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標題: 【MINT】總結與分享--工藝--鋁合金高壓壓鑄 [打印本頁]
作者: MINT 時間: 2017-5-21 22:58
標題: 【MINT】總結與分享--工藝--鋁合金高壓壓鑄
本帖最后由 MINT 于 2017-5-21 22:57 編輯 * u. y4 v4 e$ y' o: C( i6 N* D
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換了新的工作也快一年了，雖說這里工作環境、福利待遇、人性化的管理模式、工作的內容等都很好，但有一點一直很煩惱，人與人之間缺乏信任，那種完全敞開心胸的信任。當同事間請教或者討論問題的時候，他會和你說一些但不多，一直這樣，有時候我都分不清他是在保留還是真的理解的不深。想到以前大家為一個問題爭的面紅耳赤，一起去找方法證明的時候，那真叫一個暢快。所以即使離職一年了，仍然和以前的同事聯系密切。我喜歡當初的那種感覺，喜歡朋友之間毫無保留的探討哪怕是單方面的請教，這會是貫穿一生的一件有意義并且高興的事。基本天天都來社區轉轉，正好目前在整理完善一些個人工作中用到的工藝、理論計算、表面處理、軟件、有限元分析等方面的知識體系，正好一并分享到社區來。; }% z3 j V+ Z) o& O
此文為筆者對鋁合金壓鑄工藝現有知識的回顧和總結，旨在作為今后工作的參考之一，由于工作所限，此文深度只能得到筆者現有水平，如能給看這篇文章的你提供一點幫助，便深感榮幸。文章不會像教科書般從概念介紹一直講到產品設計，而是從個人的角度，也可以理解為從一個機械工程師的角度出發，在面對一個新的零件或產品時如何思考，為什么選擇此工藝，怎樣設計合理的結構，選定后的出圖，面對缺陷如何處理，達到什么狀態可以允許批產。- d9 Y h- K# @9 S/ t3 {% o; P" Y
一、 什么情況下需要選擇壓鑄工藝
一般情況下，圖紙上是不會強制要求寫上零件的成型工藝的，想想見過的圖框模板，只有要求寫材料的，沒見過有工藝欄，但是根據材料和標準，就可以基本確定采用什么工藝了。比如相同的6082鋁合金，材料欄寫 EN AW-6082 DIN EN 485-2, 則說明用的是板材；如果寫的是EN AW-6082 DIN EN 755-2, 則說明用的是管材；如果寫的是EN AW-6082 DIN EN 573-3, 則說明是鍛造件。
工藝的選擇是由零件的結構決定的，在結構比較簡單的情況下，多種工藝都可以實現批產，則需要優先考慮性能，性能達標的前提下再比較價格，最終定工藝。對于壓鑄來說沒有太多相互競爭的工藝，一般情況下采用壓鑄的零件結構都不會很簡單，所以它的競爭對手基本就是它的兄弟重力鑄造。
壓鑄的特點：特點是由原理決定的，每個特點都會在原理中找到解釋。
1、 材料利用率高：壓鑄企業給的數據是50%--70%，教材上寫的是60%--80%
2、 組織致密,具有較高的強度和硬度，同樣的對模具的要求也高，模具的材料一般是：
國產H13、日本SKD61、瑞典8407、法國ACD(材料是對壽命和成本最重要的影響因素)
*鑄件上靠近表層的金屬冷卻快，可以獲得較細的晶粒，組織致密，具有較高的硬度、耐磨性和耐蝕性，在有其它選擇的情況下不建議對鑄件進行加工處理。
*壓鑄件的抗拉強度比砂型鑄件高30%以上，比澆鑄的高15-20%左右（參考數據）
3、 尺寸公差較高(CT4-7級),加工余量小：批產模的模具都是經過精密加工的
4、 適宜批量生產薄壁，特別是深腔薄壁件,形狀復雜的零件，鋁合金可以做到0.5mm厚
5、 表面粗糙度好，一般可以達到Ra.8—Ra3.2，甚至可以Ra0.4
6、 可以有鑲嵌件
