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        壓鑄鋁高光

        壓鑄鋁高光

         詳情說明

          壓鑄是一種金屬鑄造工藝,其特點是利用模具內腔對融化的金屬施加高壓。模具通常是用強度更高的合金加工而成的,這個過程有些類似注塑成型。大多數壓鑄鑄件都是不含鐵的,例如鋅、銅、鋁、鎂、鉛、錫以及鉛錫合金以及它們的合金。根據壓鑄類型的不同,需要使用冷室壓鑄機或者熱室壓鑄機。

          鑄造設備和模具的造價高昂,因此壓鑄工藝一般只會用于批量制造大量產品。制造壓鑄的零部件相對來說比較容易,這一般只需要四個主要步驟,單項成本增量很低。壓鑄特別適合制造大量的中小型鑄件,因此壓鑄是各種鑄造工藝中使用最廣泛的一種。同其他鑄造技術相比,壓鑄的表面更為平整,擁有更高的尺寸一致性。

          在傳統壓鑄工藝的基礎上誕生了幾種改進型的工藝,包括減少鑄造缺陷排除氣孔的無孔壓鑄工藝。主要用于加工鋅,可以減少廢棄物增加成品率的直接注射工藝。還有由通用動力公司發明的精速密壓鑄技術以及半固態壓鑄等等新式壓鑄工藝。

          壓鑄是一種利用高壓強制將金屬熔液壓入形狀復雜的金屬模內的一種精密鑄造法。在1964年,日本壓鑄協會對于壓鑄定義為“在高溫將熔化合金壓入精密鑄模,在短時間內大量生產高精度而鑄面優良的鑄造方式”。美國稱壓鑄為Die Casting,英國則稱壓鑄為Pressure Die Casting,而最為國內一般業者所熟悉的是日本的說法,稱為壓鑄。經由壓鑄法所制造出來的鑄件,則稱為壓鑄件(Die castings)。

          這些材料的抗拉強度,比普通鑄造合金高近一倍,對于鋁合金汽車輪轂、車架等希望用更高強度耐沖擊材料生產的部件,有更積極的意義。

          歷史

          1838年,為了制造活字印刷的模具,人們發明了壓鑄設備。第一個與壓鑄有關的專利頒布于1849年,它是一種小型的,用來生產印刷機鉛字的手動機器。1885年奧托·默根特勒(Otto Mergenthaler)發明了Linotype排字機,這種機器能夠將一整行文字壓鑄成一個單獨的鉛字,它給印刷界帶來了前所未有的革新。在印刷業進入大規模工業化后,傳統的手壓字模已經被壓鑄取代。1900年左右,鑄字排版進入市場使得印刷業自動化技術進一步提高,因此有的時候在報社內能看見十多臺壓鑄機。隨著消費產品的不斷增長,奧托的發明獲得了越來越多的應用。人們可以利用壓鑄大批量地制造零部件產品。1966年,通用動力發明了精速密壓鑄工藝,這種工藝有時也被稱作雙沖頭壓鑄 [1] 。

          壓鑄過程

          傳統壓鑄工藝主要由四個步驟組成,或者稱做高壓壓鑄。這四個步驟包括模具準備、填充、注射以及落砂,它們也是各種改良版壓鑄工藝的基礎。在準備過程中需要向模腔內噴上潤滑劑,潤滑劑除了可以幫助控制模具的溫度之外還可以有助于鑄件脫模。然后就可以關閉模具,用高壓將熔融金屬注射進模具內,這個壓力范圍大約在10到175兆帕之間。當熔融金屬填充完畢后,壓力就會一直保持直到鑄件凝固。然后推桿就會推出所有的鑄件,由于一個模具內可能會有多個模腔,所以每次鑄造過程中可能會產生多個鑄件。落砂的過程則需要分離殘渣,包括造???、流道、澆口以及飛邊。這個過程通常是通過一個特別的修整模具擠壓鑄件來完成的。其它的落砂方法包括鋸和打磨。如果澆口比較易碎,可以直接摔打鑄件,這樣可以節省人力。多余的造??诳梢栽谌刍笾貜褪褂?。通常的產量大約為67%。

          高壓注射導致填充模具的速度非???,這樣在任何部分凝固之前熔融金屬就可填充滿整個模具。通過這種方式,就算是很難填充的薄壁部分也可以避免表面不連續性。不過這也會導致空氣滯留,因為快速填充模具時空氣很難逃逸。通過在分型線上安放排氣口的方式可以減少這種問題,不過就算是非常精密的工藝也會在鑄件中心部位殘留下氣孔。大多數壓鑄可以通過二次加工來完成一些無法通過鑄造完成的結構,例如鉆孔、拋光。

          落砂完畢之后就可以檢查缺陷了,最常見的缺陷包括滯流(澆不滿)以及冷疤。這些缺陷可能是由模具或熔融金屬溫度不足、金屬混有雜質、通氣口太少、潤滑劑太多等原因造成。其它的缺陷包括氣孔、縮孔、熱裂以及流痕。流痕是由澆口缺陷、鋒利的轉角或者過多的潤滑劑而遺留在鑄件表面的痕跡。

          水基潤滑劑被稱作乳劑,是最常用的潤滑劑類型,這是出于健康、環境以及安全性方面的考慮。不像溶劑型潤滑劑,如果將水中的礦物質運用合適的工藝去除掉,它是不會在鑄件中留下副產物的。如果處理水的過程不得當,水中的礦物質會導致鑄件表面缺陷以及不連續性。主要有四種水基潤滑劑:水摻油、油摻水、半合成以及合成。水摻油的潤滑劑是最好的,因為使用潤滑劑時水在沉積油的同時會通過蒸發冷卻模具的表面,這可以幫助脫模。通常,這類潤滑劑的比例為30份的水混合1份的油。而在極端情況下,這個比例可以達到100:1。

          可以用于潤滑劑的油包括重油、動物脂肪、植物脂肪以及合成油脂。重質殘油在室溫下粘性較高,而在壓鑄工藝中的高溫下,它會變成薄膜。潤滑劑中加入其它物質可以控制乳液粘度以及熱學性能。這些物質包括石墨、鋁以及云母。其它化學添加劑可以避免灰塵以及氧化。水基潤滑劑中可以加入乳化劑,這樣油基潤滑劑就可以添加進水中,包括肥皂、酒精以及環氧乙烷。

          長久以來,通常使用的溶劑為基礎的潤滑劑包括柴油以及汽油。它們有利于鑄件脫出,然而每次壓鑄過程中會發生小型爆炸,這導致模腔壁上積累起碳元素。相比水基潤滑劑,溶劑為基礎的潤滑劑更為均勻。

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