CN103567413A - 一种解决压铸产品气孔缺陷的压铸装置及其压铸过程 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种解决压铸产品气孔缺陷的压铸装置及其压铸过程。本发明按照以下步骤进行：1）将熔融的合金液倒入料筒时，压射杆冲头开始前移，采用0.15～0.3m/s的低速分段移动，金属液处于层流状态；2）当熔融的合金液被移送至模具浇口时，冲头进入低速与高速的切换位置，在0.03～0.05s的时间内，冲头运行速度瞬时上升至3～6m/s；3）当高速充填完成，冲头的运行速度进入高速减速状态，同时采用增压工艺；其中抽真空在1阶段内完成，在冲头封闭给料口至浇口前30～60mm之间进行。本发明提供了一种能进行很好的抽真空、并能保证装置长时间顺利运行的一种解决压铸产品气孔缺陷的压铸装置及其压铸过程。

Description

一种解决压铸产品气孔缺陷的压铸装置及其压铸过程

技术领域

本发明涉及一种在压铸生产过程中，提供了一种解决压铸产品气孔缺陷的压铸装置及其压铸过程。

背景技术

随着汽车工业的飞速发展，汽车压铸件对气孔率的要求越来越高。压力铸造产品气孔仍然达不到汽车零部件的要求。由于压力铸造过程是使合金液在短时间内充满型腔，型腔内的气体在高温、高速合金液的作用下，气体的压力急剧上升，依靠自然排气，气体无法排清。由压力与溶解度的关系可知：在气液界面上，当气体压力增大时，液体中气体溶解度增加。当气体压力降低时，液体中气体的溶解度减少。模具型腔中的气体，在压力的作用下，滞留在铸件中形成气孔，因此，要降低压力铸造产品中的气孔，必须降低型腔中气体的压力，即真空铸造。

真空铸造的原理就是：在压铸机进行压射时，将型腔中的空气快速抽出，并使溶解在合金液中的气体解析出来，从而实现真空铸造。

现有的抽真空装置及方式存在抽真空不彻底，熔融液容易进入真空阀的缺陷，从而给产品的压铸质量、设备的正常运行带来影响，给生产厂家带来极大困惑，有必要进行进一步的改进。

发明内容

本发明针对上述缺陷，目的在于提供一种能进行很好的抽真空、并能保证装置长时间顺利运行的一种解决压铸产品气孔缺陷的压铸装置及其压铸过程。

为此本发明采用的技术方案是：本发明包括压铸机、抽真空装置，压铸机上的料筒上设有和料筒对应的冲头和给料口，料筒后端设有动模、静模，动模、静模之间形成模腔，模腔的端部设置真空阀并设有控制真空阀关闭的控制装置；冲头端部设有活塞环，该活塞环和料筒内壁对应。

所述动模、静模的分型面上增设密封圈。

所述抽真空装置为集中式，包括一和若干压铸机连接的真空泵，真空泵后端连接一真空罐。

一种解决压铸产品气孔缺陷的压铸过程，按照以下步骤进行：

1）将熔融的合金液倒入料筒时，压射杆冲头开始前移，为了防止冲头在前移的过程中产生卷气，采用0.15～0.3m/s的低速分段移动，金属液处于层流状态；

2）当熔融的合金液被移送至模具浇口时，为了迅速排除模具型腔的气体，冲头进入低速与高速的切换位置，在0.03～0.05s的时间内，冲头运行速度瞬时上升至3～6m/s，达到快速充填的目标；

3）当高速充填完成，为了防止飞边喷铝，冲头的运行速度进入高速减速状态，随后为了消除抑制合金液凝固过程中的缩孔，同时采用增压工艺，其中抽真空在1阶段内完成，具体的做法在冲头封闭给料口至浇口前30～60mm之间进行；所述抽真空由真空泵及真空罐来完成，采用集中抽真空方式。

