1.鋅合金壓鑄件縮孔縮松現象存在的原因

鋅合金壓鑄件縮孔縮松現象產生的原因只有一個,那就是由于鋅液充型后,由液相轉變成固相時必然存在的相變收縮.由于壓鑄件的凝固特點是從外向內冷卻,當鑄件壁厚較大時,內部必然產生縮孔縮松問題.

所以,就鋅合金壓鑄件來說,特別是就厚大的壓鑄件來說,存在縮孔縮松問題是必然的,是不可以解決的.

2.解決鋅合金壓鑄件縮孔縮松缺陷的唯一途徑

鋅合金壓鑄件縮孔縮松問題,不能從壓鑄工藝本身得到徹底解決,要徹底解決這個問題,只能超越該工藝,或者說是從系統外尋求解決的辦法。這個辦法又是什么呢?

從工藝原理上說,解決鑄件縮孔縮松缺陷,只能按照通過補縮的工藝思想進行.鑄件凝固過程的相變收縮,是一種自然的物理的現象,我們不能逆這種自然現象的規律,而只能遵循它的規律,解決這個問題.

3.補縮的兩種途徑

對鑄件的補縮,有兩種途徑,一是自然的補縮,一是強制的補縮.要實現自然的補縮,我們的壓鑄工藝系統中,就要有能實現“順序凝固”的工藝措施.很多人直覺地以為,采用低壓鑄造方法就能解決鑄件的縮孔縮松缺陷,但事實并不是這么回事.運用低壓鑄造工藝,并不等于就能解決鑄件的縮孔縮松缺陷,如果低壓鑄造工藝系統沒有設有補縮的工藝措施,那么,這種低壓鑄造手段生產出來的毛坯,也是可能百分之一百存在縮孔縮松缺陷的.

由于壓鑄工藝本身的特點,要設立自然的“順序凝固”的工藝措施是比較困難的,也是比較復雜的.最根本的原因還可能是,”順序凝固”的工藝措施,總要求鑄件有比較長的凝固時間,這一點,與壓鑄工藝本身有點矛盾.

強制凝固補縮的最大特點是凝固時間短,一般只及”順序凝固”的四分之一或更短,所以,在壓鑄工藝系統的基礎上,增設強制的補縮工藝措施,是與壓鑄工藝特點相適應的,能很好解決壓鑄件的縮孔縮松問題.

4.強制補縮的兩種程度:擠壓補縮和鍛壓補縮

實現鑄件的強制補縮可以達到有兩種程度.一種是基本的可以消除鑄件縮孔縮松缺陷的程度,一種是能使毛坯內部達到破碎晶粒或鍛態組織的程度.如果要用不同的詞來表述這兩種不同程度話,那么,前者我們可以用“擠壓補縮”來表達,后者,我們可以用“鍛壓補縮”來表達.

要充分注意的一個認識,分清的一個概念是,補縮都是一種直接的手段,它不能間接完成.工藝上,我們可以有一個工藝參數來表達,這就是”補縮壓強”.

物理原理上,壓強這個概念有兩種情況可出現,一種是在液體場合,即“阿基米德定律”的場合,為分清楚,我們定義它為“液態壓強”,而另一種出現在固態場合,我們定義它為”固態壓強”.要注意的是,這兩種不同狀態下出現的壓強概念的適用條件.我們如果混淆了,就會出現大問題.

“液態壓強”,它只適用于液體系統,它的壓強方向是可以傳遞的,可以轉彎的,但在固相系統完全不適用.

壓鑄件的補縮,是在半固態與固態之間出現的,它的壓強值,是有方向的,是一種矢量壓強,它的方向與施加的補縮力方向相同.

所以,那種以為通過提高壓鑄機壓射缸的壓力,通過提高壓射充型比壓來解決壓鑄件的縮孔縮松,以為這個壓射比壓可以傳遞到鑄件凝固階段的全過程,實現鑄件補縮思想,是完全錯誤的.

