压铸工程师

定义 压力铸造成形工艺中，用以成形铸件所使用模具图 的金属模具。 结构组成 （一)压铸模结构组成 定模：固定在压铸机定模安装板上，有直浇道与喷嘴或压室联接 动模：固定在压铸机动模安装板上，并随动模安装板作开合模移动合模时，闭合构成型腔与浇铸系统，液体金属在高压下充满型腔；开模时，动模与定模分开，借助于设在动模上的推出机构将铸件推出。 （二)压铸模结构根据作用分类 型腔：外表面直浇道(浇口套) 型芯：内表面内浇口 (三)导准零件 导柱；导套 (四)推出机构 推杆(顶针)，复位杆，推杆固定板，推板，推板导柱，推板导套. (五)侧向抽芯机构 凸台；孔穴(侧面)，锲紧块，限位弹簧，螺杆. (六)排溢系统 溢浇槽，排气槽. (七)冷却系统 (八)支承零件 定模；动模座板，垫块(装配，定位，安装作用) 采购 选择信誉好、技术高、经验丰富的专业压铸模具厂制造模具。压铸模是一种特殊的精密机械，那些专业压铸模具厂，他们有适合生产压铸模具的精密机床，能确保模具尺寸精度；他们有经验丰富的高级模具技师，技师的丰富经验是压铸模具实用好用的保证；他们与材料供应商和热处理厂有密切的关系，他们有完善的售后服务体系……。良好的模具设计与制造是压铸模具长寿命、低故障、高效率的基础。低价位的劣质压铸模，将会以压铸生产中表现出的低生产效率、高故障，让您浪费很多昂贵的压铸工时，花去更多的金钱。 安装 模具安装调整工应经过培训合格上岗 （1）模具安装位置符合设计要求，尽可能使模具涨型力中心与压铸机距离最小，这样可能使压铸机大杠受力比较均匀。 （2）经常检查模具起重吊环螺栓、螺孔和起重设备是否完好，确保重吊时人身、设备、模具安全。 （3）定期检查压铸机大杠受力误差，必要时进行调整。 （4）安装模具前彻底擦净机器安装面和模具安装面。检查所用顶杆长度是否适当，所有顶棒长度是否等长，所用顶棒数量应不少于四个，并放在规定的顶棒孔内。 （5）压板和压板螺栓应有足够的强度和精度，避免在使用中松动。压板数量应足够多，最好四面压紧，每面不少于两处。 （6）大型模具应有模具托架，避免在使用中模具下沉错位或坠落。 （7）带较大抽芯的模具或需要复位的模具也可能需要动、定模分开安装。 (8)冷却水管和安装应保证密封。 （9）模具安装后的调整。调整合模紧度。调整压射参数：快压射速度、压射压力、增压压力、慢压射行程、快压射行程、冲头跟出距离、推出行程、推出复位时间等。调整后在压室内放入棉丝等软物，做两次模拟压射全过程，检查调整是否适当。 （1）调整合模到动、定模有适当的距离，停止机器运行，放入模具预热器。 （11）把保温炉设定在规定温度，配置好规定容量的舀料勺。 （12） 生产前确认模具完整性 有中子之模具正确接好中子油管及控制开关线路等，确认导电部分之金属不外露，并选择好控制程序方能操作。 (13)有倒拉装置的模具必须装好倒拉杆，顶针顶出后必须退回，否则会损坏模具型腔。 两次开模斜抽芯模具，开模时，后模前半部分必须先弹开，否则会损坏模具型芯。 模具上方及左右有滑块的模具，必须加装适当的弹簧固定。 有滑块型芯、抽芯和结构复杂易卡模之模具生产前应充分预热（模具预热前必须对模腔各部位打油）。 对型芯有方向要求或型腔共用之模具,须确认型芯之正确性。 确认每条冷确水路通畅 正确使用 制定正确的压铸工艺，压铸工正确熟练的操作和高质量的模具维修，对提高生产效率，保证压铸件质量，降低废品率，减少模具故障，延长模具寿命致关重要。 （一）制定正确的压铸工艺 压铸工艺是一个压铸工厂技术水平的体现，他能把压铸机特性、模具特性、铸件特性、压铸合金特性等生产要素正确的结合起来，以最低的成本，生产满足客户要求的压铸产品。因此，必须重视压铸工艺工程师的选拔和培训。压铸工艺工程师是压铸生产现场技术总负责人，除制定正确的压铸工艺，根据生产要素变化及时修订压铸工艺外，还负责对模具安装调整工、压铸操作工、模具维修工的培训和提高。 ⑴、确定最合理的生产率，规定每一次压射周期的循环时间。过低的生产率固然不利于提高经济效益，过高的生产率往往以牺牲模具寿命和铸件合格率为代价，算总帐细帐经济益可能更差。 ⑵、确定正确的压铸参数。在确保铸件符合客户质量标准的前提下，应使压射速度、压射压力、合金温度最低。这样，有利于降低机器、模具负荷，降低故障，提高寿命。根据压铸机特性、模具特性、铸件特性、压铸铝合金特性等腰三角形，确定快压射速度、压射压力、增压压力、慢压射行程、快压射行程、冲头跟出距离、推出行程、保压时间、推了复位时间、合金温度、模具温度等。 ⑶、使用水基涂料，必须制订严格详细的喷涂工艺。涂料品牌，涂料与水的比例，模具每一个部位的喷涂量（或喷涂时间）和喷涂顺序，压缩空气压力，喷枪与成型表面的距离，喷涂方向与成型表面的角度等。 ⑷、根据压铸模实际确定正确的模具冷却方案。正确的模具冷却方案对生产效率、铸件质量、模具寿命有极大的影响。方案应规定冷却水开户方法，压铸几个模次开始冷却，相隔几个模次分几次把冷却水阀门开到规定开度。点冷却系统的冷却强度应由压铸工艺工程师现场调定，配合喷涂达到模具热平衡。 ⑸、规定对不同滑动动部位，如冲头、导柱、导套、抽芯机构、推杆、复位杆等部位的不同润滑频率。 ⑹、制订每一个压铸件的压铸操作规程，并培训和监督压铸工按规程操作。 ⑺、根据模具复杂程度和新旧程度，确定适当的模具预防性维修周期。适当的模具预防性维修周期应当是模具使用中将要出现故障而还没有出现故障的压铸模次。模具使用中已经出现故障，不能继续生产，被迫进行修理，不是被提倡的方法。 ⑻、根据模具复杂程度、新旧程度和粘模危险程度，确定模块消除应力周期（一般5—15模次进行一次）和是否需要进行表面出理。如氮化处理，氮化层深度。.33，最大.55。 （二）压铸培训合格上岗 ⑴、严格执行压铸工操作规程，严格控制第一模次的循环时间，其误差应小于1%。稳定的压铸循环时间，对一个铸工厂的综合效益至关重要。对产品质量稳定性、模具寿命、故障率等都有决定性影响。 ⑵、严格执行模具冷却方案，模具冷却是提高生产效率、铸件质量、模具寿命，减少模具故障的有效方法。但是，错误的水冷却操作，将对模具造成致命伤害。停止压铸生产，必须立即关闭冷却水。 ⑶、浇柱撇潭、舀铝、浇柱动作规范，做到舀入的金属液不含氧化皮，浇入压室的金属液最少波动。手工浇注浇入量误差控制在2—3%以内。 ⑷、清模及时清除积留在分型面、型腔、型芯、浇道、溢流槽、排气道等处的金属肖积垢，防止合模时压塌模具表面，堵塞排气道，或造成合模不严。清模时禁止使用钢制工具接触成型表面。 ⑸、喷涂喷涂是最重要、难度最大的压铸操作之一，必须严格按喷涂工艺操作。不正确的喷涂会使产品质量不稳定和模具早期限损坏。 ⑹、按规定及时对滑动部位进行润滑。 ⑺、随时注意合模紧度，经常检查模具压板压紧情况和模具托架支撑情况，防止在使用中模具下沉或坠落。 ⑻、完成一个模具维修周期的模次，或完成规定的生产批量后停止生产，要保留最后一个压铸产品（最好带浇、排系统），与模具一起送修。 工艺特点 工艺简介 压铸模锻工艺是一种在专用的压铸模锻机上完成的工艺。它的基本工艺过程是：金属液先低速或高速铸造充型进模具的型腔内，模具有活动的型腔面，它随着金属液的冷却过程加压锻造，既消除毛坯的缩孔缩松缺陷，也使毛坯的内部组织达到锻态的破碎晶粒。毛坯的综合机械性能得到显著的提高。另外，该工艺生产出来的毛坯，外表面光洁度达到7级（Ra1.6），如冷挤压工艺或机加工出来的表面一样，有金属光泽。所以，我们将压铸模锻工艺称为“极限成形工艺”，比“无切削、少余量成形工艺”更进了一步。 压铸模锻工艺还有一个优势特点是，除了能生产传统的铸造材料外，它还能用变形合金、锻压合金，生产出结构很复杂的零件。这些合金牌号包括：硬铝超硬铝合金、锻铝合金，如LY11、LY12、661、663、LYC、LD等）。