所述真空阀前进、后退方向分设行程开关。

本发明根据每台压铸机型腔容积、料筒容积0.5倍作为每台压铸抽取的气体总量Q（升），抽气时间：

         高速位置－料筒敞口尺寸－（0.03～0.06m）

t（秒）＝────────────────

         压射杆低速平均速度（0.15～0.3m/s）      ，

Q（升）

那么每台压铸机（模具）所需的抽气速率为───── ，

                                         t（秒）

                           Q₁       Q₂              Q_n

整个压铸车间的抽气速率Q＝──＋──＋……＋──   

                            t₁        t₂               t_n         ，

按（0.4～0.6）Q来选取真空机的每秒抽气量。

所述真空罐的容积按压铸装置最大抽气量的3～5倍选取。

抽真空管网管径的选配：根据计算，按下表进行选配：

所述真空泵设置在各压铸机的中心位置，真空度按－0.88～－0.95MPa设定，并具备上、下限报警功能。

本发明达到的优点是：1）机械性能良好，尺寸精度高，表面光滑；

2）生产效率高，一个生产周期只有0.5-3min。金属材料利用率高；

3）最小壁厚可达1～2mm；

4）由于采用低速输送、高速填充、增压补缩、选用合适时机抽真空工艺，产品组织致密，气孔率较低。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为抽真空装置的结构示意图。

图3为本发明压铸过程的坐标图。

图4为按照本发明生产工艺制造出的产品图。

图5为按照传统生产工艺制造出的产品图。

图中1为冲头、2为料筒、3为静模、4为动模、5为活塞环。

具体实施方式           

本发明包括压铸机、抽真空装置，压铸机上的料筒2上设有和料筒2对应的冲头1和给料口，料筒2后端设有动模4、静模3，动模4、静模3之间形成模腔，模腔的端部设置真空阀并设有控制真空阀关闭的控制装置；冲头1端部设有活塞环5，该活塞环5和料筒2内壁对应。

本发明压铸装置的工程过程为，具体的说如下：将熔融合金液在高速的作用下，快速充填模具的模腔，并使合金液在高压的作用下结晶、凝固、成型。当给汤机将熔融的合金液倒入料筒2时，压射杆冲头1开始前移，为了防止冲头1在前移的过程中产生卷气，采用0.15～0.3m/s的低速分段移动，金属液处于层流状态，当熔融的合金液被移送至模具浇口道时，为了迅速排除模具模腔的气体，冲头进入低速与高速的切换位置。在0.03～0.05s的时间内，冲头运行速度瞬时上升至3～6m/s，达到快速充填的目标，当高速充填完成，为了防止飞边喷铝，冲头的运行速度进入高速减速状态。随后，为了消除抑制合金液凝固过程中的缩孔，同时采用增压工艺，其铸造压力在100MPa，作用于铸件上，铸件的性能与传统的重力铸造相比，发生了质的变化。

下面在上面的基础上进一步展开描述，以便更利于了解本发明的目的：本发明采用集中控制的真空系统。由于压射时间极短，无法依靠真空泵的启闭把空气排出，因此采用一只大的真空罐来实现。真空泵在正常状态下，将真空罐内的空气排清，使真空罐维持一个较高的真空水平，然后在压铸的瞬间打开真空罐与模腔的电磁阀，实现模腔的真空。

真空系统及管路的设计计算：

根据每台压铸机模腔容积及料筒容积0.5倍作为每台压铸抽取的气体总量Q（升），压射杆允许的抽气时间：

高速位置－料筒敞口尺寸－（0.03～0.06m）

t（秒）＝────────────────

         压射杆低速平均速度（0.2～0.3m/s）        ，

Q（升）

那么每台压铸机（模具）所需的抽气速率为───── ，

                                         t（秒）

                           Q₁       Q₂              Q_n

整个压铸车间的抽气速率Q＝──＋──＋……＋──

                            t₁        t₂               t_n

由于产品结构差异，生产周期不同及多台压铸机压射的不同步性，一般按（0.4～0.6）Q来选取真空机的每秒抽气量。为了适应压铸的开台数量变化及节能，一般采用三台真空管机的控制系统，其中一台作为备用真空机。真空储气罐容积：一般按压铸系统最大抽气量的3～5倍选取。

