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真空压铸技术全解析

字号+作者:admin 来源:联系我们 2021年12月14日

普通压铸工艺的缺陷 常规高压铸造 (带渣包及排气槽的标准压铸模排气) 1.由于内浇口处的料液高速呈喷射状,40%~90%料液将与型腔内的气体及外部气体接触。 2.高速充填中,料液卷入的...


普通压铸工艺的缺陷
常规高压铸造
(带渣包及排气槽的标准压铸模排气)
1.由于内浇口处的料液高速呈喷射状,40%~90%料液将与型腔内的气体及外部气体接触。
2.高速充填中,料液卷入的气体越多,铸件孔隙率越高,难以满足密封件、结构件等产品的气密性要求以及力学性能要求。

真空压铸作用

1.消除或减少产品内部的气孔,提高压铸件的机械性能和表面质量;
2.大大减少型腔的背压力,加快液态流动速度改善了充填条件;
3.随着结构件产品的日益增加,要求对气孔缺陷的控制也越来越严格,对成型模填充时型腔内的真空度要求就越高,高压铸造-高真空压铸的概念也逐渐为压铸企业所接受和考量的标准。
真空压铸生产的优势

1.高速充填前,型腔中80~90%气体已排出,高速充填过程中,卷气概率较低,铸件产生气孔风险较小;
2.型腔中形成负压,对金属液有吸附力,可增加金属液流动性,对纯铝、高导热铝等流动性差材料效果最为明显;
3.真空压铸充填压力比普通压铸低30%~50%,大大提高模具寿命;
4.压铸浇注系统(流道、渣包)质量占比更低,回炉料减少20%以上,有效降低
压铸成本。
真空压铸件的优点

1.可以进行焊接;
2.铸件内部组织致密,气密性良好;
3.气孔率低,后工序加工后基本不会出现气孔外露的现象;
4.表面处理阳极氧化、电镀、喷粉等)后,出现表面起泡等缺陷风险低;
5.可以进行T6热处理,获得较高的抗拉强度、屈服强度及良好的延伸率等力学性能。
真空适用工艺范围

1.锌、铝、镁、铜压铸。
2.半固态压铸、低压铸造。
3.液态模锻,挤压铸造。
4.塑胶,树脂成型等。
真空压铸适用范围

1.高强度结构件
2.气密性件
3.汽配件
4.通讯滤波器
5.纯铝/阳极氧化铝件
6.电镀件
7.电动工具
8.其他高品质要求压铸件。
真空压铸工作示意图

普通压铸与真空压铸产品对比

普通压铸和真空压铸金相组织对比

传统压铸与超低速压铸与真空压铸对比

1.传统压铸.产生成型时气孔比较多,做高要求的产品局限性大;
2.超低速压铸.产生成型时气孔比较少,但对产品结构局限性大;
3.真空压铸.产生成型时气孔比较少,但对产品结构局限性小;
4.超低速真空压铸.在超低速压铸和真空压铸的基础上,产品品质再度提高,可做更高要求更高品质的产品。
真空压铸形式