这些材料的抗拉强度，比普通铸造合金高近一倍，对于铝合金汽车轮毂、车架等希望用更高强度耐冲击材料生产的部件，有更积极的意义。 压铸简介 压力铸造简称压铸，是一种将熔融合金液倒入压室内，以高速充填钢制模具的型腔，并使合金液在压力下凝固而形成铸件的铸造方法。 压铸区别于其它铸造方法的主要特点是高压和高速。①金属液是在压力下填充型腔的，并在更高的压力下结晶凝固，常见的压力为15—1MPa。②金属液以高速充填型腔，通常在1—5米/秒，有的还可超过8米/秒，（通过内浇口导入型腔的线速度—内浇口速度），因此金属液的充型时间极短，约.1—.2秒（须视铸件的大小而不同）内即可填满型腔。 压铸机、压铸合金与压铸模具是压铸生产的三大要素，缺一不可。所谓压铸工艺就是将这三大要素有机地加以综合运用，使能稳定地有节奏地和高效地生产出外观、内在质量好的、尺寸符合图样或协议规定要求的合格铸件，甚至优质铸件。 1、 压铸机 （1） 压铸机的分类 压铸机按压室的受热条件可分为热压室与冷压室两大类。而按压室和模具安放位置的不同，冷室压铸机又可分为立式、卧式和全立式三种形式的压铸机。 热室 压铸机 立式 冷室 卧室 全立式 （2） 压铸机的主要参数 a合型力（锁模力） （千牛）————————KN b压射力 （千牛）—————————————KN c动、定型板间的最大开距——————————mm d动、定型板间的最小开距——————————mm e动型板的行程———————————————mm f大杠内间距（水平×垂直）—————————mm g大杠直径—————————————————mm h顶出力——————————————————KN i顶出行程—————————————————mm j压射位置（中心、偏心）——————————mm k一次金属浇入量（Zn、Al、Cu）———————Kg l压室内径（Ф）——————————————mm m空循环周期————————————————s n铸件在分型面上的各种比压条件下的投影面积 注：还应有动型板、定型板的安装尺寸图等。 2、 压铸合金 压铸件所采用的合金主要是有色合金，至于黑色金属（钢、铁等）由于模具材料等问题，较少使用。而有色合金压铸件中又以铝合金使用较广泛，锌合金次之。 下面简单介绍一下压铸有色金属的情况。 （1）、压铸有色合金的分类 受阻收缩 混合收缩 自由收缩 铅合金 -----.2-.3% .3-.4% .4-.5%低熔点合金锡合金 锌合金--------.3-.4% .4-.6% .6-.8% 铝硅系--.3-.5% .5-.7% .7-.9% 压铸有色合金 铝合金 铝铜系 铝镁系---.5-.7% .7-.9% .9-1.1% 高熔点合金 铝锌系 镁合金----------.5-.7% .7-.9% .9-1.1% 铜合金 （2）、各类压铸合金推荐的浇铸温度 合金种类 铸件平均壁厚≤3mm 铸件平均壁厚>3mm 结构简单 结构复杂 结构简单 结构复杂 铝合金 铝硅系 61-65℃ 64-68℃ 6-62℃ 61-65℃ 铝铜系 63-66℃ 66-7℃ 6-64℃ 63-66℃ 铝镁系 64-68℃ 66-7℃ 64-67℃ 65-69℃ 铝锌系 59-62℃ 62-66℃ 58-62℃ 6-65℃ 锌合金 42-44℃ 43-45℃ 4-42℃ 42-44℃ 镁合金 64-68℃ 66-7℃ 64-67℃ 65-69℃ 铜合金 普通黄铜 91-93℃ 94-98℃ 9-93℃ 9-95℃ 硅黄铜 9-92℃ 93-97℃ 91-94℃ 91-94℃ 注 注：①浇铸温度一般以保温炉的金属液的温度来计量。 ②锌合金的浇铸温度不能超过45℃，以免晶粒粗大。 模具要素 压铸模是压铸生产三大要素之一，结构正确合理的模具是压铸生产能否顺利进行的先决条件，并在保证铸件质量方面（下机合格率）起着重要的作用。 