管网管径的选配：为了降低真空抽吸过程阻力损失过大，造成每台压铸机真空度的降低，每台压铸机的支管径尽可选大一点。根据计算，可按下表进行选配：

另一方面，为了降低排与排的差异，真空系统应设置在压铸机的中心位置；真空系统的真空度应按－0.88～－0.95MPa设定，并具备上、下限报警功能。

        本发明在使用中，为了降低模具分型面的泄漏量，在模具分型面增加密封圈。另外，为了改善和提高冲头与料筒的密封，在冲头上增加铜质活塞环。                                                                                                                                

本发明压铸机在正常使用过程中，必须增加两个输出信号给真空控制系统，a：真空控制阀打开信号，b：真空控制阀关闭信号。一般状态下，只要压射杆冲头前移封闭给料口，即可进入抽真空。而如何控制真空阀的关闭就显得尤为重要。从使用效果来看，真空阀只有在金属液完全充填模具模腔后关闭，真空的效果才能达到最佳。但是，由于快速压射时间很短，合金液很容易进入真空阀，造成真空阀堵塞，而一旦堵塞，拆卸非常麻繁，影响正常使用。因此，把真空阀的关闭，放在压射的第一阶段，即高速点前30～60mm关闭。另一方面，为检查真空阀的动作状况，在真空控制阀的前进限、后退限增加两只行程开关，并将信号反馈给压铸机，一旦异常，压铸机就不能正常压射，并发出报警信号，提示操作工及时检查，发现问题、解决问题。杜绝不合格产品产生。

从图3中可以看出：无论是气孔的直径，还是气孔的数量都大为降低，产品的合格率提高了5%；其经济效益十分显著。真空铸造不失为一件投资少、见效快、解决产品中气孔的最佳方法之一，使用前景十分广阔。

Claims (9)

1.一种解决压铸产品气孔缺陷的压铸装置，其特征在于，包括压铸机、抽真空装置，压铸机上的料筒上设有和料筒对应的冲头和给料口，料筒后端设有动模、静模，动模、静模之间形成模腔，模腔的端部设置真空阀并设有控制真空阀关闭的控制装置；冲头端部设有活塞环，该活塞环和料筒内壁对应。

2.根据权利要求1所述的一种解决压铸产品气孔缺陷的压铸装置，其特征在于，动模、静模的分型面上增设密封圈。

3.根据权利要求1所述的一种解决压铸产品气孔缺陷的压铸装置，其特征在于，所述抽真空装置为集中式，包括真空泵和若干压铸机连接的管道及真空罐。

4.一种解决压铸产品气孔缺陷的压铸过程，其特征在于，按照以下步骤进行：

1）将熔融的合金液倒入料筒时，压射杆冲头开始前移，为了防止冲头在前移的过程中产生卷气，采用0.15～0.3m/s的低速分段移动，金属液处于层流状态；

2）当熔融的合金液被移送至模具浇口时，为了迅速排除模具型腔的气体，冲头进入低速与高速的切换位置，在0.03～0.05s的时间内，冲头运行速度瞬时上升至3～6m/s，达到快速充填的目标；

3）当高速充填完成，为了防止飞边喷铝，冲头的运行速度进入高速减速状态，随后为了消除抑制合金液凝固过程中的缩孔，同时采用增压工艺；

其中抽真空在1阶段内完成，具体的做法：在冲头封闭给料口至浇口前30～60mm之间进行；所述抽真空由真空泵及真空罐来完成，采用集中抽真空方式。

5.根据权利要求4所述的一种解决压铸产品气孔缺陷的压铸过程，其特征在于，真空阀前进、后退方向分设行程开关。

6.根据权利要求4所述的一种解决压铸产品气孔缺陷的压铸过程，其特征在于，根据每台压铸机型腔容积、料筒容积0.5倍作为每台压铸抽取的气体总量Q（升），抽气时间：

         高速位置－料筒敞口尺寸－（0.03～0.06m）

t（秒）＝────────────────

         压射杆低速平均速度（0.15～0.3m/s）      ，

Q（升）

那么每台压铸机（模具）所需的抽气速率为───── ，

                                         t（秒）

                           Q₁       Q₂              Q_n

整个压铸车间的抽气速率Q＝──＋──＋……＋──   

                            t₁        t₂               t_n         ，

按（0.4～0.6）Q来选取真空机的每秒抽气量。

7.根据权利要求要求4所述的一种解决压铸产品气孔缺陷的压铸过程，其特征在于，其中真空罐的容积按压铸装置最大抽气量的3～5倍选取。

8.根据权利要求4所述的一种解决压铸产品气孔缺陷的压铸过程，其特征在于，抽真空管网管径的选配：根据计算，按下表进行选配：

                                                                                       。

9.根据权利要求4所述的一种解决压铸产品气孔缺陷的压铸过程，其特征在于，所述真空泵设置在各压铸机的中心位置，真空度按－0.88～－0.95MPa设定，并具备上、下限报警功能。

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