模具型芯技术是一项前沿性的新技术横跨多个工艺领域，内涵丰富创新性强，极具挑战性
电磁泵低压铸模具型芯造电磁泵低压铸模具型芯造是一种新崛起的低压铸模具型芯造工艺，与气体式低压铸模具型芯慥技术相比在加压方式方面是完全不同的。其采用非接触式的电磁力直接作用于液态金属大大降低了由于压缩空气不纯及压缩空气中氧的分压过高所带来的氧化和吸气等问题，实现了铝液的平稳输送和充型可防止由于紊流造成的二次污染。另外电磁泵系统完全采用计算机数字控制工艺执行非常准确、重复性好，使铝合金铸件在成品率、力学性能、表面质量和金属利用率等方面都具有明显的优势这項技术随着研究的不断深入，工艺也愈来愈成熟
压铸模具型芯设备的发展通过近几年的发展，中国压铸模具型芯机的设计水平、技术参數、性能指标、机械结构和制造质量等都有不同程度的提高特别是冷室压铸模具型芯机，由原来的全液压合型机构改为曲肘式合型机构同时还增加了自动装料，自动喷涂自动取件，自动切料边等电器也由普通电源控制改为计算机控制，操控水平大大提高有的已经達到或接近国际水平，正在向大型化、自动化和单元化进军
在此期间，国内新的压铸模具型芯机企业陆续崭露头角其中香港力劲公司昰典型的代表，该公司开发了多项国内领先的压铸模具型芯机型例如，卧式冷室压铸模具型芯机较大空压射速度6m/s(1997年)和8m/s(2000年初)镁合金热室壓铸模具型芯机(2000年初)匀加速压射系统(2002年)，较大空压射速度10m/s及多段压铸模具型芯系统(2004年6月)实时控制压射系统(2004年8月)和锁模力30000kN的大型压铸模具型芯机(2004年7月)等。
近年来上海压铸模具型芯机厂，灌南压铸模具型芯机厂等骨干企业都开发了较大空压射速度为8m/s以上的卧式冷室压铸模具型芯机和锁模力在10000kN以上的大型压铸模具型芯机；2005年投产的广东顺威伊力精压科技有限公司将生产10000kN~30000kN大型压铸模具型芯机可见中国正在形成┅个有实力的、具有自主知识产权的压铸模具型芯机制造业。中国现有压铸模具型芯机总数1.2万台其中国产压铸模具型芯机约占85%，进口压鑄模具型芯机约占15%近两年中国压铸模具型芯机的年销售量均在1800台以上，其中10000kN及以上压铸模具型芯机占2%8000kN~9000kN压铸模具型芯机占5%，5000kN~7000kN压铸模具型芯机占13%3500kN~4000kN压铸模具型芯机占20%，3000kN及以下压铸模具型芯机占60%在3000kN以下压铸模具型芯机中，热室压铸模具型芯机约占30%
中小型压铸模具型芯机仍鉯国产设备为主。国产压铸模具型芯机与国外先进的压铸模具型芯设备的差距主要表现在以下几方面:(1)总体结构设计落后；(2)漏油严重；(3)可靠性差:这是国产压铸模具型芯机较突出的缺陷据了解，国产压铸模具型芯机的平均无故障运行时间不到3000小时甚至达不到国外50和60年代的水岼。而国外一般超过20000小时；(4)品种规格不全配套能力差:虽然在卧式冷室压铸模具型芯机方面已基本成系列，但仍有个别断档如从16000kN到28000kN间就無产品。热室压铸模具型芯机也缺少4000kN以上的产品压铸模具型芯模具的发展较早的压铸模具型芯模模芯材料选用的是45?钢、铸钢和锻钢等，甴于其耐高温冲击性差所以当时使用寿命也较短。随着科技的发展压铸模具型芯模芯材料也发生了重大变化，现都采用高温、高强度嘚3Cr2N8VH13热锻钢作为模芯材料近年来又采用了进口的8407材料，使模具的使用寿命大大提高特别是近年国内大部分厂都采用了计算机设计及模拟充填技术，使压铸模具型芯模生产质量大大提高生产期大大缩短。
中国模具行业发展迅猛1996年至2004模具产量年平均增长率14%，2003年压铸模具型芯模当年产值为38亿元目前，中国国内模具对市场的满足率仅为80%左右其中以中低档模具为主，大型、复杂的精密模具在生产技术、模具质量和寿命以及生产能力方面均不能满足国民经济发展的需要。研究及发展方向汽车、摩托车工业以及汽车附件的消耗和配套产品的需求为压铸模具型芯件生产提供了一个广阔的市场，压铸模具型芯铝合金在汽车上的应用也将不断扩大
在今后的压铸模具型芯技术研究與开发中，铝合金压铸模具型芯的深化依然会是压铸模具型芯技术发展的一个主要方向为了适应市场需求，今后应进一步解决以下问题:(1)嶊广应用新型高强度、高耐磨性的压铸模具型芯合金研究可着色的压铸模具型芯合金以及用于有特殊安全性要求的铸件等方面的新型压鑄模具型芯合金；(2)开发性能稳定、成分易于控制的压铸模具型芯铝合金；(3)简化合金成分，减少合得奖号为实现绿色化生产提供基础；(4)进┅步完善压铸模具型芯新工艺(真空压铸模具型芯、充氧压铸模具型芯、半固态压铸模具型芯、挤压铸模具型芯造等)；(5)提高对市场的快速反應能力，推行并行工程(CE)和快速原型制造技术(RPM)；(6)开展CAD/CAM/CAE系统的研究与开发；(7)开发和应用更多的压铸模具型芯铝合金汽车零部件
铝合金压铸模具型芯类产品主要用于电子，汽车电机和一些通讯行业等，当然主要的用途还是在一些器械的零件上那么我们在铝合金的压铸模具型芯中需要注意社么呢? 一、考虑脱模的问题 二、考虑铝合金压铸模具型芯壁厚的问题，厚度的差距过大会对填充带来影响 三、茬结构上尽量避免出现导致模具结构复杂的结构出现不得不使用多个抽芯或螺旋抽芯 四、有些压铸模具型芯件外观可能会有特殊的偠求，如喷油
五、设计时考虑到模具问题如果有多个位置的抽芯位，尽量放两边最好不要放在下位抽芯，这样时间长了铝合金压鑄模具型芯下抽芯会出现问题
锌合金是以锌为基加入其他元素组成的合金。常加的合金元素有铝、铜、镁、镉、铅、钛等锌合金熔点低，流动性好易熔焊，钎焊和塑性加工在大气中耐腐蚀，残废料便于回收和重熔；但蠕变强度低易发生自然时效引起尺寸变化。熔融法制备压铸模具型芯或压力加工成材。按制造工艺可分为铸造锌合金和变形锌合金锌合金的主要添加元素有铝,铜和镁等.锌合金按加笁工艺可分为形变与铸造锌合金两类.铸造锌合金流动性和耐腐蚀性较好,适用于压铸模具型芯仪表,汽车零件外壳等。 一、锌合金的特点 1.
比重大 2. 铸造性能好，可以压铸模具型芯形状复杂、薄壁的精密件铸件表面光滑。 3. 可进行表面处理：电镀、喷涂、喷漆 4. 熔化与压铸模具型芯时不吸铁，不腐蚀压型不粘模。 5. 有很好的常温机械性能和耐磨性 6. 熔点低，在385℃熔化容易压铸模具型芯成型。 使用过程中须注意的问题： 1.
抗蚀性差当合金成分中杂质元素铅、镉、锡超过标准时，导致铸件老化而发生变形表現为体积胀大，机械性能特别是塑性显著下降时间长了甚至破裂。 铅、锡、镉在锌合金中溶解度很小因而集中于晶粒边界而成为陰极，富铝的固溶体成为阳极在水蒸气（电解质）存在的条件下，促成晶间电化学腐蚀压铸模具型芯件因晶间腐蚀而老化。 2.
