鋁合金壓鑄中的冷隔缺陷,表現(xiàn)為鑄件表面存在不連續(xù)、不規(guī)則紋路,是兩股金屬流前沿相遇時(shí)因溫度過(guò)低未能完全熔合所致。要系統(tǒng)性地從源頭規(guī)避這一問(wèn)題,需從熔融金屬狀態(tài)、充型過(guò)程及模具條件三個(gè)基本層面協(xié)同控制。
一、確保金屬液具備良好的充型能力
金屬液本身的流動(dòng)與熱狀態(tài)是基礎(chǔ)前提。
1. 保持合適的澆注溫度:溫度是影響流動(dòng)性的關(guān)鍵因素。溫度過(guò)低會(huì)直接導(dǎo)致金屬液流動(dòng)性下降,但過(guò)高則可能加劇吸氣與收縮。應(yīng)根據(jù)具體合金 牌號(hào)、鑄件壁厚與結(jié)構(gòu),在工藝規(guī)范內(nèi)選擇并穩(wěn)定維持較高的允許澆注溫度。通??赏ㄟ^(guò)測(cè)溫儀進(jìn)行監(jiān)控。
2. 保障熔體質(zhì)量:做好鋁液的精煉除氣與除渣處理,減少其中裹挾的氧化物、夾雜物和氣體。這些雜質(zhì)不僅會(huì)阻礙金屬流動(dòng),本身也可能成為冷隔的起點(diǎn)。采用旋轉(zhuǎn)除氣、泡沫陶瓷過(guò)濾等凈化措施有益處。
3. 控制留鋁量并減少轉(zhuǎn)運(yùn)降溫:保溫爐內(nèi)金屬液位應(yīng)保持穩(wěn)定。在舀取、轉(zhuǎn)運(yùn)至壓室的過(guò)程中,需操作迅速,盡量減少熱量散失和氧化。
二、優(yōu)化充型過(guò)程以維持金屬流融合
充型過(guò)程應(yīng)能保證金屬液快速、平穩(wěn)、連續(xù)地充滿型腔。
1. 調(diào)整并優(yōu)化壓射參數(shù):
慢壓射速度:第 一階段的慢壓射速度應(yīng)能使金屬液平穩(wěn)充滿壓室,避免卷氣。但速度過(guò)慢會(huì)導(dǎo)致金屬液在壓室內(nèi)過(guò)度降溫。
快壓射速度與切換點(diǎn):提高快壓射速度是核心措施之一,它能為金屬液提供充足能量,使其以紊流度較小的狀態(tài)快速充型。快壓射的起始切換點(diǎn)設(shè)置應(yīng)準(zhǔn)確,確保在金屬液到達(dá)內(nèi)澆口前已加速完畢。
2. 設(shè)計(jì)合理的澆排系統(tǒng):這是從模具設(shè)計(jì)源頭規(guī)避的關(guān)鍵。
內(nèi)澆口速度與厚度:確保足夠的內(nèi)澆口速度,但需與壓射參數(shù)匹配,避免過(guò)度湍流。內(nèi)澆口厚度不宜過(guò)薄,以防金屬液過(guò)早降溫。
流道設(shè)計(jì):澆道應(yīng)圓滑過(guò)渡,減少流動(dòng)阻力,并引導(dǎo)金屬液順序充填,盡量避免多股金屬流在遠(yuǎn)離澆口的薄壁區(qū)域或型腔末端交匯。
排氣與溢流:在金屬流最后填充的區(qū)域和可能產(chǎn)生冷隔的位置,設(shè)置充分的排氣槽和溢流槽,可排出前端冷污金屬和氣體,并匯集熱量,為熔合創(chuàng)造條件。
三、控制模具熱狀態(tài)以提供有利條件
模具溫度直接影響金屬液在型腔內(nèi)的冷卻速度。
1. 預(yù)熱并保持模具工作溫度:生產(chǎn)前須將模具預(yù)熱到建議的工作溫度范圍(通常為150-250°C,具體因合金和產(chǎn)品而異)。低溫模具會(huì)急劇冷卻金屬液表面。
2. 實(shí)施模溫平衡管理:對(duì)于薄壁或復(fù)雜件,在容易產(chǎn)生冷隔的遠(yuǎn)端或壁厚突變區(qū)域,可考慮采用模溫機(jī)、點(diǎn)冷卻或局部加熱棒等方式進(jìn)行調(diào)節(jié),減緩該區(qū)域的冷卻速度。
3. 定期維護(hù)模具表面:確保型腔表面光潔,減少因表面粗糙或不潔造成的流動(dòng)阻力變大和熱量散失加快。
總結(jié)而言
完全規(guī)避鋁合金壓鑄冷隔缺陷,是一個(gè)涉及熔煉質(zhì)量、壓射工藝、模具設(shè)計(jì)及模溫管理的系統(tǒng)工程。源頭規(guī)避意味著在工藝設(shè)計(jì)階段就充分考慮:通過(guò)足夠且穩(wěn)定的澆注溫度與潔凈熔體保障金屬液“活性”;通過(guò)匹配的快壓射速度與合理的澆排系統(tǒng)設(shè)計(jì)保障其“順暢”充型;通過(guò)預(yù)熱與平衡的模具溫度為其“熔合”創(chuàng)造有利條件。任何單一環(huán)節(jié)的疏忽都可能導(dǎo)致冷隔產(chǎn)生,因此需要系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)與嚴(yán)格的流程控制相結(jié)合。
