壓鑄工藝所遵循的基本原則

一、鑄造毛坯基準(zhǔn)的一致性對(duì)加工精度影響

隨著壓鑄行業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展, 人們通過壓鑄生產(chǎn)實(shí)踐的總結(jié)對(duì)壓鑄件壓制加工,具有更深入了解。壓鑄件冷熱加工貫穿的技術(shù)及質(zhì)量規(guī)則更加完善，對(duì)同一基準(zhǔn)的重要性有了足夠認(rèn)識(shí)。

1、壓鑄件毛坯圖繪制與會(huì)簽

壓鑄件生產(chǎn)準(zhǔn)備過程中，根據(jù)評(píng)審可行的產(chǎn)品零件圖，由壓鑄工程師繪制出產(chǎn)品零件鑄件圖紙并完成會(huì)簽。壓鑄件毛坯圖的設(shè)計(jì)質(zhì)量要在圖紙上科學(xué)、明確體現(xiàn)。壓鑄工藝方案、技術(shù)質(zhì)量要求、位置尺寸公差、加工余量及鑄造斜度、分型位置、模具頂出位置、重要的尺寸基準(zhǔn)位置，這些都對(duì)產(chǎn)品的加工定位、裝夾至關(guān)重要，直接影響加工質(zhì)量和加工精度。鑄件圖是整個(gè)壓鑄工序生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)文件，也是壓鑄工藝模具設(shè)計(jì)、清理模具和機(jī)加夾具設(shè)計(jì)的依據(jù)。

2、壓鑄模具尺寸基準(zhǔn)要保證

模具設(shè)計(jì)根據(jù)鑄件圖基準(zhǔn)要嚴(yán)控，基準(zhǔn)面應(yīng)無出模斜度，基準(zhǔn)面盡量設(shè)計(jì)在平行于模具分型面一側(cè)。重要尺寸不要設(shè)計(jì)在模具成型活動(dòng)滑塊上。鑄件從模具中成型分離要求出型平穩(wěn)，設(shè)計(jì)冷熱溫控裝置保證冷熱平衡，這些都是為了防止鑄件出現(xiàn)嚴(yán)重的應(yīng)力變形。對(duì)于一模多腔的設(shè)計(jì)應(yīng)該采用分出標(biāo)記，這樣有利加工。

3、鑄件加工對(duì)基準(zhǔn)驗(yàn)證

壓鑄加工工序是對(duì)毛坯加工基準(zhǔn)和加工余量的最后驗(yàn)證。要求嚴(yán)格按會(huì)簽認(rèn)可的鑄件圖紙加工才能確保尺寸穩(wěn)定。因?yàn)檫@對(duì)壓鑄模具尺寸定型、毛坯試加工能否快速成功起到了重要的作用。機(jī)加夾具定型同樣要基準(zhǔn)統(tǒng)一，只有這樣才能使批量生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定，加工精度出合格的壓鑄零件。

鑄造生產(chǎn)中需要獲得合格的毛坯件?；鶞?zhǔn)統(tǒng)一和合理確定對(duì)精密鑄造生產(chǎn)至關(guān)重要。隨意選取基準(zhǔn)會(huì)給加工造成困難、位置尺寸超差、鑄件加工余量不夠等問題出現(xiàn)，造成批量生產(chǎn)廢品率高，損失極大。所以，毛坯和加工基準(zhǔn)一致的重要性是鑄造工藝設(shè)計(jì)中最為重要的環(huán)節(jié)，一定要提高對(duì)它的重視程度。

