鋁壓鑄件設(shè)計(jì)、原理、要點(diǎn)

鋁壓鑄件的設(shè)計(jì)原理和要求及方法

一、鋁壓鑄件的設(shè)計(jì)涉及四個(gè)方面的內(nèi)容：1、即壓力鑄造對(duì)零件形狀結(jié)構(gòu)的要求；2、鋁壓鑄件的工藝性能；3、鋁壓鑄件的尺寸精度及表面要求；4、鋁壓鑄件分型面的確定；

二、鋁壓鑄件的設(shè)計(jì)原則是：1、正確選擇鋁壓鑄件的材料，2、正確確定鋁壓鑄件的尺寸精度；3、盡量使壁厚分布均勻；4、各轉(zhuǎn)角處增加工藝園角，避免尖角。

三、鋁壓鑄件按使用要求可分為兩大類，一類承受大載荷的零件或有較不錯(cuò)相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的零件，檢查的項(xiàng)目有尺寸、表面質(zhì)量、化學(xué)成分、力學(xué)性能(抗拉強(qiáng)度、伸長率、硬度)；另一類為其它零件，檢查的項(xiàng)目有尺寸、表面質(zhì)量及化學(xué)成分。

在設(shè)計(jì)鋁壓鑄件時(shí)，還應(yīng)該注意零件應(yīng)達(dá)到壓鑄的工藝要求。壓鑄的工藝性從分型面的位置、頂面推桿的位置、鑄孔的有關(guān)要求、收縮變形的有關(guān)要求以及加工余量的大小等方面考慮。正確確定壓鑄面的分型面，不但能簡化壓鑄型的結(jié)構(gòu)，還能鋁壓鑄件的質(zhì)量。

鋁壓鑄件的零件設(shè)計(jì)是壓鑄生產(chǎn)技術(shù)中的重要部分，設(shè)計(jì)時(shí)考慮以下問題：模具分型面的選擇、澆口的開設(shè)、頂桿位置的選擇、鋁壓鑄件的收縮、鋁壓鑄件的尺寸精度、鋁壓鑄件內(nèi)部缺陷的防范、鑄孔的有關(guān)要求、收縮變形的有關(guān)要求以及加工余量的大小等方面。

鋁鑄件設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

一、鋁鑄件設(shè)計(jì)筋的要求：筋的作用是壁厚改薄后，用以提升零件的強(qiáng)度和剛性，防止減少鋁鑄件收縮變形，以及避免工件從模具內(nèi)頂出時(shí)發(fā)生變形，填充時(shí)用以作用輔助回路(金屬流動(dòng)的通路)，鋁鑄件筋的厚度應(yīng)小于所在壁的厚度，一般取該處的厚度的2/3~3/4。

二、鋁鑄件的形狀結(jié)構(gòu)要求：a、內(nèi)部側(cè)凹；b、避免或減少抽芯部位；c、避免型芯交叉；正確的鋁鑄件結(jié)構(gòu)不僅能簡化壓鑄型的結(jié)構(gòu)，降低制造成本，同時(shí)也鋁鑄件質(zhì)量。

三、鋁鑄件設(shè)計(jì)的圓角要求：鋁鑄件上凡是壁與壁的連接，不論直角、銳角或鈍角、盲孔和凹槽的根部，都應(yīng)設(shè)計(jì)成圓角，只有當(dāng)預(yù)計(jì)確定為分型面的部位上，才不采用圓角連接，其余部位一般為圓角，圓角不宜過大或過小，過小鋁鑄件易產(chǎn)生裂紋，過大易產(chǎn)生疏松縮孔，鋁鑄件圓角一般取：1/2壁厚≤R≤壁厚；圓角的作用是有助于金屬的流動(dòng)，減少渦流或湍流；避免零件上因有圓角的存在而產(chǎn)生應(yīng)力集中而導(dǎo)致開裂；當(dāng)零件要進(jìn)行電鍍或涂覆時(shí)，圓角可獲得均勻鍍層，防止尖角處沉積；可以延長壓鑄模的使用壽命，不致因模具型腔尖角的存在而導(dǎo)致崩角或開裂。

