CN105441719A - 一种合金铸造工艺及温度控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种合金铸造工艺及其温度控制方法，合金铸造工艺中对各阶段的温度控制以及对各成分的质量比控制和各部分的工艺处理；而对该合金铸造工艺的温度控制通过对模具设计阶段、铸造试生产阶段和铸造批量生产时各阶段做到温度预设和温度实时控制。实施本发明使铸造工艺完整细致，操作简单；通过合金新料与回炉料的配比，这样可以保持合金的稳定度；通过合金压铸时间的变化，增加合金铸造的密度。
Description
技术领域
本发明属于合金铸造领域，具体而言涉及一种合金铸造工艺及其温度控制方法。
背景技术
铸锌合金为ZnA1一Cu-Mn系四元合金，由于具有熔点较低、力学性能优良且易电镀等优点，被广泛用作各类压铸零件，目前我国珠江三角洲一带压铸锌合金的用量达2O万t/a～30万t/a，主要用于生产各种档次的玩具及汽车零部件等，压铸锌合金的质量标准尽管已渐趋统一，其成分要求大致相同，但不同种类的压铸合金使用的效果却存在很大差异，有的合金反映良好，有的就较差，这与生产工艺有关，本文通过对各种影响因素比较，探索出新的生产工艺，并制备出压铸锌产品进行比较。
煤气炉生产工艺使用高纯锌液作为合金生产原料，用煤气炉避免了因搅拌机熔化而出现的增铁现象。为了控制合金锭重在±0.3Kg范围以内，采用石墨锥控制流量技术。该工艺流程简单，生产成本低，但煤气气炉的缺陷是直收率低，机械搅拌使合金液的成分均匀性差，电炉生产工艺，用大功率工频有芯炉将锌熔化并除掉熔渣，然后将锌液从炉子开孔处流出，再流人无芯炉，将合金元素物料熔化并形成合金液，利用倾翻装置将合金液倒出，通过溜槽流入保温炉内，再通过机械勺舀出，然后注入锌模内，该工艺最大的缺陷是从无芯炉到电阻炉的倾翻过程中产生的浮渣较多。且直线铸锭机的爬行振动对合金锭表面的质量形成不利。同时能耗较大。
现有技术中，在铝合金件的铸造生产时，仅在模具的温度异常区域布置冷却水管，进行冷却，生产时，根据产品外观状态，人工喷淋冷却控制温度，一系列人工控制的操作，控制性非常差，且无法获知模具的温度异常区域的合适温度，导致试制成本高，批量生产中产品的合格率非常低。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种合金铸造工艺，包括如下步骤：
a、将合金熔炼初始温度设定在450℃—460℃之间，待合金全部熔化后将温度调整为435℃—440℃的保温温度；
b、将合金全部熔化后进行清渣处理，并进行成份化验；
c、所述合金成分控制为：Fe3.8％～4.3％、Cu0.7％～1.1％、Mg0.035％～0.06％、Al＜0.02％；d、调整合金的压射比压为：45～50Kg/cm2；压射速度为：3m/s；充模时间为0.02s；
e、预热模具至250℃～280℃；
f、将合金模具的内侧壁上均喷涂脱模剂和冲头油，原装脱剂与水的配比约为1：300；
g、将合金模退出顶出杆，并进行合模动作；
h、合金模上料后进行压射动作，将合金熔液充入模腔；
i、待合金模内的铸件冷却后，顶出铸件，并从模具中取出；
j、检验铸件有无冷隔、气孔、缺料、起泡、花纹等缺陷；
k、将步骤j中检验合格的铸件去除浇口、渣口、飞边等；
l、所述合金模铸件表面进行抛砂处理，进行检验入库。
进一步地，所述合金压射时间为：1.5s；冷却时间为6s。
进一步地，所述合金新料与回炉料的配比不超过50%。
本发明还提供了一种用于提高上述的合金铸造工艺的温度控制方法，包括以下步骤：
1）模具设计阶段，使用模流分析软件对模具进行成型模拟，确认模具的温度异常区域；
2）在模具的温度异常区域布置冷却水管进行冷却，在冷却水管的管路上安装电磁阀；在模具的温度异常区域安装温度测定传感器；将温度传感器的输出端与流量控制器的输入端相连，流量控制器的输出端与电磁阀的流量控制输入端相连，电磁阀控制器的输出端连接至电磁阀的开闭信号控制端；
3）铸造试生产阶段，对追加的全部温度测定传感器进行记录，做温度曲线分析，确定温度异常区域不会产生因温度引起的不合格现象的合格温度区间；
4）铸造批量生产时，将合格温度区间输入至流量控制器，流量控制器将温度传感器测定的实时温度与合格温度区间进行比对，如果温度传感器测定的实时温度在合格温度区间之内，则关闭电磁阀；如果温度传感器测定的实时温度在合格温度区间之外，则打开电磁阀，电磁阀打开和关闭的时间由电磁阀控制器根据合模信号确定。
