壓鑄設計

 由于鎂合金的化學、物理參數(shù)和壓鑄特性與鋁合金有很大的不同, 鋁合金壓鑄模具的設計原理不能完全應用于模具設計。

 鎂合金液體易于氧化和燃燒, 其鑄造過程中的熱開裂趨勢大于鋁合金。在熔煉、鑄造和壓鑄模具溫度控制方面, 它比鋁合金壓鑄更為復雜。 鎂合金的充填時間較短, 排氣問題尤為突出。鎂合金相變的比熱容量和潛熱均低于鋁合金。因此, 在壓鑄過程中容易發(fā)生局部 (薄片) 零件的過早結(jié)晶, 導致進料通道堵塞, 鑄件不足的缺陷。 鎂合金壓鑄模具的設計主要考慮以下幾個方面:

 (1) 壓鑄機的選型。 生產(chǎn)用壓鑄機的類型主要取決于鑄件的壁厚。 羅蘭芬克在研究 "鎂合金壓鑄工藝優(yōu)化" 的過程中, 通過對鎂合金壓鑄經(jīng)濟性、冷室壓鑄和熱室壓鑄工藝的分析, 提出了熱室壓鑄一般應采用1公斤以下鑄件的機, 以確保薄壁零件的灌裝, 大零件則采用冷室壓鑄機。

 (2) 工藝參數(shù)。 在壓鑄生產(chǎn)過程中, 選擇合適的工藝參數(shù)是獲得高質(zhì)量鑄件的前提, 充分發(fā)揮壓鑄機的最大生產(chǎn)率, 是正確設計模具的基礎鑄造模具。 在壓鑄過程中, 影響合金液體充填和成形的因素很多, 包括注射壓力、注射速度、充填時間、壓鑄模具溫度等。 由于鑄件壁厚和復雜度的不同, 工藝參數(shù)的選擇差別很大。 鎂合金與鋁和鋅合金相比具有更好的流動性, 因此二次注射速度可以更高。鎂合金的沖沖速度比鋁合金快30% 左右, 最大沖速甚至超過10毫米。 由于鎂合金的澆注性能, 如流動性對模具溫度和澆注溫度相當敏感, 鎂合金液體在模具充填過程中容易凝固。必須精確控制模具溫度和澆注溫度, 否則廢品很容易產(chǎn)生。

 (3) 澆注系統(tǒng)的設計。 澆注系統(tǒng)在控制和調(diào)節(jié)熔融金屬的流動方向、排氣和溢流條件、模具的溫度分布、壓力的傳遞、灌裝時間、速度和熔融金屬通過流道等的流動狀態(tài)。 門控系統(tǒng)的設計總結(jié)如下:

 內(nèi)部流道位置: 由于鎂合金在空腔內(nèi)的凝固速度快于鋁、鋅等合金, 而鎂合金壓鑄件一般都是薄壁零件, 因此選擇內(nèi)部流道位置必須避免對表面的腔體盡量保證金屬液體在腔內(nèi)的最短流動路徑, 從而防止?jié)沧⒉蛔愫徒^緣冷。

 灌裝速度: 一般來說, 由于鎂合金的熱力學特性, 合金對模具的傳熱速度非常快, 凝固間隔大, 流動性差。因此, 為了避免流道鎂液過早凝固, 鎂液應在高速下順利地填充到模腔中。 一般情況下, 內(nèi)流道的流速為 90 ~ 100 m, 對于某些薄壁鎂合金壓鑄件, 內(nèi)流道的速度甚至高達 20 m。

 內(nèi)部轉(zhuǎn)輪尺寸: 在許多情況下, 通過加工去除內(nèi)部轉(zhuǎn)輪。 澆口寬度應小于壁厚的 5 0%, 以避免在修剪過程中對鑄件造成損壞。 為了獲得流道的最小厚度, 保證鎂壓鑄件薄壁, 噴水的寬度應盡可能大, 以確保噴水的適當橫截面面積。

 灌裝時間: 它與內(nèi)部流道速度密切相關(guān), 對表面質(zhì)量要求較高的薄壁鑄件有很大影響。 充填時間比鋁合金少 0%, 通常為 10 ~ 100ms。

溢流設計對于薄壁鎂合金壓鑄件, 溢流槽的最佳入口面積約為內(nèi)部流道橫截面面積的 20% ~ 25%。