时效莋用 锌合金的组织主要由含Al和Cu的富锌固溶体和含Zn的富Al固溶体所组成它们的溶解度随温度的下降而降低。但由于压铸模具型芯件的凝凅速度极快因此到室温时，固溶体的溶解度是大大地饱和了经过一定时间之后，这种过饱和现象会逐渐解除而使铸件地形状和尺寸畧起变化。 3. 良好的流动性和机械性能 应用于对机械强度要求不高的铸件，如玩具、灯具、装饰品、部分电器件 Zamak 5:
良好的流動性和好的机械性能。 应用于对机械强度有一定要求的铸件如汽车配件、机电配件、机械零件、电器元件。 Zamak 2: 用于对机械性能有特殊要求、对硬度要求高、尺寸精度要求一般的机械零件 ZA8: 良好的流动性和尺寸稳定性，但流动性较差 应用于压铸模具型芯尺団小、精度和机械强度要求很高的工件，如电器件 Superloy:
流动性最佳，应用于压铸模具型芯薄壁、大尺寸、精度高、形状复杂的工件如電器元件及其盒体。 不同的锌合金有不同的物理和机械特性这样为压铸模具型芯件设计提供了选择的空间。 三、锌合金的选择 选择哪一种锌合金主要从三个方面来考虑 1.
压铸模具型芯件本身的用途，需要满足的使用性能要求包括： （1） 力学性能，忼拉强度是材料断裂时的最大抗力； 伸长率，是材料脆性和塑性的衡量指标； 硬度是材料表面对硬物压入或摩擦所引起的塑性变形的抗力。 （2） 工作环境状态：工作温度、湿度、工件接触的介质和气密性要求 （3） 精度要求：能够达到的精度及尺寸稳萣性。 2.
工艺性能好：（1）铸造工艺； （2）机械加工工艺性； （3）表面处理工艺性 3. 3. 以上是锌合金压铸模具型芯的介绍,更哆信息请详见上海 有色金属 网。
跟着科学技术的迅速发展,铝合金使用规模日益扩展,现在已被广泛地使用在飞机、轿车、摩托车、仪器儀表及电影机械工业上铝合金不只具有优秀的强度及刚性,并且杂乱几许形状零件的压铸模具型芯可一次成型,完成了无切削加工,工艺简略,絀产效率高。咱们选用铝合金压铸模具型芯件先镀亮光镍,再镀一层黑色的电镀工艺,既节省本钱,又能取得一种高装饰性表面镀层更有特征,进步产品在世界市场上竞争才能铝合金电镀与普通电镀工艺有必定差异,因为铝合金是一种比较生动的金属,复原、置换才能强,给电镀工艺带來不少困难,一般都选用浸锌办法来作预处理。较近几年,国内外电镀科技工作者开发了许多铝合金电镀新工艺,在此基础上,咱们研发了新式铝匼金表面前处理液———Ｈ·Ｓ·Ｆ液,铝合金电镀工艺更为简略,镀层结合力大大进步,然后确保铝合金压铸模具型芯件镀黑色电镀质量
2 铝合金压铸模具型芯件前处理 铝合金压铸模具型芯件含硅较高,表面常有小气孔和缝隙存在,为了取得高装饰性外观,需机械抛光。因為铝合金的硬度较低,机械抛光轮要柔软而有必定弹性,避免机械抛光时零件边角变形前处理主要有有机溶剂脱脂、碱蚀、酸蚀,浸Ｈ·Ｓ·Ｆ液等处理。 2.1 有机溶剂脱脂 一般选用汽油、等有机溶剂脱脂,以溶解矿藏和抛光膏,也可用洗涤剂溶液擦拭。 2.2 碱蚀
为了除掉零件表面细微油脂和Ａｌ2Ｏ3薄膜,在弱碱液中进行腐蚀,以露出铝合金基体并发生微观粗糙度但溶液碱性不宜太强,一起要严格控制碱蚀液嘚温度和碱蚀时刻,避免发生过腐蚀的现象,碱蚀工艺条件如下: Ｎａ2ＣＯ3 30ｇ/Ｌ Ｎａ3ＰＯ4 30ｇ/Ｌ 添加剂 2～4ｇ/Ｌ ＯＰ-10乳化剂 0.5～1ｍＬ/Ｌ
温度 75～85℃ 时刻 30～60ｓ 2.3 酸蚀(除灰) 铝合金压铸模具型芯件在热碱蚀溶液中腐蚀时,因为铝的化学溶解和合金元素Ｓｉ的不溶解,在零件表面仩会残留一层附着的黑色膜,为了完全除掉这层膜,有必要在以下混合酸中处理: ＨＮＯ 33份 ＨＦ 1份 水 少数
温度 室温 时刻 20～40ｓ 2.4 浸Ｈ·Ｓ·Ｆ液 Ｈ·Ｓ·Ｆ液是浸锌溶液的改进,是咱们自行研发的专用于铝件表面预处理的溶液,所取得的多元合金层结构严密,结晶详尽,孔隙较小,结合力杰出,并且浸Ｈ·Ｓ·Ｆ溶液后能够直接亮光镀镍,简化了电镀工序,其工艺规范如下: Ｈ·Ｓ·Ｆ 浓缩液500ｍＬ/Ｌ 水 余量
温度 15～30℃ 时刻 30～40ｓ 3 电镀中间层中间层一般选用普通亮光镀镍溶液配方及工艺条件: 硫酸镍(ＮｉＳＯ4·7Ｈ2Ｏ) 250ｇ/Ｌ 氯化镍(ＮｉＣｌ2·6Ｈ2Ｏ) 60ｇ/Ｌ (Ｈ3ＢＯ3) 40ｇ/Ｌ 十二烷基硫酸钠 0.05～0 1ｇ/Ｌ
亮光剂 恰当 ｐＨ 4～4 5 温度 52～55℃ 阴极电流密度 2 5～4Ａ/ｄｍ2 时刻 12～15分 陰极移动 需求
电镀亮光镍时较好带电入槽,用大一倍的电流冲击镀1～2分钟,然后按惯例镀镍。 4 铝合金压铸模具型芯件电镀黑色工艺
铝合金压铸模具型芯件毛坯→毛坯查验→机械抛光→汽油或除油→凉干→上夹具→化学除油及碱腐蚀→温水清洗→冷水洗→流水中清洗→酸蚀→水洗→流水中清洗→浸Ｈ·Ｓ·Ｆ溶液→水洗→流水清洗→镀亮光镍(较好带电入槽)→水洗→流水Φ清洗→5%Ｈ2ＳＯ4溶液中活化→水洗→流水中清洗→镀黑色→水洗→流水中清洗→化学钝化→水洗→流水中清洗→烘干(5～10分钟)→下夹具→查驗→浸漆或喷漆国内黑色电镀工艺大都是锡镍合金镀层,也有锡钴合金镀层。其镀液有3品种型:氟化物型、型、焦磷酸盐型,从环保安全考虑,咱们挑选焦磷酸盐型黑色电镀工艺
4.1 镀液配方及工艺条件 ＳｎＣｌ2·2Ｈ2Ｏ 13～15ｇ/Ｌ ＮｉＣｌ2·6Ｈ2Ｏ 55～60ｇ/Ｌ Ｋ4Ｐ2Ｏ7·3Ｈ2Ｏ 230～250ｇ/Ｌ Ｈ·Ｓ·Ｆ-2添加剂 5～15ｇ/Ｌ 或乙二胺 5～10ｍＬ/Ｌ ｐＨ 8～9 Ｔ 45～55℃
ｔ 1～3′ Ｄｋ 0.5～1.5Ａ/ｄｍ2 阳极 镍板 阴极移动 需求 4.2 镀液制造 ①把核算量的氯化亚锡、氯化镍及焦磷酸钾等分别用50～60℃热水溶解。
②把溶解好的锡盐和镍盐溶液在不断拌和下渐渐加至焦磷酸钾溶液中,再拌囷15ｍｉｎ左右,若有混浊,还要持续加温拌和直至悉数弄清 ③参加核算量的添加剂,用水溶解时加少数ＮａＯＨ。 ④将核算量参加,加沝至所需容积,拌和均匀 ⑤丈量并调整ｐＨ至8～9,加温至45～55℃,边电解边试镀。 4.3 镀液各成份的效果 4.3.1 氯化亚锡
它是供给锡離子的主盐氯化亚锡的含量添加,锡镍合金镀层中锡的含量添加。氯化亚锡含量在较大规模内改变对镀层色彩没有显着的影响当氯化亚錫含量过高时,镀层色泽变浅;含量过低时,镀层呈茶色。该镀液不允许参加等氧化剂,也不允许用空气拌和,只能选用阴极移动 4.3.2 氯化镍
它是供给镍离子的主盐。氯化镍含量添加,锡镍合金镀层中镍的含量略有添加当氯化镍含量过低时,镀层色泽较浅。氯离子有利于镍板阳極活化和溶解 4.3.3 焦磷酸钾 它是镍离子、锡离子的络合剂。焦磷酸钾除了络合镍、锡外,有必要存在必定量的游离焦磷酸钾焦磷酸钾含量偏低时,镀层粗糙,色泽不均匀。含量偏高时,阴极电流密度下降,堆积速度减慢 4.3.4 或乙二胺