进一步地，所述模流分析软件为FLOW3D、ANYCAST、PROCAST中任何一种。
进一步地，所述电磁阀选用KEYENCE通用型数字接触式传感器GT系列。
进一步地，温度测定传感器选用接触式温度传感器。
进一步地，流量控制器选用流体非接触型电极电磁式流量传感器。
有益效果：本发明现有技术相比具有如下优点：
1、本发明的铸造工艺完整细致，操作简单；
2、通过合金新料与回炉料的配比，这样可以保持合金的稳定度；
3、通过合金压铸时间的变化，增加合金铸造的密度。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本发明中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
本发明中所述的“内、外”的含义指的是相对于设备本身而言，指向设备内部的方向为内，反之为外，而非对本发明的装置机构的特定限定。
本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
实施例一
a、将合金熔炼初始温度设定在450℃—460℃之间，待合金全部熔化后将温度调整为435℃—440℃的保温温度；
b、将合金全部熔化后进行清渣处理，并进行成份化验；
c、所述合金成分控制为：Fe3.8％～4.3％、Cu0.7％～1.1％、Mg0.035％～0.06％、Al＜0.02％；d、调整合金的压射比压为：45～50Kg/cm2；压射速度为：3m/s；充模时间为0.02s；
e、预热模具至250℃～280℃；
f、将合金模具的内侧壁上均喷涂脱模剂和冲头油，原装脱剂与水的配比约为1：300；
g、将合金模退出顶出杆，并进行合模动作；
h、合金模上料后进行压射动作，合金的压射时间为1.5S，将合金熔液充入模腔；
i、待合金模内的铸件经过6S冷却后，顶出铸件，并从模具中取出；
j、检验铸件有无冷隔、气孔、缺料、起泡、花纹等缺陷；
k、将步骤j中检验合格的铸件去除浇口、渣口、飞边等；
l、所述合金模铸件表面进行抛砂处理，进行检验入库。
所述合金新料与回炉料的配比不超过50%。
用于提高上述的合金铸造工艺的温度控制方法，包括以下步骤：
1）模具设计阶段，使用模流分析软件对模具进行成型模拟，确认模具的温度异常区域；
2）在模具的温度异常区域布置冷却水管进行冷却，在冷却水管的管路上安装电磁阀；在模具的温度异常区域安装温度测定传感器；将温度传感器的输出端与流量控制器的输入端相连，流量控制器的输出端与电磁阀的流量控制输入端相连，电磁阀控制器的输出端连接至电磁阀的开闭信号控制端；
3）铸造试生产阶段，对追加的全部温度测定传感器进行记录，做温度曲线分析，确定温度异常区域不会产生因温度引起的不合格现象的合格温度区间；
4）铸造批量生产时，将合格温度区间输入至流量控制器，流量控制器将温度传感器测定的实时温度与合格温度区间进行比对，如果温度传感器测定的实时温度在合格温度区间之内，则关闭电磁阀；如果温度传感器测定的实时温度在合格温度区间之外，则打开电磁阀，电磁阀打开和关闭的时间由电磁阀控制器根据合模信号确定。所述模流分析软件为FLOW3D、ANYCAST、PROCAST中任何一种。所述电磁阀选用KEYENCE通用型数字接触式传感器GT系列。温度测定传感器选用接触式温度传感器。流量控制器选用流体非接触型电极电磁式流量传感器。
实施例二：
a、将合金熔炼初始温度设定在450℃—460℃之间，待合金全部熔化后将温度调整为435℃—440℃的保温温度；
b、将合金全部熔化后进行清渣处理，并进行成份化验；
c、所述合金成分控制为：Fe3.8％～4.3％、Cu0.7％～1.1％、Mg0.035％～0.06％、Al＜0.02％；d、调整合金的压射比压为：45～50Kg/cm2；压射速度为：3m/s；充模时间为0.02s；
e、预热模具至250℃～280℃；
f、将合金模具的内侧壁上均喷涂脱模剂和冲头油，原装脱剂与水的配比约为1：300；
g、将合金模退出顶出杆，并进行合模动作；
h、合金模上料后进行压射动作，合金压缩时间为2S，将合金熔液充入模腔；
i、待合金模内的铸件经过8S冷却后，顶出铸件，并从模具中取出；
j、检验铸件有无冷隔、气孔、缺料、起泡、花纹等缺陷；
