合格的鋅合金壓鑄件和壓鑄工藝及模具設(shè)計(jì)密切相關(guān)

鋅合金壓鑄模具是鋅合金壓鑄生產(chǎn)中重要的工藝設(shè)備。金屬液在壓鑄模具中冷卻凝固，最終形成鋅合金壓鑄件。鋅合金壓鑄件的形狀、尺寸、質(zhì)量，以及壓鑄生產(chǎn)的順暢性都與壓鑄模具密切相關(guān)，因此，正確合理地設(shè)計(jì)壓鑄模具至關(guān)重要。

一、壓鑄模具基本結(jié)構(gòu)

常用的壓鑄模具有兩個(gè)半模組成，分別稱為定模和動(dòng)模。也有更復(fù)雜的壓鑄模具，不止兩個(gè)半模。

壓鑄模具組成部分的作用：

（1）直澆道聯(lián)通壓室或至橫澆道，包括澆口套和分流錐等。

（2）澆注系統(tǒng)合金液進(jìn)入型腔的通道，包括內(nèi)澆道、橫澆道及直澆道等。

（3）型腔在鑲塊上形成，形成壓鑄件的幾何形狀。

（4）抽芯機(jī)構(gòu)完成活動(dòng)型芯的抽出及插入動(dòng)作，包括滑道、滑塊、油缸、斜杠等。

（5）排溢系統(tǒng)排出氣體及存儲(chǔ)冷金屬殘?jiān)取?br/>

（6）溫度控制系統(tǒng)控制壓鑄模具的溫度，包括冷卻水管和加熱油管等。

（7）頂出機(jī)構(gòu)將壓鑄件從型腔中頂出，包括頂桿等。

（8）動(dòng)?？蜻B接及固定動(dòng)模部件，包括套板、支撐板等。

二、壓鑄模具的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)壓鑄模具要注意以下幾個(gè)要點(diǎn)：

（1）要盡可能地采用先進(jìn)簡單的結(jié)構(gòu)，保證動(dòng)作穩(wěn)定可靠及日常維護(hù)、維修。

（2）要考慮澆注系統(tǒng)的可修改性，在調(diào)試過程中可以進(jìn)行必要的修改。

（3）合理選用各種公差、縮尺及加工余量，保證可靠的模件配合及要求的鋅合金壓鑄件精度。

（4）選用合適的模具材料和可靠的熱處理工藝，確保壓鑄模具的使用壽命。

（5）應(yīng)具有足夠的剛度及強(qiáng)度，能夠承受鎖模壓力和漲型力，壓鑄生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生變形。

（6）盡可能使用標(biāo)準(zhǔn)化的壓鑄模具零件，改善經(jīng)濟(jì)性及互換性。

三、壓鑄工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)

模具大框設(shè)計(jì)好后，就進(jìn)入了澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在鋅合金壓鑄生產(chǎn)過程中根據(jù)產(chǎn)品的內(nèi)部質(zhì)量來調(diào)整內(nèi)澆道的位置和方向。近十幾年來，隨著鑄造充型凝固過程數(shù)值模擬技術(shù)的不斷發(fā)展以及鑄造行業(yè)的市場(chǎng)需求，鑄造過程模擬商品化軟件不斷出現(xiàn)。很多主機(jī)廠也要求在設(shè)計(jì)模具前看到壓鑄模擬過程，因此很多模具廠家都使用了MAGMAsoft或ANYCASTING這兩種模擬軟件，在設(shè)計(jì)之初將設(shè)計(jì)好的三維導(dǎo)入到這個(gè)程序里面，設(shè)定壓鑄工藝參數(shù)后，模擬軟件經(jīng)過一定的運(yùn)算來得出接近實(shí)際生產(chǎn)效果的模擬動(dòng)畫。

壓鑄工藝要求模擬達(dá)到的效果如下：

（1）合金液應(yīng)或多或少地同時(shí)到達(dá)內(nèi)澆道處。

（2）在填充過程中合金液應(yīng)平穩(wěn)填充。

（3）填充過程中不能出現(xiàn)卷氣或紊流的效果。

（4）填充完成前，合金液不能將集渣包過道封死。

（5）從填充過程中所產(chǎn)生的冷金屬不能存在鋅合金壓鑄件內(nèi)，應(yīng)全部被驅(qū)趕到集渣包里。

根據(jù)填充模擬和粒子追蹤模擬，以及壓鑄工藝的要求，模具的澆道和集渣包的位置和大小都要做到相應(yīng)的優(yōu)化；根據(jù)凝固模擬和鋅合金壓鑄件的壁厚，模具內(nèi)冷卻水和加熱油管，以及點(diǎn)冷卻的的位置能夠確定；根據(jù)模具沖蝕模擬可以確定模具的哪些地方需要重點(diǎn)噴涂。通過模擬分析，在設(shè)計(jì)時(shí)就解決了澆口和集渣包手動(dòng)優(yōu)化的過程，這樣就節(jié)省了模具制造時(shí)憑經(jīng)驗(yàn)所產(chǎn)生偏差造成的模具修改過程。

為了使鋅合金壓鑄件的質(zhì)量得到進(jìn)一步的提高，一些鋅合金壓鑄廠利用抽真空技術(shù)使廢品率下降，創(chuàng)造更高的價(jià)值。日本的抽真空技術(shù)非常成熟，我國也借鑒了一些他們的經(jīng)驗(yàn)。抽真空技術(shù)要求模具排氣道的面積是沖頭面積的1:100。在快壓射開始前的0.4s啟動(dòng)真空泵，抽真空在設(shè)計(jì)模具時(shí)可以根據(jù)產(chǎn)品的復(fù)雜程度和模具的大小，來確定使用真空排氣波板或真空閥的數(shù)量。

如果抽真空技術(shù)應(yīng)用較好的情況下，鋅合金壓鑄件的廢品率至少要降到原有廢品率的20%以下。但由于抽真空設(shè)備價(jià)格很高，一些鋅合金壓鑄廠只是將其用在廢品率較高的產(chǎn)品模具上。