参加可下降镀层的内应力,并使镀層色泽均匀,因为气味重,镀液经加温后,蒸发更严峻,故选用乙二胺代替。 4.3.5 添加剂 Ｈ·Ｓ·Ｆ-2添加剂也称发黑剂,是锡、镍离子的络合劑,是黑色电镀不行短少的组份因为发黑剂品种和含量的不同,可取得浅、中、深铁灰色和茶色外观。 5 镀后处理
铝合金压铸模具型芯件黑色电镀后,有必要当即水洗,并钝化、烘干钝化能进步镀层抗蚀才能,在烘箱中烘干的进程就是镀层坚膜的进程,此工序是不行短少的。 5.1 化学钝化 铬酐 40～60ｇ/Ｌ 醋酸 1～2ｍＬ/Ｌ 温度 室温 时刻 30～60ｓ 5.2 坚膜 老化镀层,改进进步镀层嘚耐蚀性镀层钝化后,经水洗,放入烘箱内涵100℃中烘干15～20分钟即可。
5.3 涂漆 涂漆的意图,是延蛇矛黑色镀层的使用寿命依据产品质量层次凹凸而定。一些低层次的产品浸油进步防蚀功能,产品质量要求高的,有必要进行喷漆处理
铜合金压铸模具型芯性能特点极佳的热强性及热稳定性极佳的高温耐磨性极佳的抗冷热疲劳性极佳的韧性良好的机械加工性能良好的热传导铜合金压铸模具型芯性能用途铜合金压鑄模具型芯模具热锻模具的凹模与冲头铜合金挤压模具铜合金压铸模具型芯模具 由于铜合金的浇注温度为940～980℃,模具的使用寿命相对来说比較低,使用寿命相当于铝合金模具使用寿命的1/2～1/3,如果使用不当、模具材料质量劣、机加或热处理工艺不良,模具的使用寿命会更低。铜合金的模具结构、加工、热处理等与铝合金模具一样,此处不在赘述为了模具有较长的使用寿命,特别推荐两种优质铜合金压铸模具型芯模具用钢,鉯供参考:1
≤0.01 ≤0.03 1.20～1.60 0.50～1.10 2）性能：该钢是一种空冷硬化的热作模具钢，也是所有热作模具钢中使用最广泛的钢号之一该钢具有较强的热强性和硬度，在中温条件下（300℃～400℃）具有很好的韧性、热疲劳性和一定的耐磨性
3）用途：广泛用于制造热挤压模具与芯棒、模锻锤的锻模、锻造壓力机模具、精锻机用模具镶块以及铝、铜及其合金的压铸模具型芯模（46±1HRC时使用寿命最长），模具标准件型芯、顶杆、推管等 4）热处理笁艺： 淬火 回火 加热温度℃ 淬火介质 硬度HRC 回火温度℃ 时间h 回火硬度HRC 1020～1050
625+580 40～452 H13热作模具钢主要用途 ：用于制造冲击载荷 大的锻模，热挤压模精鍛模，铝铜及其合金的压铸模具型芯模。特 点 ：具有良好的耐热性在较高温度时具有较好的强度和硬度，高的耐磨性和韧性 良好的热疲劳性能。优良的综合力学性能和较高的抗回火稳定性化学成份 加工工艺中发展较快的一种高效率、少无切削的 金属
荿形精密铸造针对该问题，本课题在铜合金压铸模具型芯过程中如何避免气孔缺陷以及压铸模具型芯成型性等方面压铸模具型芯是近代 金属 加工工艺中发展较快的一种高效率、少无切削的 金属 成形精密铸造方法，这种工艺方法已广泛地应用在国民经济的各行各业中在压鑄模具型芯过程中，铸件内部经常出现气孔和缩孔、缩松等缺陷针对该问题，本课题在铜合金压铸模具型芯过程中如何避免气孔缺陷鉯及压铸模具型芯成型性等方面进行了研究。
本文分析了Solidworks和ProCAST的数据结构利用了两者接口的sm1+sm2=sm3形式解决了压射室运动模拟模型创建的问题。解决了数据接口难的问题建立实验用慢压射压射室部分模型。并利用Shell模型在Pro／E环境中建立包括铸件与铸型实体表面的特殊壳体该方法鈳以解决CAD／CAE软件之间数据传递问题。
利用ProCAST模拟得出在给定压射室参数条件下，慢压射加速度在2m／s~2时压射室内 金属 液将气体完全排出，該加速度条件下当模具温度200℃，浇注温度1150℃时获得最佳铸件。 真空压铸模具型芯可减少铸件内部气孔、改善铸件表面质量和保持生产過程铸件尺寸的稳定性、降低压射比压延长模具寿命。本文设计并制造了铜合金压铸模具型芯用真空系统并对该系统进行了计算验证。
铝合金压铸模具型芯的技术要求主要包括力学性能、压铸模具型芯件尺寸和表面质量1、力学性能：当采用压铸模具型芯试样检验时，仂学性能应符合GB/T15115规定当采用压铸模具型芯件本体试验时，指定部位切取度样的力学性能应不低于单铸试样的75%东莞铝合金压铸模具型芯,鋁合金压铸模具型芯。 2、压铸模具型芯件尺寸：压铸模具型芯件的几何形状和尺寸应符合铸件图样中的规定铝合金压铸模具型芯压铸模具型芯件尺寸公差应按GB6414规定执行，如有特殊规定和要求须在图样上注明。压铸模具型芯件的尺寸公差不包括铸造斜度压铸模具型芯件需要机械加工时，其加工余量应按GB/T11350的规定执行 3、表面质量，铸件尺寸精度高表面粗糙度低：铸件表面粗糙度应符合GB6060.1規定。铸件不允许有裂纹、欠铸、疏松、气泡以及任何穿透性缺陷以及擦伤、凹陷、缺肉和网状毛刺等缺陷。 铝合金压铸模具型芯类产品主要用于交通信号灯外壳、拉手、渔轮配件、户外锁、电器产品、通信器材、厨具配件、摩托车散热器及喇叭罩、LED灯外壳、照楿机器材、散热片、汽车配件、电子通讯器材、电子游戏机外壳等行业一些高性能、高精度、高韧性的优质铝合金产品也被用于大型飞機、船舶等要求比较高的行业中。
现在国内卡丁车(相似碰碰车)都从国外进口，其间铝合金车轮是一个重要零件曩昔，国外选用压力铸慥出产该铸件铸件质量差，且成品率低劳动强度大。针对该铸件的结构特色和功能要求怎么进步其产品质量、下降原材料耗费、节約能源、进步劳动出产率及下降铸件本钱，是当时出产中的要害从研发的状况可知，选用揉捏铸造替代压力铸造是往后制作铝合金车轮卓有成效的工艺 1 车轮材料、要求及铸件规划
图1所示为铝合金车轮零件图。车轮不只有较高的功能要求并且形状非常杂乱。圖1 车轮零件图 车轮材料的化学成分(质量分数)为：1.5%～3.5%的Cu,10.5%～12.0%的Si,＜0.3%的Mg＜1.0%的Zn，＜0.5%的Mn＜1.3%的Fe,＜0.5%的Ni,＜0.5%的Sn，其他为Al力学功能要求：σb＞276 MPa,σs＞115
MPa,σ＞4.4%,HB＞92。 该车轮内外形的尺度精度较高都应加放加工余量及余块。按揉捏铸造工艺的要求把形状杂乱的车轮零件图规划如图2所示的鑄件图。 由该图可见为便于从铸件内孔脱出及简化模具加工，把本来的阶梯轴孔规划成圆柱形中心孔其直径为?φ30 mm，内壁斜度为3°［1］图2 车轮铸件图 2 模具结构及规划参数［1］ 2.1 揉捏铸造模具结构
铝合金车轮揉捏铸造的模具结构如图3所示。它首要有凸模、右凹模、顶杆镶块和左凹模组成所要求的型腔左凹模和右凹模别离固定在左凹模定模板和右凹模动模板上，左凹模定模板用螺钉紧凅鄙人模板上右凹模动模板经过侧缸在导柱上施行敞开及闭合。图3 车轮揉捏铸造模具 1.上模板 2.凸模固定板 3.凸 模 4.导 柱 5.右凹模 6.右凹模动模板 7.垫 板 8.下模板 9.顶杆镶块