k、将步骤j中检验合格的铸件去除浇口、渣口、飞边等；
l、所述合金模铸件表面进行抛砂处理，进行检验入库。
所述合金新料与回炉料的配比不超过50%。
用于提高上述的合金铸造工艺的温度控制方法，包括以下步骤：
1）模具设计阶段，使用模流分析软件对模具进行成型模拟，确认模具的温度异常区域；
2）在模具的温度异常区域布置冷却水管进行冷却，在冷却水管的管路上安装电磁阀；在模具的温度异常区域安装温度测定传感器；将温度传感器的输出端与流量控制器的输入端相连，流量控制器的输出端与电磁阀的流量控制输入端相连，电磁阀控制器的输出端连接至电磁阀的开闭信号控制端；
3）铸造试生产阶段，对追加的全部温度测定传感器进行记录，做温度曲线分析，确定温度异常区域不会产生因温度引起的不合格现象的合格温度区间；
4）铸造批量生产时，将合格温度区间输入至流量控制器，流量控制器将温度传感器测定的实时温度与合格温度区间进行比对，如果温度传感器测定的实时温度在合格温度区间之内，则关闭电磁阀；如果温度传感器测定的实时温度在合格温度区间之外，则打开电磁阀，电磁阀打开和关闭的时间由电磁阀控制器根据合模信号确定。
以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种合金铸造工艺，其特征在于，包括如下步骤：
a、将合金熔炼初始温度设定在450℃—460℃之间，待合金全部熔化后将温度调整为435℃—440℃的保温温度；
b、将合金全部熔化后进行清渣处理，并进行成份化验；
c、所述合金成分控制为：Fe3.8％～4.3％、Cu0.7％～1.1％、Mg0.035％～0.06％、Al＜0.02％；d、调整合金的压射比压为：45～50Kg/cm2；压射速度为：3m/s；充模时间为0.02s；
e、预热模具至250℃～280℃；
f、将合金模具的内侧壁上均喷涂脱模剂和冲头油，原装脱剂与水的配比约为1：300；
g、将合金模退出顶出杆，并进行合模动作；
h、合金模上料后进行压射动作，将合金熔液充入模腔；
i、待合金模内的铸件冷却后，顶出铸件，并从模具中取出；
j、检验铸件有无冷隔、气孔、缺料、起泡、花纹等缺陷；
k、将步骤j中检验合格的铸件去除浇口、渣口、飞边等；
l、所述合金模铸件表面进行抛砂处理，进行检验入库。
2.根据权利要求1所述一种合金铸造工艺，其特征在于：所述合金压射时间为：1.5s；冷却时间为6s。
3.根据权利要求1所述一种合金铸造工艺，其特征在于：所述合金新料与回炉料的配比不超过50%。
4.一种用于提高如权利要求1所述的合金铸造工艺的温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）模具设计阶段，使用模流分析软件对模具进行成型模拟，确认模具的温度异常区域；
2）在模具的温度异常区域布置冷却水管进行冷却，在冷却水管的管路上安装电磁阀；在模具的温度异常区域安装温度测定传感器；将温度传感器的输出端与流量控制器的输入端相连，流量控制器的输出端与电磁阀的流量控制输入端相连，电磁阀控制器的输出端连接至电磁阀的开闭信号控制端；
3）铸造试生产阶段，对追加的全部温度测定传感器进行记录，做温度曲线分析，确定温度异常区域不会产生因温度引起的不合格现象的合格温度区间；
4）铸造批量生产时，将合格温度区间输入至流量控制器，流量控制器将温度传感器测定的实时温度与合格温度区间进行比对，如果温度传感器测定的实时温度在合格温度区间之内，则关闭电磁阀；如果温度传感器测定的实时温度在合格温度区间之外，则打开电磁阀，电磁阀打开和关闭的时间由电磁阀控制器根据合模信号确定。
5.根据权利要求4所述的提高铝合金件铸造质量的温度实时控制方法，其特征在于：所述模流分析软件为FLOW3D、ANYCAST、PROCAST中任何一种。
6.根据权利要求4所述的提高铝合金件铸造质量的温度实时控制方法，其特征在于：所述电磁阀选用KEYENCE通用型数字接触式传感器GT系列。
7.根据权利要求4所述的提高铝合金件铸造质量的温度实时控制方法，其特征在于：温度测定传感器选用接触式温度传感器。
8.根据权利要求4所述的提高铝合金件铸造质量的温度实时控制方法，其特征在于：流量控制器选用流体非接触型电极电磁式流量传感器。
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