四、鋁鑄件設(shè)計(jì)的壁厚要求：鋁鑄件壁厚度(通常稱壁厚)是壓鑄工藝中一個(gè)具有意義的因素，壁厚與整個(gè)工藝規(guī)范有著密切關(guān)系，如填充時(shí)間的計(jì)算、內(nèi)澆口速度的選擇、凝固時(shí)間的計(jì)算、模具溫度梯度的分析、壓力(終比壓)的作用、留模時(shí)間的長短、鋁鑄件頂出溫度的高低及操作速率；a、零件壁厚偏厚會(huì)使鋁鑄件的力學(xué)性能明顯下降，薄壁鋁鑄件致密性好，相對(duì)提升了鋁鑄件強(qiáng)度及不怕壓性；b、鋁鑄件壁厚不能太薄，太薄會(huì)造成鋁液填充不良，成型困難，使鋁合金熔接不好，鋁鑄件表面易產(chǎn)生冷隔等缺陷，并給壓鑄工藝帶來困難；鋁鑄件隨壁厚的增加，其內(nèi)部氣孔、縮孔等缺陷增加，故在鋁鑄件有足夠強(qiáng)度和剛度的前提下，應(yīng)盡量減小鋁鑄件壁厚并保持截面的厚薄均勻一致，為了避免縮松等缺陷，對(duì)鋁鑄件的厚壁處應(yīng)減厚(減料)，增加筋；對(duì)于大面積的平板類厚壁鋁鑄件，設(shè)置筋以減少鋁鑄件壁厚；根據(jù)鋁鑄件的表面積，鋁合金鋁鑄件的正確壁厚如下：鋁鑄件表面積/mm2壁厚S/mm≤251.0～3.0>25~1001.5～4.5>100~4002.5～5.0>4003.5～6.0。

目前對(duì)于鋁壓鑄件鑄造起泡缺陷研討不多，特別是對(duì)于鋅合金薄的微型壓鑄件孔洞類型的起泡缺陷研討甚少，目前主要有如下問題：

一、關(guān)于鑄造過程中卷氣的形成及數(shù)值模擬預(yù)測(cè)缺陷，己做了相當(dāng)多的工作，但仍不能確定在不定常的高壓充型條件下，微型鋅合金壓鑄件的型腔狹縫充型莆態(tài)是否依然同數(shù)值模擬相吻合？

二、對(duì)薄微型鋅合金壓鑄件模具澆道系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)依然按照厚壁件常規(guī)設(shè)計(jì)公式設(shè)計(jì)模具澆道，無論如何調(diào)整工藝參數(shù)，壓鑄件缺陷無法幅。

三、對(duì)于鋅合金壓鑄件澆注系統(tǒng)是影響孔洞類型的起泡缺陷的形成一個(gè)重要因素，特別是目前鋅合金微型壓鑄件各種澆道的橫截面及形狀并未作一些特別研討。同時(shí)不同的澆道應(yīng)該會(huì)有不同的澆口速度，也同時(shí)會(huì)影響鋅合金微型壓鑄件孔洞類型的起泡缺陷。

四、鋅合金微型壓鑄過程中凝固過程溫度場(chǎng)對(duì)起泡缺陷影響尚無明確證明，特別是微型鋅合金本身體積小，剛度要求大，不能在產(chǎn)品內(nèi)部或表面出現(xiàn)任意氣泡缺陷。

壓鑄合金的熔煉是壓鑄過程的重要環(huán)節(jié)。金屬從固態(tài)變?yōu)槿廴跔顟B(tài)，是一個(gè)復(fù)雜的物理、化學(xué)化反應(yīng)以及熱交換過程。隨著熔煉過程產(chǎn)生金屬和非金屬的夾雜物、吸收氣體及合金中組分與雜質(zhì)含量有所變化，因此在程度上會(huì)影響合金工藝、物理、化學(xué)性能各力學(xué)性能。鋅合金的壓鑄性能不錯(cuò)，具有結(jié)晶溫度范圍小，不易產(chǎn)生疏松，充填容易，澆注溫度低等相關(guān)優(yōu)點(diǎn)，被選擇擇用HDMI前殼壓鑄材料。作為原料鋅合金有兩種來源，其一為原生鋅，即是從礦石到冶煉生產(chǎn)出來的新金屬鋅，另一種為鋅，即從鋅及鋅合廢品、廢料經(jīng)回收熔煉生產(chǎn)出來的鋅及鋅合金。