10.左凹模 11.左凹模定模板 选用2000 kN油压机改装进行揉捏铸造其作业进程是：将定量的合金熔液浇入型槽后，固萣在活动横梁上的凸模以必定速度向下挤入型腔压力达必定数值后保压；铝合金凝结后卸压，凸模经过作业缸的回程向上移动顶杆镶塊经过下顶缸从铸件内向下退出，直到悉数脱离铸件之后再用侧缸敞开右凹模，取出铸件 2.2 模具规划的首要参数 (1)
空隙 凸模與左、右凹模之间的空隙要恰当。过小则因凸模与凹模的安装差错而相碰或咬住；过大则合金熔液经过空隙喷出构成事端；或许在空隙Φ发生纵向毛剌，减小加压作用阻止卸料。合理的空隙与加压开端时刻、加压速度、压力巨细、工件尺度及金属材料有关依据实践出產经历，单边空隙取0.1 mm (2)
脱模斜度 合金熔液在凸模压力下凝结成铸件，冷却后紧包在凸模及顶杆镶块上为了便于凸模及顶杆镶块脱絀，故在凸模及顶杆镶块上设有3°的脱模斜度。因为铸件外形呈圆状，且分在左、右两片凹模，只需右凹模向右移动必定间隔铸件就易从咗凹模取出，故不用设置脱模斜度 (3)
排气 在左、右两片凹模彻底闭合后，合金熔液因缓慢地浇入型腔型腔中气体可根本排出。揉捏铸造时留在凸模导向部分的少数气体，经过凸模与凹模之间的空隙排出 (4)
模具材料 揉捏铸造是在必定的压力和必定的温度下进荇的，不存在像压铸模具型芯模那样遭到金属液的冲刷作业压力比压铸模具型芯时高，只需求模具在高温下有必定的抗压强度即可别嘚，为了避免与合金熔液触摸的模具表面发生热疲惫裂纹左右凹模、凸模及顶杆镶块均选用3Cr2W8V合金模具钢制作，热处理后硬度为HRC48～52型腔表面进行软氮化处理。 3 揉捏铸造的工艺参数
揉捏铸造是铸锻结合的工艺其出产工艺进程是：合金的熔化、模具的预备(整理、預热、喷涂润滑剂)、金属的浇注、液态金属的加压、压力的坚持、压力的去除及铸件的取出等。 为确保铸件质量须合理挑选工艺参數［1～2］。 (1)
比压 压力巨细对铸件的物理力学功能、铸造缺点、安排、偏析、熔点及相平衡等都有直接影响所以断定成形有必要的單位压力是很重要的。假如比压过小铸件表面与内涵质量都不能到达技术指标；比压过大，对功能的进步不非常显着还简单使模具损壞，且要求较大合模力的设备揉捏铸造实验是在2 000 kN油压机上进行的。实验证明适合于本铝合金车轮揉捏铸造的比压应在50～60 MPa范围内选取。
(2) 加压开端时刻 从车轮揉捏铸造实验的成果来看其加压开端时的间隔时刻过长，铸件的强度及伸长率下降现用的开端加压时刻是3～5 s，较为适宜 (3)
加压速度 揉捏铸造要求必定的加压速度，在或许状况下以加压速度快一点为好。加压速度快则凸模能很快地将壓力施加于金属上，便于成形、结晶和塑性变形但也不宜过快，不然会使部分合金熔液的表面发生飞溅及涡流使铸件发生缺点，以及茬凸、凹模之间的空隙中流出过多的合金熔液构成难以去除的纵向毛刺。因而有必要使凸模缓慢地压入液态金属中。因为运用的油压機作业进给速度较慢故使用作业行程的速度进行限制。
(4) 保压时刻 压力坚持时刻首要取决于铸件厚度在确保成形和结晶凝结条件丅，保压时刻以短为好可是保压时刻过短，则铸件内部简单发生缩孔假如保压时刻过长，则会延伸出产周期添加变形抗力，下降模具运用寿命 考虑本车轮的壁厚状况，揉捏铸造的保压时刻选用12 s左右 (5)
模具预热温度 模具若不预热，合金熔液注入型腔后会很赽凝结导致来不及加压；但预热温度也不能过高，不然会延伸保压时刻下降出产率，一起也不利于喷涂润滑剂对本车轮揉捏铸造模具的预热温度为200～300℃，通常是用火油喷灯进行加热 (6)
合金浇注温度 浇注温度过高或过低都对合金成形有显着影响。过低合金极易凝结，所需单位压力大；过高易发生缩孔。有必要指出揉捏铸造合金的浇注温度要比砂型浇注温度高。一般期望把浇注温度控制在比較低的数值因为揉捏铸造时期望消除气孔、缩孔和疏松。在浇注温度低时气体易于从合金熔液内部逸出，很少留在金属中易于消除氣孔。此外也可削减缩孔构成时机，一起因为浇注温度较低金属溢出较少，可削减毛刺对本车轮揉捏铸造的浇注温度选用720～740℃为较適宜。
(7) 润滑剂 润滑剂的作用是维护模具进步铸件表面质量和便于从模具内取出铸件。选用机油石墨润滑剂即5%的200～300意图石墨粉加叺到95%机油中，拌和均匀即可用喷喷涂在模具型腔表面上，其厚度为0.05～0.1 mm过厚会影响铸件表面质量。 (8)
冷却 揉捏铸造卸压后一般应當即脱模，故铸件的出模温度较高为了避免高温的铸件空冷时在薄壁与厚壁的交界处发生裂纹，应将出模后的铸件当即放入砂堆中待冷却到150℃以下时再取出空冷。
1．操作者必须持证上岗 2．操作者必须穿戴好个人防护用品。 3．操作者必须熟悉所操作设備的结构、性能、工作原理和调试方法并认真阅读操作说明，严格按设备操作规程操作-东莞压铸模具型芯机配件 4.压铸模具型芯机操作： 4．1操作者开机前必须对设备、仪表、润滑、冷却系统和设备的安全防护装置做全面的检查，确保完好有效 4．2操作者安装镶件时，必须戴手套以防烫手。 4．3设备运转中操作者（包括其他人）不得进入危险区域以防碰伤和烫伤。 4．4往保温炉加注铝液时操作者（包括其他人）要远离叉车和保温炉，以防铝液飞溅伤人 4．5拆装模具过程中要正确选用吊索具和拆装方法，并检查模具是否有安钢紧装置以防模具坠落砸伤设备和人员。 5．保温炉操作： 5．l新炉和长久未用的爐子使用前必须炉干，以防加注铝液爆溅灼伤人 5．2操作者应经常检查导线有无烧焦、破损、搭接设备外露金属部分，防止发苼触电事故 5．3保温炉加注铝液时，必须停电 5．4清理铝液浮渣时，起吊加热盖要正确选用吊索具并按操作规程操作；加热盖要落地放置，不得一直悬在空中；待炉温降低清渣时清理人员要佩戴相应的防护用品（如手套、护目镜）；炉渣清理完毕，加熱盖要恢复原位接线正确，并把防护罩安装稳妥 6操作者要认真做好交接班记录。
铝制模具是模具行业人士人非常关心的一个熱门话题用铝材作为一种较高成本效益的方法来生产模具具有很多优势，可以进一步提高企业的竞争力由于优势非常明显，因而模具淛造的周期缩短从而降低了生产成本，再加上这种模具具有更好的导热性这就意味着生产周期可大大缩短。总之探讨有关电镀铝制模具的问题，对于考虑使用这类模具的人们而言是很合时宜的 历史和应用 将铝制模具应用于注塑工艺并不完全是一个新的概念。较初原型模具普遍采用铝材制造，而且汽车工业应用这类模具已经有很多年的历史了现已逐渐的在汽车行业以外的企业中流行起来。 越来越多的客户提出了这样一个问题：如何延长这些模具的使用寿命以使其能够适用于有限的生产？随着这种趋势的发展客户們开始探讨将铝制模具作为真正的生产工具，甚至还提出了更多的问题例如： （1）模具可能需要电镀的较终表面光洁度应达到什么沝平才能更好地使零件脱模？ （2）它是否要求达到类似于纸质的表面光洁度还是钻石般的表面光洁度它是否需要采用喷丸抛光处理？ （3）需要达到什么样的要求才能防止其腐蚀和磨损 在加工处理模具前，所有这些问题都应该得到很好的解答 由于新技術和铝制模板的开发，特别是为了注塑模的设计铝制模具也越来越普遍地用于吹塑模、R.I.M.模、橡胶模、结构发泡模及R.T.M.模等领域。尽管它可能不适合于所有应用领域但事实上，其使用变得越来越普遍 延长使用寿命 每个人都希望能够延长模具的生产使用寿命，例如采用传统的工具钢制造模具其表面采用硬质铬或镍金属电镀，或采用更为专业化的工程涂料这样做可以防止其表面磨损或腐蚀，促使其更好的脱模此后，为了寻求同样的目标开始采用铝制模具，并找到了切合实际的解决办法 光泽度水平 为了能够注塑成型苼产出装饰性较好的零件，除了延长模具的使用寿命之外制造商还希望铝制模具的表面能够保持一定程度的光泽度，因此建议采用非电鍍的镍喷涂工艺因为这种方法有助于延长模具表面光洁度的寿命，使其生产装饰性零件相对比较容易 由于铝材的质地较软，如果鈈采用表面涂层就容易被塑料磨损，加速其损坏程度从而改变注塑成型件的光泽度。非电镀镍涂层可使模具表面增加50RC使其足以保护囷延长模具表面的光泽度和结构。 表面光洁度 更有利的是非电镀镍涂层可以比铝材本身获得更好的表面光洁度质量，但必须指絀的是在模具可以电镀前，首先需要进行一些表面处理例如，为了使其能够达到透镜级的质量水平建议首先将铝制模具的表面加工箌SPIA-3级光洁度水平，然后在其进一步抛光前再应用0.5的高磷非电镀镍涂层，使其达到钻石级质量的光洁度水平 从另一方面来说，这种笁艺节约了大量的时间和成本费用在通常情况下，铝材也会带来各种不同的缺陷但凭肉眼往往是看不见的，只有在注塑成型的零件上財能很清楚地看到这必将导致材料的浪费，以及返回试验台重新试验的时间以分析和纠正所产生的问题。非电镀镍涂层将有助于在模具投产前消除这些缺陷或将这些缺陷降到较低。 由于非电镀镍涂层均匀地沉积在模具所有的表面上因此它将全面地覆盖整个零件，包括所有的螺纹孔和销钉孔等这实际上提高了铝制模具的结构完整性。另外一个优势是非电镀镍涂层的应用将不会影响铝材的特性，因为它是在180℃的低温条件下应用 Aluminum
Bank先生是铝制模具的倡导者之一，他喜欢在铝模上使用氮化硼镍涂层“我使用氮化硼镍涂层有两個原因：其一，当制造的模具用于加工较低百分比的玻璃填充材料时能够达到耐磨的目的；其二，当制造的模具用于加工PVC一类的材料时可起到防腐的作用。”Bank先生说“在这两种情况下，使用几种带有涂层的模具能够获得巨大的成功氮化硼镍涂层应用的效果很好，与鋁材有很好的亲和力但在必要时可以剥离。无论您选用的涂层是出于什么样的理由总之选用氮化硼镍涂层是一个非常可靠的策略。” 防腐保护和水线 如果腐蚀是一个令人关心的问题那么采用镍-聚四氟乙烯涂料、氮化硼镍涂层和非电镀镍涂层将能够起到较好的防腐作用。使用了上述各类工程涂层中的任何一种涂层后模具在停产不用期间，再也没有必要往模具上喷涂其他的保护层和防腐层 水线也可从铝制模具的非电镀镍涂层中获益。如果使用就没有必要担心有关水线的收缩或白色类似于鳞状的涂层了它可以降低加工周期，因为电镀材料实际上可以消除这些问题因此，在应用前只要将插头未从模具中拔出那么当整个模具被喷涂以后，水线也就会被喷塗层所覆盖 在50RC时，直接喷涂的非电镀镍涂层能够起到一般性的防磨损保护作用不过可以通过PVC气体获得较佳的保护；镍-聚四氟乙烯塗层在50RC时，对防护磨损具有中等保护作用并且可以提高润滑性，以及起到良好的防腐作用；而氮化硼镍涂层在54RC时具有极好的耐磨保护性，而且还具有良好的脱模性能和防腐保护作用 还应当指出的是，铝材有不同的等级需要采用不同的处理方法，以保证其对任何電镀材料都有适当附着力因此，了解您的基材总是非常有益的或是找到一个具有一定装备的电镀经销商为您提供分析。这样可以保证使您在滑板、模具闭合、分型线和其他模具元件上达到较好的附着力 毫无疑问，长期用于注塑成型生产的铝制模具的使用趋势将会歭续下去而且无疑也将会开发出一系列更新颖的铝合金材料，以适应和满足不同模具的生产和应用需求无论遵循这条原则会出现什么樣的情况，但总是有一种工程涂层可以用来提高产品的质量和延长模具的使用寿命这是非常简单的事情，提供电镀服务的经销商有很多經验和资源可以帮助人们去实现这个愿望
20世纪90年代以后，中国的压铸模具型芯工业取得了令人惊叹的发展已发展为一个新兴产业。目湔铝合金压铸模具型芯工艺已成为汽车用铝合金成形工艺中应用最广泛的工艺之一，在各种汽车成型工艺方法中占49%
中国现有压铸模具型芯企业3000家左右，压铸模具型芯件产量从1995年的26.6万吨上升到2005年的87万吨年增长率保持在20%以上，其中铝合金压铸模具型芯件占所有压铸模具型芯件产量的3/4以上中国压铸模具型芯件产品的种类呈多元化，包括汽车、摩托车、通讯、家电、五金制品、电动工具、IT、照明、扶梯梯级、玩具灯等随着技术水平和产品开发能力的提高，压铸模具型芯产品种类和应用领域不断扩宽其压铸模具型芯设备、压铸模具型芯模和压铸模具型芯工艺都发生了巨大的变化。压铸模具型芯铝合金压铸模具型芯铝合金自1914年投入商业化生产以来随着汽车工业的发展囷冷室压铸模具型芯机的发明，得到了快速发展
压铸模具型芯铝合金按性能分为中低强度（如中国的Y102）和高强度（如中国的Y112）两种。目前工业应用的压铸模具型芯铝合金主要有以下几大系列：Al-Si、Al-Mg、Al-Si-Cu、Al-Si-Mg、Al-Si-Cu-Mg、Al-Zn等压铸模具型芯铝合金力学性能的提高往往伴随着铸造工艺性能的降低，压力铸造因其高压快速凝固的特点使这种矛盾在某些方面更加突出因此一般压铸模具型芯件难于进行固溶热处理，这就制约叻压铸模具型芯铝合金力学性能的提高虽然充氧压铸模具型芯、真空压铸模具型芯等是提高合金力学性能的有效途径，但广泛采用仍有┅定难度所以新型压铸模具型芯铝合金的开发研制一直在进行。先进的压铸模具型芯技术早期的卧式冷室压铸模具型芯机的压铸模具型芯过程只有一个速度压送金属液进入模具压射速度只有1m~2m/s。采用这种工艺铸件内部气孔多，组织疏松不久便改进为2级压射，把压射过程简单地分解为慢速和快速2个阶段但快速的速度也不过3m/s，后来为了增加压铸模具型芯件的致密度在慢速和快速之后增加了一个压力提升的阶段，成为慢压射快压射和增压3个阶段，这就是经典的3段压射
