東莞鋅合金壓鑄廠分析鋅合金壓鑄模具設計的合理性直接影響鑄件質量、生產效率和模具壽命,現在就來看一下鋅合金壓鑄的模具設計有哪些注意事項?
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一、材料選擇與模具結構
模具材料選型
主體材料:需選用熱作模具鋼(如 H13、8407 等),因其具備良好的熱硬性、耐磨性和抗熱疲勞性能,可承受鋅合金壓鑄時的高溫(熔融鋅合金溫度約 400-450℃)和高壓沖擊。
表面處理:對模具型腔表面進行氮化、PVD(物理氣相沉積)等處理,提高表面硬度和耐腐蝕性,減少粘模風險。
模具結構強度
模架與模板:確保模架剛性足夠,避免在高壓壓鑄時發生變形,模板厚度需根據鑄件尺寸和投影面積計算,通常不小于 30mm。
型芯與鑲塊:對于復雜結構的鑄件,型芯和鑲塊需設計合理的支撐結構,防止在金屬液沖刷下位移或斷裂,可采用階梯式或燕尾槽式固定。
二、澆注系統設計
澆口位置與形式
位置選擇:
避免金屬液直接沖擊型芯或模具薄弱部位,減少磨損和沖蝕。
盡量使金屬液均勻填充型腔,避免渦流或空氣卷入,可采用對稱澆口或多澆口設計。
形式選擇:
側澆口:適用于中等尺寸鑄件,便于加工和去澆口,但可能產生熔接痕。
扇形澆口:金屬液流動更均勻,減少湍流,適合大平面鑄件。
點澆口:用于精密小型鑄件,澆口殘留少,但壓力損失較大。
流道設計
橫澆道:截面形狀宜為梯形或半圓形,截面積從入口到型腔逐漸縮小,引導金屬液平穩流動,同時起到撇渣作用。
直澆道:高度需根據壓鑄機壓射比壓計算,確保足夠的壓力傳遞,通常直徑為 15-30mm,表面粗糙度≤Ra1.6μm。
三、排溢系統設計
溢流槽設計
位置:設置在金屬液最后填充的部位、型芯背面或容易產生氣孔的區域,收集冷污金屬液和氣體。
尺寸:溢流槽體積一般為鑄件體積的 10%-20%,深度 2-5mm,通過溢流槽頸與型腔連接,頸寬 3-8mm,厚度 1-2mm(便于去除)。
排氣槽設計
位置:分布在分型面、型芯端部、型腔深處等氣體易積聚的地方,排氣槽深度 0.05-0.1mm,寬度 5-20mm,避免金屬液噴出。
延伸設計:排氣槽可延伸至模具外側形成排氣通道,或與溢流槽結合,提高排氣效率。
四、溫度控制與冷卻系統
模具溫度控制
預熱要求:壓鑄前模具需預熱至 150-200℃,避免金屬液快速凝固導致冷隔或應力集中,可采用電加熱棒或油加熱系統。
溫度均勻性:通過合理的冷卻水道設計,使模具各部位溫度差≤30℃,防止因熱變形影響鑄件精度。
冷卻系統設計
水道布置:
冷卻水道直徑 8-12mm,距離型腔表面 15-30mm,呈網狀或螺旋狀分布,避免直角轉彎(減少水流阻力)。
對型芯等散熱困難部位,可采用 “水井” 或 “噴流式” 冷卻,必要時使用鈹銅等高導熱材料制作小型芯。
冷卻介質:采用水或油作為冷卻介質,水溫控制在 20-40℃,流速≥2m/s,確保散熱效率。
五、脫模與頂出系統
脫模斜度設計
型腔表面脫模斜度一般為 0.5°-2°,型芯表面為 1°-3°,鑄件壁厚越厚、形狀越復雜,斜度越大,避免脫模時拉傷鑄件。
對于深腔或高型芯結構,可在型芯表面開設脫模槽或使用脫模劑輔助脫模。
頂出機構設計
頂針布置:頂針需均勻分布在鑄件受力平衡的部位,如厚壁處、凸臺下方,避免頂出時鑄件變形或斷裂。
頂針直徑:通常為 2-10mm,頂出速度 50-100mm/s,頂出行程根據鑄件高度確定,一般比鑄件高度大 5-10mm。
復位機構:采用彈簧或復位桿確保頂針準確復位,避免合模時頂針與型腔碰撞。