二、提高壓鑄模具使用壽命的可行性措施

做為壓鑄件生產(chǎn)的重要工藝裝備，壓鑄模具對(duì)鑄件的生產(chǎn)和質(zhì)量致關(guān)重要。由于，模具所處的工作環(huán)境十分惡劣，模具型腔和澆道受到高溫、高壓金屬液反復(fù)沖刷。澆口面模具硬度低時(shí)，局部會(huì)出現(xiàn)沖蝕坑。如果其硬度高脆性大，且冷熱交替劇烈，那么它的內(nèi)部應(yīng)力會(huì)越來越大，當(dāng)應(yīng)力超過材料強(qiáng)度極限時(shí)，模具表面發(fā)生龜裂。模具澆口套是連接壓鑄機(jī)壓室的重要部件, 它的內(nèi)套內(nèi)孔面由于要受到壓鑄機(jī)沖頭高壓下運(yùn)動(dòng)的激烈沖擊，同時(shí)還要受到合金液的高溫腐蝕，所以損耗很大。這些模具容易損壞部分的維修、維護(hù)是日常工作中常常出現(xiàn)的工藝問題。

傳統(tǒng)維修模具方式是，當(dāng)壓鑄模具使用一段時(shí)間后出現(xiàn)型腔腐蝕坑、龜裂紋、局部塌陷時(shí)，就用鎢極強(qiáng)化機(jī)進(jìn)行表面強(qiáng)化焊接。但是由于結(jié)合性差，焊接脫落面會(huì)越來越大。澆口套內(nèi)孔的腐蝕坑也會(huì)逐漸增大，最終無法修復(fù)導(dǎo)致模具直接報(bào)廢。

電刷鍍是依靠鍍筆與工件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)，被鍍件表面各點(diǎn)在鍍筆與其接觸時(shí)發(fā)生瞬時(shí)放電結(jié)晶。工件屬負(fù)極，鍍筆為正極，包裹著溶液的陽極在工件欲鍍表面擦式，溶液中金屬離子在工件表面與陽極接觸的各點(diǎn)發(fā)生放電結(jié)晶，隨著時(shí)間延長，鍍層會(huì)不斷加厚。電流密度一般設(shè)在 300A /d㎡ 至600 A/d㎡ ,鍍液中離子含量越高鍍積速度就越快。鍍液種類很多，應(yīng)用范圍廣，鍍液性能穩(wěn)定，所以使用時(shí)不用調(diào)整。鍍層愈厚，結(jié)合強(qiáng)度愈大，而且均勻度可控，所以一般不需要補(bǔ)充加工。

總之，用電刷鍍方法修復(fù)壓鑄模具沖蝕面、龜裂、腐蝕坑，及尺寸超差是一種行之可行的工藝方案。電刷鍍修復(fù)模具這種方式還可以經(jīng)試驗(yàn)推廣，用于修復(fù)其它金屬構(gòu)件。

三、解決壓鑄件經(jīng)拋丸后表面起皮的工藝

鋁合金壓鑄件經(jīng)拋丸工序后，令人非常困惑的是鑄件局部表面出現(xiàn)起皮現(xiàn)象。這個(gè)鑄造缺陷在壓鑄工序表面處理完成后觀察不明顯，只有表面拋丸處理后才能明顯暴露出來。由此造成出現(xiàn)大量鑄造廢品，影響生產(chǎn)。針對(duì)此現(xiàn)象制定以下工藝方案：

1、嚴(yán)格控制壓鑄鋁合金液質(zhì)量

首先，嚴(yán)格管理原材料入爐。熔化爐原料和回爐料必須經(jīng)化驗(yàn)符合標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)抽檢合格才能使用。入爐料要求必須干燥、無油污和氧化皮，并按規(guī)定比例加入。各種熔化器具必須刷防護(hù)涂料確保不脫落。合金熔化過程必須經(jīng)常清除鋁液中的爐渣。

2、鋁合金液的處理

鋁合金液必須集中熔化，做精煉處理。最大限度去除鋁合金液中的氫氣和各種夾雜物。然后再用保溫包運(yùn)至保溫爐內(nèi)，鋁液入保溫爐溫度在澆注溫度控制范圍，要求整個(gè)操作不超過 4 小時(shí)。精煉合金溫度控制在 700-720 攝氏度，熔煉工具的準(zhǔn)備和變質(zhì)劑的預(yù)制與攪拌操作必須按工藝規(guī)定執(zhí)行。