5.采用“先壓鑄充型,后模鍛補縮”的工藝,是解決鑄件縮孔縮松缺陷的有效途徑,也是一種終極手段.

“先壓鑄充型,后模鍛補縮”的工藝,我們可簡稱為“壓鑄模鍛”工藝.它的本質,是一種連鑄連鍛工藝,就是將壓鑄工藝與液態模鍛工藝相結合,將這兩種設備的最有效功能組合在一起,完成整個工藝過程.

這種連鑄連鍛的“壓鑄模鍛”設備,外型與普通立式或臥式的壓鑄機很相似,其實就是在壓鑄機上,增加了液壓的鍛壓頭.可以加上的最大鍛壓補縮力,能等于壓鑄機的最大鎖模力.

要注意的是,這種壓鑄模鍛機最重要的公稱參數,并不是鎖模力,而是模鍛補縮力,相當于四柱油壓機的鍛壓力意義,這是我們在設備選擇時必須充分留意的.不然,買了一臺鎖模力很大,但模鍛補縮力很小的壓鑄模鍛設備,其使用價值就大打折扣了.

運用這種壓鑄模鍛機生產的毛坯,尺寸精度很高,表面光潔度也極高,可以相當于6級以上機加工手段所能達到的精度與表面粗糙度水平.它已能歸屬于“極限成形”----的工藝手段,比“無切削少余量成形”工藝更進了一步。

研究對既定條件下壓鑄模具的壓鑄工藝參數進行快速擇定。新模具調試生產前,預選經計算得出其壓鑄工藝參數,實際調試生產中以此為基礎,在工藝參數設置上少走彎路,快速完成模具調試,生產出合格產品。

壓鑄模具費用在壓鑄件成本中占較大比重,而且壓鑄模具費用又是分攤到每個壓鑄件的成本中去的,這就需要我們盡量減少不必要的模具生產次數,以提高壓鑄模具的總體壽命,盡可能降低壓鑄模具費用在每個壓鑄件成本中的分攤,創造更大的效益。

對于如何提高模具壽命,我們最常想到的可能有模具采用模具溫度控制系統,模具成型部分定期消應力處理和表面強化,合理的澆注排溢系統,以及在滿足產品要求的同時采用較低的壓力、速度和溫度等工藝參數等。但卻往往忽略了新模具的調試生產過程,若不對該過程進行控制,甚至有可能模具的生產次數已經達到首次消應力的模次,卻還未調試完成,沒有生產出符合客戶要求的產品,這就無形中增加了單個壓鑄件的成本。為了盡量避免這樣的情況發生,給以后的生產打好基礎,本文對既定條件下新壓鑄模具壓鑄工藝參數的預先快速擇定進行研究。

6．澆注溫度和壓鑄模具溫度的設定

(1)澆注溫度可根據鋅合金牌號、鋅合金壓鑄件的質量要求等進行沒定。

(2)壓鑄模具溫度可以控制在澆注溫度的1／3左右，薄壁、結構復雜的壓鑄件可適當提高，但應當注意的是，在開始生產前應對模具進行預熱，預熱溫度控制在150～180℃。

7．持壓時間和留模時間的設定

鋅合金壓鑄件基于壁厚的持壓時間和留模時間推薦值。若經過上述工藝參數設定并根據壓鑄件進行凋整后，沒有達到產品的質量要求，則需要對模具上的澆注排溢系統進行修改調整。

生產出合格鋅合金壓鑄件的條件很多，上述的壓鑄工藝參數選擇僅為其中的一個方面，如壓鑄模具的澆注排溢系統設計，模具的制造精度，壓鑄機的狀態，壓鑄操作者的技術水平，以及壓鑄用涂料的選擇等都會對產品質量產生影響，出現問題時還應從多角度、全方面去考慮，不要局限于某一方面，這樣才能快速解決問題。