20世纪60年代中间，这种3级压射已经普遍推开并且快压射阶段的速度已提高到5m/s。此后的40余年期间世界各国领先的压铸模具型芯机制造商对压射过程进行了研究试验，从而开发出一些新工艺如70年代的拋物线压射系统，80年代的无飞边压铸模具型芯系统90年代的无飞边压射系统，其中有的从3阶段压射中对每个阶段加以再分解这正是这个經典的3阶段压射的继续发展的延伸。现在压射速度、压力已由原来的人工手轮调节控制改为计算机控制近年来，人们为了解决压铸模具型芯件内部存在的气孔和缩孔问题能够生产出高强度、高密性、可焊接可热处理、可扭曲等各种高要求的压铸模具型芯件，除了继续完善真空压铸模具型芯以外又发展了挤压铸模具型芯造和半固态压铸模具型芯等新的技术并加以概括地称之为“高密度压铸模具型芯法”。真空压铸模具型芯技术真空压铸模具型芯法是将型腔中的气体抽空或部分抽空降低型腔中的气压，以利于充型和合金熔体中气体的排除使合金熔体在压力的作用下充填型腔，并在压力下凝固而获得致密的压铸模具型芯件
真空压铸模具型芯法与普通压铸模具型芯法相比具有以下特点：（1）气孔率大大降低；（2）真空压铸模具型芯的铸件的硬度高，微观组织细小；（3）真空压铸模具型芯件的力学性能较高近来，真空压铸模具型芯以抽除型腔中的气体为主主要有两种形式：（1）从模具中直接抽气；（2）置模具于真空箱中抽气。
采用真空压铸模具型芯时模具的排气道位置和排气道面积的设计至关重要。排气道存在一个“临界面积”其与型腔内抽出的气体量、抽气时间及充填时间有关。当排气道的面积大于临界面积时真空压铸模具型芯效果明显；反之，则不明显真空系统的选择也非常重偠，要求在真空泵关闭之前型腔内的真空度可保持到充型完毕。充氧压铸模具型芯技术压铸模具型芯件气孔中的气体绝大部分为N2和H2几乎没有O2，主要原因是O2与活性金属发生反应生成了固体氧化物这为充氧压铸模具型芯技术提供了理论基础。充氧压铸模具型芯是在压铸模具型芯前将氧气充入型腔取代其中的空气。当金属液进入型腔时一部分氧气从排气槽排出，残留的氧与金属液发生反应生成弥散状嘚氧化物微粒，在铸型内形成瞬间真空从而获得无气孔的压铸模具型芯件。充氧压铸模具型芯过程中型腔内的真空是由化学反应产生嘚。生产中为保证安全性应严格控制充氧量，降低型腔压力使其与充氧压力相匹配。将真空压铸模具型芯与充氧过程结合起来使型腔处于负压状态，可获得更好的效果
在金属液充型过程中，应使金属液以弥散喷射状态充型浇道尺寸的大小也对充氧压铸模具型芯的效果有较大影响，适当的浇道尺寸既可以满足金属液以紊流形式充满铸型又可以避免金属液温度下降得过快。氧化物的高度弥散分咘不会对铸件产生不利影响反而可提高铸件的硬度，并使热处理后的组织细化充氧压铸模具型芯可用于与氧反应的Al、Mg及Zn合金。目前采用充氧压铸模具型芯可生产各种铝合金铸件，如：液压变速器壳体、加热器用热交换器、液压传动阀体、计算机用托架等对于需热处理戓组焊、要求气密性高和在较高温度下使用的压铸模具型芯件充氧压铸模具型芯具有技术和经济上的优势。半固态压铸模具型芯技术半凅态压铸模具型芯是在液态金属凝固时进行搅拌在一定的冷却速度下获得约50%甚至更高固相组分的浆料，然后用浆料进行压铸模具型芯的技术半固态压铸模具型芯技术目前有两种成形工艺：流变成形工艺和触变成形工艺。前者是将液态金属送入特殊设计的压射成形机筒中由螺旋装置施加剪切使其冷却成半固态浆料，然后进行压铸模具型芯后者是将固态金属粒或碎屑送入螺旋压射成形机中，在加热和受剪切的条件下使金属颗粒变成浆料后压铸模具型芯成形半固态压铸模具型芯成形工艺的关键是有效制取半固态合金浆料、精确控制固液組分的比例及半固态成形过程自动化控制的研究开发。
为实现半固态成形的自动化生产美国科学家认为需要大力发展以下几种技术：（1）具有自适性、灵活性的棒料运输；（2）精密的压铸模具型芯润滑及维护；（3）可控的铸件冷却系统；（4）等离子除气及处理。
擠压压铸模具型芯技术挤压压铸模具型芯又称“液态金属模压”其铸件致密性好，力学性能高且无浇冒口。我国的一些企业已将其应鼡于实际生产中挤压压铸模具型芯技术具有极好的工艺优势，它能替代传统压铸模具型芯、挤压铸模具型芯造、低压铸模具型芯造、真涳压铸模具型芯工艺以及对差压铸模具型芯造、连铸连锻、半固态加工的流变铸造工艺进行兼容。专家认为挤压压铸模具型芯技术是┅项前沿性的新技术，横跨多个工艺领域内涵丰富，创新性强极具挑战性。
电磁泵低压铸模具型芯造电磁泵低压铸模具型芯造是┅种新崛起的低压铸模具型芯造工艺与气体式低压铸模具型芯造技术相比，在加压方式方面是完全不同的其采用非接触式的电磁力直接作用于液态金属，大大降低了由于压缩空气不纯及压缩空气中氧的分压过高所带来的氧化和吸气等问题实现了铝液的平稳输送和充型，可防止由于紊流造成的二次污染另外电磁泵系统完全采用计算机数字控制，工艺执行非常准确、重复性好使铝合金铸件在成品率、仂学性能、表面质量和金属利用率等方面都具有明显的优势。这项技术随着研究的不断深入工艺也愈来愈成熟。
压铸模具型芯设备嘚发展通过近几年的发展中国压铸模具型芯机的设计水平、技术参数、性能指标、机械结构和制造质量等都有不同程度的提高，特别是冷室压铸模具型芯机由原来的全液压合型机构改为曲肘式合型机构，同时还增加了自动装料自动喷涂，自动取件自动切料边等，电器也由普通电源控制改为计算机控制操控水平大大提高，有的已经达到或接近国际水平正在向大型化、自动化和单元化进军。在此期間国内新的压铸模具型芯机企业陆续崭露头角，其中香港力劲公司是典型的代表该公司开发了多项国内领先的压铸模具型芯机型，例洳卧式冷室压铸模具型芯机最大空压射速度6m/s（1997年）和8m/s（2000年初），镁合金热室压铸模具型芯机（2000年初）匀加速压射系统（2002年）最大空压射速度10m/s及多段压铸模具型芯系统（2004年6月），实时控制压射系统（2004年8月）和锁模力30000kN的大型压铸模具型芯机（2004年7月）等
近年来，上海压鑄模具型芯机厂灌南压铸模具型芯机厂等骨干企业都开发了最大空压射速度为8m/s以上的卧式冷室压铸模具型芯机和锁模力在10000kN以上的大型压鑄模具型芯机；2005年投产的广东顺威伊力精压科技有限公司将生产10000kN~30000kN大型压铸模具型芯机。可见中国正在形成一个有实力的、具有自主知识产權的压铸模具型芯机制造业中国现有压铸模具型芯机总数1.2万台，其中国产压铸模具型芯机约占85%进口压铸模具型芯机约占15%。近两年中国壓铸模具型芯机的年销售量均在1800台以上其中10000kN及以上压铸模具型芯机占2%，8000kN~9000kN压铸模具型芯机占5%5000kN~7000kN压铸模具型芯机占13%，3500kN~4000kN压铸模具型芯机占20%3000kN及鉯下压铸模具型芯机占60%。在3000kN以下压铸模具型芯机中热室压铸模具型芯机约占30%。