几种形式真空压铸金相孔隙率对比

真空应用案例
真空压铸氧化铝应用
模具侧与料管端排气抽气方法及汤漏气密封方法
真空压铸排气元件的分类
1.浪板排气(钢、铜、铍),可用于真空和普通排气;
2.使用压射位置/时间关闭的真空阀;
3.依靠机械/料液填充关闭的真空阀。
真空阀体元件
机械式和液压驱动式的同步阀优点和缺点
优点:以上二款都属大通径、大流量排气、抽气功能。
缺点:
1.制作成本高,维护保养周期较短,维护保养工作量大;2.需要定期进行维护:一般要求在每12至24个小时,真空阀必须从模具上拆卸下来进行维护和清洗工作。
只有定期的清洗和维护才能保证真空系统的正常运用。大批量压铸生产需要多备几套,便于更换。
高真空压铸成型工艺图
影响真空压铸以下方面因素
真空压铸的模具工艺设计和制作是决定铸件成型后的质量关键。
1.由于压铸机的锁模力非常大,模具分型面受挤压后容易产生应力变形,模具加工的平整度以及密封性,有着非常高的要求。
2.模具行位滑块侧面间隙、顶针和熔杯浇口套之间的间隙等漏气现象的控制,将会直接影响到高真空抽气的效果;
3.熔炼技术:除气、除渣和含氢量等指标控制;
4.压铸设备工艺参数的设定等;
5.模具及真空元件保养频次。
真空压铸应用中,存在的漏气情况的影响:
如模具模仁平面变形产生间隙(包括同步阀、排气板之间间隙)、模具行位滑块间隙、模具顶针间隙、料管与柱塞头间隙、料管和浇口套与模具间隙、输气管道模具端内空气等,当此原因直接使储气罐的压力损耗超出预设理论值,将无法保证每一模都能获得高真空度。
模具要求
1.主要针对模具型腔,浇口和流道以及排气口的设计布置和加工精度;还有顶针和滑块的设计布局和加工精度。
2.对于重复使用率要求极高的模具来说,其质量的好坏直接影响了铸件的质量。
3.如果模具材料和制作质量差,要想达到的高真空要求就无法实现。
压铸机要求
要求配置性能好的压铸机(最好是进口机):
1.机件铸模板钢性好,加工精度高保证模板的平行度;
2.锁模力适宜,锁模后压射过程不跑料;
3.料管和柱塞头的间隙控制(间隙大,会漏气);
4.具有多段压射功能。
压铸工艺非常成熟,多级压射位置的选用和压射速度的确定;都是实现高真空抽气和排气时间的控制,给真空系统抽气提供足够时间等技术要素。
普通真空压铸和高真空压铸
1)普通真空压铸
普通真空压铸的工作原理和作用:
普通压铸:它是通过在模具型腔边开设集渣包,主要作用将填充时端冷料以及腔内的空气被挤压至渣包内,再开排气槽进行排气。
真空压铸利用渣包引出几路气槽至模架,连接定制的排气板或机械式同步截止阀,再与真空系统的抽真空管道连接。
真空系统按压铸机工作顺序在合模限确认后;压射启动,当压射机构的压射杆连接的柱塞头前进,移动至料管的注料口后时,形成模具型腔与料管之间的封闭状态,此时真空系统的储气罐输出管道上的阀门开启执行抽气;压射经快压射、增压完毕后停止并关闭真空系统的阀门,停止抽气。
普通真空压铸的装置一般采用1台高速率、低燥声旋片式真空泵,储气罐与模具型腔体积比不低于200:1的配制储气罐进行抽气。
通过管道连通、中间配有高速、大通经大流量阀门,由大容积储气罐储存的真空,真空度可以达到(系统设定压力按照国际通用计量单位)-0.1MPa或-101.3KPa负压值;当真空机阀门打开获得抽取模具型腔空气;每一次的压降量控制为5~10%左右。
模具型腔检测值在-75~85KPa(150~250mbar)。
2)高真空压铸
高真空压铸工艺要求在压铸时模具型腔中的真空度达到-95KPa(50mbar)以下,真空系统必须确保具有较大大的抽气速度,以便在极短的时间内将型腔中的气体抽出。所以设计真空设备时采用体积比较大的缓冲罐,处于高真空状态下的缓冲罐可以快速将模具型腔中的气体抽至所需的真空度。
真空度对铸件延伸率和表面质量的影响
单泵单罐单气源真空系统
采用1台真空泵运行,如要设定系统真空度下限位在非常小的线性量值内以最快速度补压,提升到设定上限时,真空泵的运行反映速度和时间差等客观原因。真空度达到:100mbar-200mbar真空。
双泵双罐双气源模具抽真空系统
双泵双罐双气源真空系统
国外企业已推出多泵、多个储气罐,分别分段分位置抽取方式来提升高真空压铸模辅助成型,采用分路多气源接力方法来克服漏气等情况,以此获得更高的真空度达到:50mbar以下高真空。
高真空压铸抽真空系统图(双泵双罐)

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