镁合金压铸工艺与压铸模具课件.ppt
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1、镁合金压铸工艺与压铸模具,力劲机械(深圳)有限公司L. K. MACHINERY(SHENZHEN) CO. LTD.,引 言,镁压铸的基本工艺和铝的压铸很相似,但两者之间也有明显的不同,主要的不同点是对液态合金的处理。同时,由于镁和铝压铸合金有不同的性能,在压射参数和模具设计上也需要一定的变化。,镁压铸合金,合金定义 AZ91D:表示含铝量为9%,含锌量为 1%,D表示为一种特殊的高纯合金类别。各合金元素用字母定义为:A-铝;Z-锌;M-锰;S-硅;E-稀土。合金规范 铝为主要合金添加元素,可提高合金机械强度、抗腐蚀性和铸造性能。AM系为低铝含量系列镁合金,广泛应用于汽车安全性部件;锌的加入
2、可改善抗腐蚀性,锰的添加则为了控制铁的含量;高纯镁合金的基本要求是:成型压铸件中铁的含量一定要小于0.005%,镍和铜也必须控制得很低。为了提高高温蠕变性能,则添加硅和稀土,添加5-15ppm的铍,主要用于减少液态合金的氧化。,镁合金的熔炼,镁合金锭在浸入液态金属前一定要先预热到150 。多台炉或一炉多室等炉型可用于重熔干净的镁合金边角料。AZ91D合金的典型压铸温度,冷室机为650-680 ,热室机为620-640 。对于铝含量低的镁合金有时需要较高的压铸温度,可达660-690 。,压铸机的准备,同样压力下,镁的流动速度更高,因此充满同一模具镁需要的时间比铝更短,对于薄壁件且有长的流动距离
3、时,镁因其低的热容量而须更短的充型时间。通常,冷室压铸机所用的压铸静压力范围是30-70MPa,热室压铸机主要用于压铸2Kg以内的小型件,所用的压铸静压力范围小于冷室机,一般为20-30MPa。,热室压铸工艺,冷室压铸工艺,选用压铸机的方法,传统方法:根据锁模力选用。按压铸件的投影面积、所需的比压来计算。新的方法:以压射能量为基础来选用。以压射系统的最大金属静压与流量的关系P-Q2图,使压铸机和压铸模组成一个具有较大柔性的压铸系统。能在尽可能大的范围内调整工艺参数,获得优质铸件。,镁合金压铸模具,压铸模具是一种复杂的设备,须完成多项功能。浇道和浇道口的几何形状决定了模具的充型特性。模具的热状态
4、则决定了部件的凝固过程以及它的显微组织和质量。长期压铸时,模具的热传导性则决定了模具压铸次数及寿命。,压铸模具结构图,镁合金压铸模具材料,决定压铸模具寿命的最主要因素:模具材料、热处理、压铸生产过程控制。因型腔要直接和液态金属接触,所以模具用钢要具有抗热冲击能力,通常情况下都选用H13钢或相似品质的钢材。但型腔等特殊部件,一般只占模具总重量的20-25%。模具加工完后,要进行淬火加低温回火热处理,使材料的硬度提高到46-48HRC的范围。镁压铸合金和铝合金相比,单位体积内热容量小,并且铁在液态镁合金中的溶解度非常低,这就使镁合金压铸模具的寿命明显加长,一般会比铝合金的模具寿命长2倍以上,镁压铸
5、件设计,压铸件的质量取决于很多因素:包括材料性能,压铸工艺参数,压铸件和压铸模具的设计等等。压铸件设计中的基本准则如下:,尺寸稳定性和公差,压铸件最终尺寸的影响因素有: 1、模具线性尺寸的变化; 2、定模和动模及其它模具部件之间的错位; 3、模具和铸件的变形及抽芯的定位和动作; 4、模具温度、铸件脱模温度; 5、冷却速度、应力松驰和模具精密度。可以看出,压铸过程中的工艺控制是减少最终产品尺寸变化的关键。,镁压铸件线性尺寸的允许公差,下面是北美压铸协会提供的镁压铸铸件尺寸变化的允许值,模具的浇道口/溢流槽/排气孔,铸件的浇道系统对压铸件的质量非常重要,下面是浇道设计的准则: 1、浇道口必须要适合
6、压铸机的压射能力,并能在必须的充型时间内完成充型。 2、浇道口可以是不同的几何形状,扇形或切线形。金属液必须从浇道口射入模腔时要保证平行或分流,以减少液流的紊乱。 3、浇道口设计时要保证液流最短。 4、在薄壁区要防止多股金属液流对撞。 5、从不同浇道口充型时,要保证模腔各部位同时充满。溢流槽要用于将氧化物和润滑剂的残渣冲出模腔,以及可加热模具中较冷的部位。排气孔应延伸到模具的外表面,用于将模腔内的气体排出。浇道系统和溢流槽等设计时,要防止铸件切边清理时在铸件切口处形成锯齿状。,浇道系统示意图,浇注系统实例 1、直浇道 2、横浇道 3、内浇口,波纹式排气槽,实例一镁合金出口创汇基地以色列样品一,
7、实例一之压铸模具,实例二镁合金出口创汇基地以色列样品一,实例二之压铸模具,实例三镁合金出口创汇基地以色列样品一,实例三之压铸模具,模具的热状态,压铸工艺是个循环的过程,要进行正常的压铸作业,必须预先将模具加热到并保持一定的温度。大多数镁压铸模具都是用油来加热和冷却的,油管路分别设计在定模和动模上。一般模具的工作温度在200-280,温度太低会造成压铸件产生压铸缺陷。,计算机辅助模具设计,较理想的是压铸技术人员能用统一的CAD/CAM系统来和顾客、模具设计人员和模具制造人员进行交流。计算机程序可以对模具设计中浇道和浇道口设计进行优化,并模拟模具的充型和凝固过程。还可以用计算机辅助制造方法来快速加
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