中小型压铸模具型芯机仍以国产设备为主国产压铸模具型芯机与国外先进的压铸模具型芯设备的差距主要表现在以下几方面：（1）总体结构设计落后；（2）漏油严重；（3）可靠性差：这是國产压铸模具型芯机最突出的缺陷，据了解国产压铸模具型芯机的平均无故障运行时间不到3000小时，甚至达不到国外50和60年代的水平而国外一般超过20000小时；（4）品种规格不全，配套能力差：虽然在卧式冷室压铸模具型芯机方面已基本成系列但仍有个别断档，如从16000kN到28000kN间就无產品热室压铸模具型芯机也缺少4000kN以上的产品。压铸模具型芯模具的发展最早的压铸模具型芯模模芯材料选用的是45﹟钢、铸钢和锻钢等甴于其耐高温冲击性差，所以当时使用寿命也较短随着科技的发展，压铸模具型芯模芯材料也发生了重大变化现都采用高温、高强度嘚3Cr2N8VH13热锻钢作为模芯材料，近年来又采用了进口的8407材料使模具的使用寿命大大提高，特别是近年国内大部分厂都采用了计算机设计及模拟充填技术使压铸模具型芯模生产质量大大提高，生产期大大缩短
中国模具行业发展迅猛，1996年至2004模具产量年平均增长率14%2003年压铸模具型芯模当年产值为38亿元。目前中国国内模具对市场的满足率仅为80%左右，其中以中低档模具为主大型、复杂的精密模具，在生产技术、模具质量和寿命以及生产能力方面均不能满足国民经济发展的需要研究及发展方向汽车、摩托车工业以及汽车附件的消耗和配套产品嘚需求，为压铸模具型芯件生产提供了一个广阔的市场压铸模具型芯铝合金在汽车上的应用也将不断扩大。
在今后的压铸模具型芯技术研究与开发中铝合金压铸模具型芯的深化依然会是压铸模具型芯技术发展的一个主要方向。为了适应市场需求今后应进一步解决鉯下问题：（1）推广应用新型高强度、高耐磨性的压铸模具型芯合金，研究可着色的压铸模具型芯合金以及用于有特殊安全性要求的铸件等方面的新型压铸模具型芯合金；（2）开发性能稳定、成分易于控制的压铸模具型芯铝合金；（3）简化合金成分减少合金牌号，为实现綠色化生产提供基础；（4）进一步完善压铸模具型芯新工艺（真空压铸模具型芯、充氧压铸模具型芯、半固态压铸模具型芯、挤压铸模具型芯造等）；（5）提高对市场的快速反应能力推行并行工程（CE）和快速原型制造技术（RPM）；（6）开展CAD/CAM/CAE系统的研究与开发；（7）开发和应鼡更多的压铸模具型芯铝合金汽车零部件。
由于铝合金压铸模具型芯产品的规格多样应用领域广泛且环境复杂多样。依赖经验设计和试模返修的传统生产模式已不能满足现代化经济发展的需求在效率就是生命，质量就是关键的市场经济环境下提高模具设计加工的成功率及铝合金压铸模具型芯的产量和成品率是压铸模具型芯公司最迫切的任务。 在铝合金压铸模具型芯生产中压铸模具型芯是主要成形工艺之一，压铸模具型芯模具的好坏、压铸模具型芯工艺速度的快慢直接影响压铸模具型芯公司的产品质量和产量 所以，提高压鑄模具型芯机的生产效率包括提高装机水平、提高工人素质、提高管理水平等都是切实的提升生产效率的方法。 1、选择好的材料 原料质量直接影响铝合金压铸模具型芯的质量和生产效率好的原料可以减少模具的磨损，延长模具寿命降低成本，提高生产效率 2、优秀的模具和压铸模具型芯机 合理的模具设计，及时氮化提高模具工作带的硬度和光洁度降低修模次数，减少非工效时间提高产品质量降低废品率，对实现产量最大化是非常重要的 3、控制在合适的温度 一个合适的温度会对铝合金压铸模具型芯的质量产生非常大的影响，温度过高或者过低都会造成不可预料的损害
铝合金压铸模具型芯是将高温熔融状况的铝合金金属液，高压高速压射入模具型腔成形的铸造工艺办法这种铸造办法的特点是产品成形精细，出产功率高但惯例压铸模具型芯工艺有缺点，因为高速压射時模具型腔中的气体不能被有用扫除留存在铸件内部，构成气孔缺点导致铸件的力学性能变差。 为了处理这个问题人们选用抽嫃空的办法，即压铸模具型芯时抽出型腔中的气体构成必定的真空或负压状况，然后削减了铸件内部的气孔缺点 长期以来，人们為了拓展压铸模具型芯件的使用规模进步压铸模具型芯件的力学性能，研讨了一些新的压铸模具型芯办法如层流充填法（超低速压铸模具型芯法）、充氧压铸模具型芯法以及真空压铸模具型芯法等。 上述办法的首要意图都在于削减金属液充填过程中的卷气现象然後进步铸件的力学性能。因为层流充填法存在出产功率低充氧压铸模具型芯法存在操作工序杂乱、工艺参数不易控制等缺点，所以实践絀产中这两种办法使用的并不多 而真空压铸模具型芯法则是将型腔中的气体抽出，金属液在真空状况下充填型腔因此卷进的气体尐，铸件的力学性能得到进步而且真空压铸模具型芯和普通压铸模具型芯办法相同，操作便利不下降出产功率。所以真空压铸模具型芯法自呈现以来表现出强壮的生命力，跟着相关技能的开展其使用将越来越广泛。 本文针对某公司选用普通压铸模具型芯办法出產的铝合金快速接头（OPW）存在外观质量不高、力学性能较差、均匀合格率较低一级问题经过在原有模具的基础上添加了真空设备，研讨叻普通压铸模具型芯试样和真空压铸模具型芯试样的外观质量和力学性能以期为真空压铸模具型芯技能在铝合金压铸模具型芯出产中的使用供给必定的指导意义。 1实验 实验所用的材料为ADCl2铝合金选用锁模力为1800kN的J1118F型卧式冷室压铸模具型芯机和DIEVS60-SU真空设备制备出直径为6mm嘚标准棒状拉伸试样。实验所用材料的化学成分见表1 将普通压铸模具型芯试样和真空压铸模具型芯试样各分红两部分，每种试样一蔀分做T6热处理另一部分不做处理，然后别离测验其力学性能在CSS-1120型电子全能实验机上进行拉伸实验，在HB-3000型布氏硬度计上进行硬度实验壓头直径为5mm，载荷值为2.452kN坚持载荷时刻为30S，环境温度为18℃ 本实验液态铝合金的浇注温度为660℃，增压压力为11MPa低速速度为0.25m/s，高速速度為5m/s 2实验成果及分析 2.1试样的外观质量 图1和图2别离为真空压铸模具型芯试样和普通压铸模具型芯试样在热处理后的相片。从图Φ能够看出真空压铸模具型芯试样的表面鼓泡很少。比较之下普通压铸模具型芯试样的表面有许多鼓泡，这是因为铸件内部气体高温脹大而构成的 图3为两种试样做抗拉强度实验后的断面相片。图中左边的是普通压铸模具型芯试样的断面右侧的是真空压铸模具型芯试样的断面。从图中能够看出普通压铸模具型芯试样的断面晶粒粗糙，色彩发漆黑；真空压铸模具型芯试样的断面晶粒细密色彩更挨近铝合金本性。丈量试样相同部位的直径与热处理前比较，普通压铸模具型芯试样的直径增大了0.1mm以上而真空压铸模具型芯试样几乎沒有改变。 2.2试样的力学性能 选用T6热处理即固溶加人工时效的办法了解普通压铸模具型芯工艺与真空压铸模具型芯工艺出产的压铸模具型芯件气体含量之间的不同 两种试样别离随机抽取做力学性能实验，在热处理前的检测成果见表2 从表2的检测成果来看，茬热处理前两种试样的力学性能相差不大，真空压铸模具型芯试样的力学性能略好一些真空压铸模具型芯试样比普通压铸模具型芯试樣的抗拉强度进步约6.67%，伸长率进步了25%硬度进步约4.34%。这是因为普通压铸模具型芯试样中有较多的气孔存在安排中的晶粒粗大，安排也较為疏松；而真空压铸模具型芯试样中的气孔数量较少安排中的晶粒细微，安排也相对细密 两种试样一起进行固溶和人工时效处理。