真空壓鑄是當(dāng)前高質(zhì)量鋁壓鑄件的必要生產(chǎn)條件,像缸體、自動(dòng)變速箱殼體、閥體等。特別是汽車結(jié)構(gòu)件,需要做T6熱處理和焊接,鑄件的含氣量要控制在0.5cc/100g以內(nèi),這對(duì)整個(gè)充型過程中的高真空度有嚴(yán)格的要求(真空度在50毫巴以下),要在充滿挑戰(zhàn)的壓鑄生產(chǎn)環(huán)境下穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)更不容易。這些大型而且形狀越趨復(fù)雜的壓鑄件,要保證模腔能達(dá)到高真空狀態(tài),除了要模具密封性好之外,壓室也要密封;還需要很好的整體沖頭系統(tǒng)(包括沖頭、料管、潤滑、分流錐)才能保證壓射速度的穩(wěn)定性、快速的生產(chǎn)周期和的氣體產(chǎn)生量。當(dāng)然還要優(yōu)化的壓射工藝和澆道系統(tǒng)來避免卷氣,的模具溫度熱平衡控制來減少噴涂量和局部過熱,鋁液除氣除渣來減少含氣含渣量等。此外,還要避免在壓射過程中讓鋁液和殘留的潤滑油產(chǎn)生氣體進(jìn)入鑄件。
導(dǎo)致壓室變形的因素,包括給湯量、填充比率、合金溫度、周期時(shí)間,壓室的設(shè)計(jì)也會(huì)影響變形,好像料管壁厚、長(zhǎng)度、湯口大小等。壓室在生產(chǎn)周期中被倒入的鋁液加熱,又在增壓和鑄件冷卻階段受到料餅在頂出端的加熱,因此局部位置出現(xiàn)過熱;特別是壓室的頂出端和鋁料倒入位置,溫度很高。譬如料管底部溫度達(dá)300℃,上部是150℃,如果伸出長(zhǎng)度是400mm,那上下的長(zhǎng)度差別就有0.8mm,成香蕉形。再看模具孔和料管的尺寸:溫度升高使模具孔變小如果四個(gè)方向的模具溫度不同,內(nèi)圓變成橢圓。如果沒有適當(dāng)?shù)臏囟瓤刂?,?huì)造成很多生產(chǎn)問題,如間隙過小造成磨擦,令速度不穩(wěn)或阻力太大等。
密封環(huán)沖頭工作原理
Alrotec的密封環(huán)沖頭是組合式設(shè)計(jì),包括前端的開口鋼環(huán)、鋼沖頭、銅套和本體。開口的鋼環(huán)直徑比壓室的額定內(nèi)徑稍大,使鋼環(huán)能緊貼壓室。在壓射過程中,前端的開口鋼環(huán)和鋼沖頭受到鋁液的正面沖擊,由于鋼環(huán)和鋼沖頭之間有空隙,鋁料在壓射時(shí)會(huì)在A位置跑進(jìn)空隙,把鋼環(huán)進(jìn)一步撐開,使鋼環(huán)和壓室更緊密,因此密封性很高,不會(huì)在壓室內(nèi)壁形成毛刺。
目前國內(nèi)外用的壓射沖頭是針對(duì)普通壓鑄而設(shè)計(jì)的,由于沖頭需要在壓射室中做高速運(yùn)動(dòng),因此沖頭與壓射室內(nèi)壁之間都要有一定的間隙。高真空壓鑄時(shí),真空系統(tǒng)對(duì)壓射室及模具型腔抽真空,外界氣體便可以經(jīng)過此間隙進(jìn)入壓射室及模具型腔,從而導(dǎo)致氣孔缺陷。目前普通壓射沖頭密封性能差,因此,不能適應(yīng)高真空壓力鑄造的要求。