壓鑄設計

 由于鎂合金的化學、物理參數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生局部 (薄片) 零件的過早結晶, 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 "鎂合金壓鑄工藝優化" 的過程中, 通過對鎂合金壓鑄經濟性、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。 在壓鑄生產過程中, 選擇合適的工藝參數是獲得高質量鑄件的前提, 充分發揮壓鑄機的最大生產率, 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, 否則廢品很容易產生。

 (3) 澆注系統的設計。 澆注系統在控制和調節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。 門控系統的設計總結如下:

 內部流道位置: 由于鎂合金在空腔內的凝固速度快于鋁、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的最短流動路徑, 從而防止澆注不足和絕緣冷。

 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, 內流道的流速為 90 ~ 100 m, 對于某些薄壁鎂合金壓鑄件, 內流道的速度甚至高達 20 m。

 內部轉輪尺寸: 在許多情況下, 通過加工去除內部轉輪。 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: 它與內部流道速度密切相關, 對表面質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部流道橫截面面積的 20% ~ 25%。