其间固溶条件：温度为515℃时刻为6h，冷却方法为90℃水冷；人工时效条件：温度为175℃时刻为6h，冷却方法为空冷固溶处理与人工时效处悝的间隔时刻为1h。 按上述条件做过固溶和人工时效处理后再抽样进行力学性能检测，检测成果见表3 由表3数据可知，经T6热处理後真空压铸模具型芯试样的力学性能依然坚持在杰出状况，伸长率还比铸态时进步了180%；而普通压铸模具型芯试样的力学性能下降起伏较夶经T6热处理后，尽管两种压铸模具型芯件安排中的共晶硅都得到了细化可是真空压铸模具型芯试样中气孔的巨细并没有发作显着的改變；而普通压铸模具型芯试样中气孔因体积胀大而显着增大，然后导致其力学性能下降起伏较大 表4给出了两种压铸模具型芯工艺出產的压铸模具型芯件气体含量的检测成果。 从表4中能够看出真空压铸模具型芯件的气体含量的确少于普通压铸模具型芯件。 因為真空压铸模具型芯时抽出了型腔中的空气使得铸件中呈现气孔缺点的几率大大下降，然后改进了铸件的显微安排进步了铸件的力学性能。 3均匀合格率比照 据统计2007年OPW系列产品的均匀合格率只要60%多一点，不合格品首要是因为气孔缺点形成的2008年挑选633F-2型快速接头淛作了真空压铸模具型芯模具进行实验，压铸模具型芯的第一批产品合格率就有显着进步到达了84%，单批最高合格率到达了97.36%2007年产品的均勻合格率只要69.79%，2008年均匀合格率到达了89%产品合格率进步约28%。 截止到2009年OPW系列快速接头已有9个类型的产品制作了真空压铸模具型芯模具，这9个类型产品的用量较大用普通模具压铸模具型芯合格率较低，换成真空模具后合格率进步许多图4为2008年和2009年OPW系列产品的月计合格率。从图中能够看出使用真空压铸模具型芯技能后，产品合格率稳定在80%以上因为产品合格率大幅进步，进步了出产功率下降了出产成夲，然后进步了市场竞争力 4定论 （1）经抗拉强度实验后，与普通压铸模具型芯试样比较真空压铸模具型芯试样的断面晶粒更細密，色彩更挨近铝合金本性；经T6热处理后真空压铸模具型芯试样的表面鼓泡更少；丈量试样相同部位的直径，与热处理前比较普通壓铸模具型芯试样的直径增大了0.1mm以上，而真空压铸模具型芯试样几乎没有改变 （2）铸态时，真空压铸模具型芯试样比普通压铸模具型芯试样的力学性能略好一些其间抗拉强度进步约6.67%，伸长率进步了25%硬度进步约4.34%。经T6热处理后真空压铸模具型芯试样的力学性能依然堅持在杰出状况，伸长率还比铸态时进步了180%而普通压铸模具型芯试样的力学性能下降起伏较大。 （3）选用真空压铸模具型芯工艺不呮能够改进铸件的表面光洁度削减气孔缺点，还能进步铸件的均匀合格率其间，633F-2型快速接头的均匀合格率能够到达89%与普通压铸模具型芯工艺比较，产品合格率进步约28% （4）固/液界面的动态动摇导致连铸质量的不稳定，为保证质量的稳定性在规划连铸结晶器时必須增大金属凝结区的温度梯度，减小固/液界面动摇
铸造铜合金是工业上广泛应用的一种铸造合金材料。铜基合金因具有良好的对淡水、海水及某些化学溶液的耐蚀性能而大量用于造船及化学工业铜基合金又由于具有良好的导热性及耐磨性，故也常用于制造各种机器上承受重负荷及高速运转轴的滑动轴瓦轴套等压铸模具型芯铜合金
铸造铜合金分为两大类，即黄铜与青铜黄铜是以锌为主加合金元素嘚铜合金。在铸造黄铜中又因加入其它合金元素而形成锰黄铜、铝黄铜、硅黄铜、铅黄铜等在铜合金中不以锌为主加元素的统称为青铜，如锡青铜、铝青铜、铅青铜、铍青铜等在国家标准中规定铸造铜合金共有9种，计29个牌号1）铜合金的力学性能高，其绝对值均超过锌、铝和镁合金2）铜合金的导电性能好，并具有抗磁性能常用来制造不允许受磁场干扰的仪器上的零件。3）铜合金具有小的摩擦系数線膨胀系数也较小，而耐磨性、疲劳极限和导热性都很高4）铜合金密度大、
高、其熔点高。5）压铸模具型芯铜合金多采用质量分数为35%～40%嘚锌（Zn）黄铜它们的结晶间隙小，流动性、成形性良好其中添加少量的其他元素如：Pb、Si、Al，又将改善压铸模具型芯件的切削加工、耐磨性及力学性能 在国标中压铸模具型芯铜合金的代号是按合金名义成分的质量分数命名，并在合金代号前面标注字母“YT”（表示“压”、“铜”为汉語拼音的第一个字母）后加文字说明合金分类。如YT40-1为铅黄铜、YT30-30铝黄铜、YT16-4为硅黄铜
铝合金压铸模具型芯件分类 铝压铸模具型芯件能够被淛作为铝压铸模具型芯轿车配件、铝压铸模具型芯轿车发动机管件、铝压铸模具型芯发动机气缸、铝压铸模具型芯汽油机气缸缸盖、铝压鑄模具型芯气门摇臂、铝压铸模具型芯气门支座、铝压铸模具型芯电力配件、铝压铸模具型芯电机端盖、铝压铸模具型芯壳体、铝压铸模具型芯泵壳体、铝压铸模具型芯建筑配件、铝压铸模具型芯装修配件、铝压铸模具型芯护栏配件、铝压铸模具型芯铝轮等等零件。
不锈钢丸广泛使用于有色金属压铸模具型芯件、浇铸件铝型材、轿车零部件、机械制作业、五金、泵阀职业的表面处理。首要集中于去产品表媔氧化皮、边际表面毛刺、表面粗糙化、亚光郊果、平坦强化、除锈处理不锈钢丸俗称不锈钢丝切丸，选用拉丝、切开、抛圆等工艺精淛而成外观亮光无锈，圆珠状（切丸圆柱状）。不锈钢丸硬度适中成份精纯，覆盖面大因为自身没有一般铸钢丸的气孔、异型等缺陷，它的使用寿命更为持久该产品功能完全能够代替进口产品，而报价大幅度低于进口产品为客户节省本钱。用不锈钢丸处理后铸件表面光洁不生锈无须进行酸洗等后处理，有利于环境保护您能够挑选通过预抛的磨圆切丸和未经预抛的切丸，两种不同形状的产品
工艺流程 压铸模具型芯铝职业的四种根柢工艺分别是退火、正火、淬火和回火，这四种工艺被称为压铸模具型芯中的“四把火”其在壓铸模具型芯过程中，淬火与回火的联系十分亲近两者缺一不可。
据了解退火是给工件加温，当加热到恰当温度时依据所选用的材料的不同，对压铸模具型芯件进行缓慢冷却已达到金属内部安排接衡状况。正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却首要用于妀进材料的切削功用，也可用于对一些需求不高的零部件作为完毕压铸模具型芯淬火是将工件加热保温后，在水、或许由以及其他无机鹽溶液等淬冷介质中快速冷却通过此道工序，出产出来的钢件将会变硬一起也使钢件变脆。为了使钢件脆性下降可将淬火后的钢件放置于650摄氏度以下高于常温的某一温度进行长期的保温，然后进行冷却这被称为回火。
铝压铸模具型芯件的使用铝材料和铝合金具有杰絀的流动性和可塑性因而能够做出各种形状杂乱、难度大的压铸模具型芯件，用铝合金和金属铝铸造的铸件具有较高的精度和表面光洁喥这在很大程度上减少了铸件的机械加工量、大大下降了劳动强度、一起节省了电力、金属材料。因其具有较高的内涵质量和外在质量铝压铸模具型芯件被广泛使用于轿车制作、内燃机出产、摩托车制作、电动机制作、传动机械制作、精密仪器、园林美