3、壓鑄工藝參數(shù)合理性

3.1 鑄件表面起皮的特點(diǎn)：

（1）起皮范圍距澆口最遠(yuǎn)端。

（2）起皮范圍表面不光亮、不致密 。

（3）壓鑄件多是板狀薄壁件，而且形狀復(fù)雜。

3.2 壓鑄工藝參數(shù)調(diào)整

壓鑄件先期工藝方案和模具澆鑄系統(tǒng)如不合理，這對(duì)后期壓鑄參數(shù)的制定帶來難度。一旦調(diào)整無效，就只能改進(jìn)內(nèi)澆口的設(shè)計(jì)。壓鑄件平均壁厚與內(nèi)澆口速度有關(guān)，而且于填充時(shí)間有關(guān)。適當(dāng)提高澆注溫度、提升壓射速度及模具工作溫度都對(duì)鑄件缺陷改善有益。

總之，一般容易起皮的壓鑄件澆道細(xì)長，導(dǎo)致能量損耗大，溫度及壓力補(bǔ)充不上。壓鑄模具工作溫度低時(shí)，缺陷更是尤為明顯。由此可見，壓鑄模具工作溫度可控，才能充分發(fā)揮其它參數(shù)的控制效果。同時(shí)，集渣包分布大小合理性也很重要，在壓鑄件小批量試生產(chǎn)時(shí)，要驗(yàn)證調(diào)整檢驗(yàn)拋丸后的鑄件質(zhì)量。

四、鋁合金壓鑄件解決滲漏問題

鋁合金壓鑄件的厚大熱節(jié)部位加工螺紋孔后，容易疏松滲漏。對(duì)于這種具有壓力要求的鑄件，加工螺紋孔一直是個(gè)難題。而采用擠壓絲錐加工是一個(gè)可行性的途經(jīng)。熱節(jié)部位的螺紋孔附近無法設(shè)計(jì)冷卻裝置，在連續(xù)壓鑄時(shí)這厚大部位的模具區(qū)域一直處在較高溫度。鑄件成形結(jié)晶時(shí)，厚大區(qū)域周圍的薄壁區(qū)金屬液先凝固，厚大部位金屬壓力補(bǔ)縮不上，導(dǎo)致孔中心區(qū)范圍自由結(jié)晶收縮，產(chǎn)生縮孔、疏松的缺陷。如用普通絲錐攻絲加工的方式使壓鑄件大腔與螺紋孔漏壓勾通。在大批量生產(chǎn)過程中廢品率高達(dá) 80﹪，增加化學(xué)侵滲補(bǔ)救措施也僅能合格 50﹪,另外侵后的化學(xué)殘留物存在螺紋孔內(nèi)難清除掉。不但增加了工時(shí)又造成了浪費(fèi) 。

通常，壓鑄工程師首先在補(bǔ)縮和改進(jìn)模具方面考慮。但是，熱節(jié)孔在澆口最遠(yuǎn)處，而且位于鑄件背面，所以無法改進(jìn)。有的工程師把螺紋底孔型芯加長至最大,目的是加強(qiáng)冷卻和噴涂。其結(jié)果是增加模具復(fù)雜性, 經(jīng)批量生產(chǎn)時(shí)質(zhì)量不穩(wěn)定,修模費(fèi)用上升，所以效果不理想。

由于壓鑄件毛坯底孔表層區(qū)域不致密的特點(diǎn)，采用擠壓絲錐加工，效果改善顯著。這是因?yàn)楦鶕?jù)鋁合金塑性變形的原理，在螺紋孔內(nèi)表面的變形力和絲錐磨擦力的共同作用下，具有細(xì)化晶粒的致密層重新分布，達(dá)到加工效果。

總之，對(duì)有壓力要求而且鑄造工藝很難保證的螺紋孔，用擠壓螺紋實(shí)現(xiàn)加工，效率高且效果好。