工艺特点 由于压铸工艺的特点，正确选用各工艺参数是获得优质铸件的决定因素，而模具又是能够正确选择和调整各工艺参数的前提，模具设计实质上就是对压铸生产中可能出现的各种因素预计的综合反映。如若模具设计合理，则在实际生产中遇到的问题少，铸件下机合格率高。反之，模具设计不合理，例一铸件设计时动定模的包裹力基本相同，而浇注系统大多在定模，且放在压射后冲头不能送料的灌南压铸机上生产，无法正常生产，铸件一直粘在定模上。 尽管定模型腔的光洁度打得很光，因型腔较深，仍出现粘在定模上的现象。所以在模具设计时，必须全面分析铸件的结构，熟悉压铸机的操作过程，要了解压铸机及工艺参数得以调整的可能性，掌握在不同情况下的充填特性，并考虑模具加工的方法、钻眼和固定的形式后，才能设计出切合实际、满足生产要求的模具。 刚开始时已讲过，金属液的充型时间极短，金属液的比压和流速很高，这对压铸模来说工作条件极其恶劣，再加上激冷激热的交变应力的冲击作用，都对模具的使用寿命有很大影响。 模具的使用寿命通常是指通过精心的设计和制造，在正常使用的条件下，结合良好的维护保养下出现的自然损坏，在不能再修复而报废前，所压铸的模数（包括压铸生产中的废品数）。 失效形式 实际生产中，模具失效主要有三种形式：①热疲劳龟裂损坏失效；②碎裂失效；③溶蚀失效。 致使模具失效的因素很多，既有外因（例浇铸温度高低、模具是否经预热、水剂涂料喷涂量的多少、压铸机吨位大小是否匹配、压铸压力过高、内浇口速度过快、冷却水开启未与压铸生产同步、铸件材料的种类及成分Fe的高低、铸件尺寸形状、壁厚大小、涂料类型等等）。也有内因（例模具本身材质的冶金质量、坯料的锻制工艺、模具结构设计的合理性、浇注系统设计的合理性、模具机（电加工）加工时产生的内应力、模具的热处理工艺、包括各种配合精度和光洁度要求等）。 模具若出现早期失效，则需找出是哪些内因或外因，以便今后改进。 ① 模具热疲劳龟裂失效 压铸生产时，模具反复受激冷激热的作用，成型表面与其内部产生变形，相互牵扯而出现反复循环的热应力，导致组织结构二损伤和丧失韧性，引发微裂纹的出现，并继续扩展，一旦裂纹扩大，还有熔融的金属液挤入，加上反复的机械应力都使裂纹加速扩展。 为此，一方面压铸起始时模具必须充分预热。另外，在压铸生产过程中模具必须保持在一定的工作温度范围中，以免出现早期龟裂失效。同时，要确保模具投产前和制造中的内因不发生问题。因实际生产中，多数的模具失效是热疲劳龟裂失效。 ② 碎裂失效 在压射力的作用下，模具会在最薄弱处萌生裂纹，尤其是模具成型面上的划线痕迹或电加工痕迹未被打磨光，或是成型的清角处均会最先出现细微裂纹，当晶界存在脆性相或晶粒粗大时，即容易断裂。而脆性断裂时裂纹的扩展很快，这对模具的碎裂失效是很危险的因素。为此，一方面凡模具面上的划痕、电加工痕迹等必须打磨光，即使它在浇注系统部位，也必须打光。另外要求所使用的模具材料的强度高、塑性好、冲击韧性和断裂韧性均好。③熔融失效 前面已讲过，常用的压铸合金有锌合金、铝合金、镁合金和铜合金，也有纯铝压铸的，Zn、Al、Mg是较活泼的金属元素，它们与模具材料有较好的亲和力，特别是Al易咬模。当模具硬度较高时，则抗蚀性较好，而成型表面若有软点，则对抗蚀性不利。但在实际生产中，溶蚀仅是模具的局部地方，例内浇口直接冲刷的部位（型芯、型腔）易出现溶蚀现象，以及硬度偏软处易出现铝合金的粘模。 注意事项 压铸生产中常遇模具存在的问题注意点： 1、 浇注系统、排溢系统 例 （1）对于冷室卧式压铸机上模具直浇道的要求： ① 压室内径尺寸应根据所需的比压与压室充满度来选定，同时，浇口套的内径偏差应比压室内径的偏差适当放大几丝，从而可避免因浇口套与压室内径不同轴而造成冲头卡死或磨损严重的问题，且浇口套的壁厚不能太薄。