真空压铸模具设计方案探讨厦门理工学院副教授葛晓宏瑞士方达瑞驻亚洲技术销售经理秦耘瑞士方达瑞真空应用技术经理阎爱米尼哥摘要在当今的工业产品中越来越多的有色金属零件采用了压铸工艺使得压铸工业呈现出更加广阔的发展前途同时产品结构更复杂成品率也要求更高这无疑对传统的压铸工艺提出了更为严峻的挑战其中影响铸件的机械性能表面质量和气密性等最重要的因素与气孔有关的缺陷是最难解决的采用真空压铸工艺后问题转化为压铸模具浇道及排气方案的设计结合生产示例探讨交流真空压铸模具设计过程及关键点关键词真空压铸模具排气方案实例

　　真空压铸模具设计方案探讨 厦门理工学 院(Xiamen University of Technology) 副教授 葛晓宏 (Ge Xiaohong) 瑞士方达瑞（ Fondarex SA ）驻亚洲技术销售经理 秦耘 （Qin Yun ） 瑞士方达瑞真空应用技术经理 阎?爱米尼哥（ Jan Emmenegger） 摘要 ：在当今的工业产品中，越来越多的有色金属零件采用了压铸工艺，使 得压铸工业呈现出更加广阔的发展前途；同时产品结构更复杂，成品率也要 求更高，这无疑对传统的压铸工艺提出了更为严峻的挑战。其中，影响铸件 的机械性能，表面质量和气密性等最重要的因素——与气孔有关的缺陷，是 最难解决的。 采用真空压铸工艺后，问题转化为压铸模具浇道及排气方案的设计。结合生 产示例，探讨交流真空压铸模具设计过程及关键点。 关键词： 真空压铸，模具，排气方案，实例验证 引言 与砂型和重力铸造相比，传统压铸件的微观结构不尽人意，主要原因是高速 金属流在浇口处的喷射，要比金属缓慢喂入砂型或金属模腔更容易接触型腔 内的空气和烟气。真空压铸工艺的重点是尽量减少这种气液接触，因此将型 腔内气体有效的排出是真空压铸模具设计的关键。 对于压铸模具，传统排气设计与真空排气设计并无本质区别。只是排气的方 式上前者为被动排气，利用金属流动将气体排出，即所谓的正压压射；后者 为主动排气，即由采用真空装置，随压射的进行将型腔内的气体抽出，也称 为负压压射。就排气效果而言，相差甚远，正确的真空排气应用将会极大降 低型腔内的气体含量，从而有效地提高产品的质量。本文将就真空模具方案 设计所涉及的一些内容展开讨论，重点是排气方案设计。 1 真空压铸模具设计基础 了解和掌握产品和铸件方面的知识越多，真空模具设计方案越准确。首先要 进行的是模具型腔布置，包括确定分型面、模穴数量和布置方式；其次要考 虑的是可能的充型位置和方向等。其中最重要是浇口设计。为了确定正确的 浇口面积，以下因素必须要先行考虑： - 铸件大小 - 几何形状，包括壁厚，流动路径，最后充型点，排气点等等 - 优化的模具温度 - 去边操作可行性 - 铸件质量要求，包括整体性和局部性的安全性，气密性，表面处理和 机加要求等 - 充型时间 - 浇口速度 其中铸件净重，充型时间，浇口速度是模具设计的最基本计算数据。锌和铝 铸件的充型时间请分别参考表一及表二。 表一：锌合金充型时间选择经验数据 铸件净重 壁厚 短流动路径 中流动路径 长流动路径 5 克 小于 1 毫米 5 3 1 大于 3 毫米 8 4 3 15 克 小于 1.1 毫米 7 5 2 大于 3 毫米 9 7 5 50 克 小于 1.2 毫米 10 7 4 大于 3.5 毫米 14 10 7 150 克 小于 1.2 毫米 14 11 8 大于 4 毫米 17 14 11 500 克 小于 1.3 毫米 18 16 12 大于 5 毫米 26 21 16 1000 克 小于 1.5 毫米 22 20 15 大于 6 毫米 32 26 20 表二：铝合金充型时间选择经验数据 铸件净重 壁厚 短流动路径 中流动路径 长流动路径 30 克 小于 1.1 毫米 6 4 2 大于 3 毫米 10 8 5 100 克 小于 1.2 毫米 10 8 6 大于 3.5 毫米 17 13 9 500 克 小于 1.4 毫米 24 19 12 大于 4 毫米 38 28 21 1000 克 小于 1.6 毫米 34 29 22 大于 4.5 毫米 50 37 30 3000 克 小于 2 毫米 58 50 38 大于 5 毫米 75 65 53 9000 克 小于 2.5 毫米 94 85 65 大于 7 毫米 150 110 92 至于浇口速度，锌和铝铸件请参看表三和表四。 表三：锌合金浇口速度选择经验数据 铸件壁厚 短充型路径 长充型路径 0.6-3 毫米 42-46 米/ 秒 45-56 米/ 秒 2-6 毫米 40-44 米/ 秒 40-48 米/ 秒 5-14 毫米 36-42 米/ 秒 38-45 米/ 秒 表四：铝合金浇口速度选择经验数据 铸件壁厚 短充型路径 长充型路径 1-5 毫米 40-44 米/ 秒 42-52 米/ 秒 4-10 毫米 38-42 米/ 秒 40-45 米/ 秒 8-18 毫米 32-40 米/ 秒

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