鋁合金壓鑄模具設(shè)計與壓鑄現(xiàn)場使用分析

袁鵬鵬 安徽中鼎精工技術(shù)有限公司

引言：鋁合金壓鑄模具設(shè)計是一項十分復(fù)雜的工作，由于其直接影響了壓鑄件的質(zhì)量，所以需要盡可能的提高模具的結(jié)構(gòu)強度，避免在使用過程中發(fā)生變形或破損，但同時如果模具設(shè)計的過大，對材料也是一種浪費，也耗費了大量的加工時間，不利于經(jīng)濟(jì)效益的增長，所以現(xiàn)如今需要從理論角度入手，深入分析當(dāng)前壓鑄模具設(shè)計的缺陷，針對性的做出優(yōu)化，滿足當(dāng)前的市場需求。

1 鋁合金壓鑄模具發(fā)展現(xiàn)狀

鋁合金壓鑄材料與傳統(tǒng)金屬材料相比具有十分明顯的優(yōu)勢，其結(jié)構(gòu)強度更高，耐磨耐腐蝕性能更好，尤其是合金遠(yuǎn)比傳統(tǒng)金屬材料的重量要輕，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展以及冷室壓鑄機的發(fā)明，壓鑄鋁合金的種類得到了快速的發(fā)展，可以預(yù)測今后合金壓鑄工藝將會漸漸取代鋼鐵鑄件成為今后發(fā)展的主要方向。

鋁合金壓鑄質(zhì)量的好壞有許多影響因素，其中比較典型的就是壓鑄模具設(shè)計，由于壓鑄件是在模具中生產(chǎn)的，一旦模具質(zhì)量出現(xiàn)問題，都會影響到壓鑄件。比如壓鑄模具強度不夠就可能導(dǎo)致壓鑄時發(fā)生形變，致使成品零件與設(shè)計之間存在較大差異，或是模具內(nèi)表面存在過多的孔隙和裂縫，材料質(zhì)量低從而導(dǎo)致鋁合金在壓鑄中受到影響，零件表面凹凸不平，難以滿足實際需求。所以當(dāng)前提高鋁合金壓鑄件質(zhì)量的首要途徑就是提高模具的質(zhì)量，但由于目前我國壓鑄模具在原材料的使用上仍有些不足之處，而且壓鑄模具的制造技術(shù)與發(fā)達(dá)國家相比還存在一定的缺陷，同時我國壓鑄模具產(chǎn)業(yè)相關(guān)配套體系和設(shè)施也不夠完善，這些原因都使我國壓鑄模具的發(fā)展受到了一定的影響。

2 鋁合金壓鑄模具設(shè)計優(yōu)化方向

壓鑄模具的好與壞很大程度取決于模具排溢系統(tǒng)和澆注系統(tǒng)的設(shè)計，在實際的壓鑄過程中，諸如壓鑄件縮孔、冷隔或是氣孔缺陷等質(zhì)量原因都是由于模具澆道形狀、澆口與排溢口位置以及壓鑄力參數(shù)選擇不合理而導(dǎo)致的。

2.1 模具排溢系統(tǒng)的設(shè)計

排溢系統(tǒng)主要由兩個部分組成，分別是溢流槽和排氣槽，溢流槽的作用是儲存混有氣體和涂料殘渣的金屬液，通過兩者之間的配合來引出腔內(nèi)的氣體，從而保證模具內(nèi)壓鑄件的質(zhì)量，因此排溢系統(tǒng)是模具設(shè)計重要的一個環(huán)節(jié)。為了使溢流槽能夠充分發(fā)揮作用，一般在模具設(shè)計時事先保留好一定的設(shè)計余地，在試壓驗證結(jié)束后，根據(jù)實際情況來對整體的溢流布局進(jìn)行調(diào)整，而且溢流槽作為一種儲存容器，容量不能太小，否則將會影響壓鑄的正常進(jìn)行，但同時也不能過大，溢流槽容量增加意味著回爐料量的增加，這會在一定程度上提高壓鑄件的成本。而在排氣槽設(shè)計中，就需要充分結(jié)合實際情況來進(jìn)行，只要金屬液在充填過程中不會封閉排氣槽，腔內(nèi)的氣體就能夠得到很好的排除，所以一定要合理設(shè)計排氣槽的結(jié)構(gòu)與位置，對于一些深腔模具，可以在深腔部位直接設(shè)置排氣塞來排氣。

2.2 模具澆注系統(tǒng)的設(shè)計

澆注的整體結(jié)構(gòu)可以分成直澆道和橫澆道，直澆道是傳遞壓力的主要部分，澆筑模具的直澆道要充分考慮實際需求并結(jié)合使用的壓鑄機來進(jìn)行設(shè)計。直澆道尺寸大小會影響到金屬液的流動速度與填充時間，如果直澆道的直徑太小，則金屬流動速度就會加快，噴射速度上升會使模具進(jìn)一步受到損耗，同時也會產(chǎn)生渦流、卷氣、氧化夾渣、冷隔等缺陷，但盲目增加直徑也會有不良后果，比如增加金屬消耗、導(dǎo)致氣體增多，不利于模具的排氣等，所以直澆道的尺寸一定要滿足實際需求，做到科學(xué)合理。而橫澆道是連接直澆道與內(nèi)澆口的通道，模具設(shè)計時一定要結(jié)合壓鑄件的形狀、結(jié)構(gòu)、大小、澆注位置和型腔個數(shù)來科學(xué)設(shè)計橫澆道，橫澆道的截面積應(yīng)當(dāng)從直澆道連接處逐漸縮小，為了減少流動阻力，橫澆道的長度要盡可能縮短，并且在轉(zhuǎn)彎處采取圓弧設(shè)計。

3 鋁合金壓鑄模具現(xiàn)場使用

模具現(xiàn)場使用之前要進(jìn)行詳細(xì)的測試，遇到實際問題要進(jìn)行詳細(xì)科學(xué)的分析，得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)后對模具的設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化，并針對性的采取相關(guān)措施，以適應(yīng)實際的生產(chǎn)需求。在壓鑄中要總結(jié)并歸納主要缺陷產(chǎn)生的原因，并且嚴(yán)格控制周圍環(huán)境的影響，將溫度限定在一定范圍內(nèi)，避免溫度過高或者過低影響壓鑄的質(zhì)量，也要合理分析模具自身溫度的影響，將模具溫度穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，根據(jù)壓鑄件的厚度來選擇合適的控溫措施，避免在薄壁部分由于熱量散失過快導(dǎo)致壓鑄件出現(xiàn)一定程度的缺陷，結(jié)合型腔填充時間來分析整個過程的效率，保證限定在最佳填充時間之內(nèi)。

4 結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，鋁合金壓鑄模具的設(shè)計也得到了前所未有的突破，使鋁合金壓鑄件的表面質(zhì)量和強度都提升了一個檔次，目前我國壓鑄件行業(yè)處于穩(wěn)步增長中，具有十分廣闊的發(fā)展前景，為了進(jìn)一步提高該技術(shù)的應(yīng)用，需要完善壓鑄模具的設(shè)計理念，并結(jié)合實際來分析壓鑄中產(chǎn)生的各種問題，科學(xué)的尋找到解決辦法。