浇口套的长度一般应小于压射冲头的送出引程，以便涂料从压室中脱出。 ② 压室与浇口套的内孔，在热处理后应精磨，再沿轴线方向进行研磨，其表面粗糙≤Ra.2μm。 ③ 分流器与形成涂料的凹腔，其凹入深度等于横浇道深度，其直径配浇口套内径，沿脱模方向有5°斜度。当采用涂导入式直浇道时，因缩短了压室有效长度的容积，可提高压室的充满度。 （2）对于模具横浇道的要求 ① 冷卧式模具横浇道的入口处一般应位于压室上部内径2/3以上部位，以免压室中金属液在重力作用下过早进入横浇道，提前开始凝固。 ② 横浇道的截面积从直浇道起至内浇口应逐渐减小，为出现截面扩大，则金属液流经时会出现负压，易吸入分型面上的气体，增加金属液流动中的涡流裹气。一般出口处截面比进口处小1-3%。 ③ 横浇道应有一定的长度和深度。保持一定长度的目的是起稳流和导向的作用。若深度不够，则金属液降温快，深度过深，则因冷凝过慢，既影响生产率又增加回炉料用量。 ④ 横浇道的截面积应大于内浇口的截面积，以保证金属液入型的速度。主横浇道的截面积应大于各分支横浇道的截面积。 ⑤ 横浇道的底部两侧应做成圆角，以免出现早期裂纹，二侧面可做出5°左右的斜度。横浇道部位的表面粗糙度≤Ra.4μm。 （3）内浇口 ① 金属液入型后不应立即封闭分型面，溢流槽和排气槽不宜正面冲击型芯。金属液入型后的流向尽可能沿铸入的肋筋和散热片，由厚壁处想薄壁处填充等。 ② 选择内浇口位置时，尽可能使金属液流程最短。采用多股内浇口时，要防止入型后几股金属液汇合、相互冲击，从而产生涡流包气和氧化夹杂等缺陷。 ③ 薄壁件的内浇口厚件要适当小些，以保证必要的填充速度，内浇口的设置应便于切除，且不使铸件本体有缺损（吃肉）。 (4)溢流槽 ① 溢流槽要便于从铸件上去除，并尽量不损伤铸件本体。 ② 溢流槽上开设排气槽时，需注意溢流口的位置，避免过早阻塞排气槽，使排气槽不起作用。 ③ 不应在同一个溢流槽上开设几个溢流口或开设一个很宽很厚的溢流口，以免金属液中的冷液、渣、气、涂料等从溢流槽中返回型腔，造成铸件缺陷。 2、 铸造圆角（包括转角） 铸件图上往往注明未注圆角R2等要求，我们在开制模具时切忌忽视这些未注明圆角的作用，决不可做成清角或过小的圆角。铸造圆角可使金属液填充顺畅，使腔内气体顺序排出，并可减少应力集中，延长模具使用寿命。（铸件也不易在该处出现裂纹或因填充不顺而出现各种缺陷）。例标准油盘模上清角处较多，相对来说，目前兄弟油盘模开的最好，重机油盘的也较多。 3、 脱模斜度 在脱模方向严禁有人为造成的侧凹（往往是试模时铸件粘在模内，用不正确的方法处理时，例钻、硬凿等使局部凹入）。 4、 表面粗糙度 成型部位、浇注系统均应按要求认真打光，应顺着脱模方向打光。由于金属液由压室进入浇注系统并填满型腔的整个过程仅.1-.2秒的时间。为了减少金属液流动的阻力，尽可能使压力损失少，都需要流过表面的光洁度高。同时，浇注系统部位的受热和受冲蚀的条件较恶劣，光洁度越差则模具该处越易损伤。 5、 模具成型部位的硬度 铝合金：HRC46°左右 铜：HRC38°左右 加工时，模具应尽量留有修复的余量，做尺寸的上限，避免焊接。 压铸模具组装的技术要求： 1、模具分型面与模板平面平行度的要求。 2、 导柱、导套与模板垂直度的要求。 3、 分型面上动、定模镶块平面与动定模套板高出.1-.5mm。 4、推板、复位杆与分型面平齐，一般推杆凹入.1mm或根据用户要求。 5、模具上所有活动部位活动可靠，无呆滞现象pin无串动。 6、滑块定位可靠，型芯抽出时与铸件保持距离，滑块与块合模后配合部位2/3以上。 7、浇道粗糙度光滑，无缝。 8、合模时镶块分型面局部间隙<.5mm。 9、冷却水道畅通，进出口标志。 1、成型表面粗糙度Rs=.4，无微伤。 发展趋势 我国压铸模发展较快，在生产产量和数量上，仅次于冲模和塑料模，压铸模已占我国各类模具总产量的百分之八左右。