7、 高速+高壓# ~# Q* v1 J( y/ M* n
*高速：指充填階段，時間為0.01-0.04s，壓鑄的4個階段分別是慢速封孔、充填、增壓、持壓，充填的時間是最短的
*高壓：高壓出現在最后兩個階段，有時可達500MPa，這里涉及到壓鑄的一個很重要參數—鎖模力，也是壓鑄行業實力的劃分標準，一般6300kN以上的都可以稱為大型壓鑄機了
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作者: MINT 時間: 2017-5-21 22:59
二、 如何設計壓鑄件的結構更合理
1) 壁厚均勻
ž 有利于“充型”后的同時凝固，避免產生鑄造應力、縮孔等缺陷
ž 不宜采用增加壁厚的方法來提高鑄件的強度
ž 消除厚壁的部位可采用加強筋或鑲嵌件的方法來提高機械、工藝性能
ž 壓鑄件的壁厚也不宜太薄，否則會影響鑄造性能
ž 合適的壁厚為2-5mm（壓鑄企業數據），1-6mm（教材數據）
2) 筋的使用
ž 提高壓鑄件的強度和剛性
ž 防止或減少變形
ž 改善“充型”條件（作輔助流路）
ž 消除厚壁減輕重量。（筋的厚度小于壁厚）
3) 鑄造圓角
ž 有助于壓力的傳遞和金屬的流動，減少渦流卷氣有利于成型
ž 分型面上不能有圓角，動定模之間的錯差很容易造成臺階
ž 減少集中應力，提高鑄件強度。
ž 延長模具使用壽命
ž 圓角半徑不宜過大，避免產生“熱節”
熱節：鑄造熱節，是指鐵水在凝固過程中，鑄件內比周圍金屬凝固緩慢的節點或局部區域
4) 拔模斜度（鑄造斜度）
ž 鑄造斜度的大小依合金種類、鑄件壁厚、高度和深度而不同
ž 鑄件結構必須考慮足夠的鑄造斜度（斜度：內側大于外側、厚壁大于薄壁、高熔點大于低熔點）
ž 鑄造斜度不計入公差范圍
ž 圖樣上應規定斜度是增加材料，還是減去材料，如果不規定好，供應商做反了，只能啞巴吃黃梨
ž 最小拔模斜度參考下表
5) 孔
ž 不要有相互交叉的不通孔，對應到模具上就是相互交叉的型芯，即要求配合高有要求有抽芯裝置，還有可能發生抽芯困難
ž 壓鑄件上一般的孔，可直接壓鑄出來，孔的直徑與深度有密切的關系，鑄件上的孔對應到模具上就是細長的小圓柱，所以從模具壽命及強度方面考慮，孔的深度不宜過大，尺寸參考下表
6) 文字標志圖案
為了適應模具制造的特點，建議采用凸紋。如果是凹紋，那對應的模具部位就是凸起的，最直接的就是增加了模具材料的成本，壓鑄模的模具材料還是很貴的，其次在模具保養時有可能會不小心碰到凸起部位，就容易碰傷。
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作者: MINT 時間: 2017-5-21 23:00
三、 壓鑄件出圖公差的選擇
如果存在對手件需要相互配合使用時，需要參考對手件的公差來確定壓鑄部位的公差。在無特殊要求的情況下，壓鑄件的一般公差參考標準執行
壓鑄的尺寸公差
國標：GB/T 6414 鑄件尺寸公差與機械加工余量
(Castings—system of dimensional tolerances and machining allowances)
國際標準：ISO 8062-3 鑄件的一般尺寸、幾何公差和機械加工余量
(General dimensional and geometrical tolerances and machining allowances for castings)
德標：DIN 1688-1輕金屬合金鑄件毛坯砂鑄件總公差和加工余量
（Rough castings of light metal alloys produced by sand casting-- General tolerances and machining allowances）
1) 尺寸公差（以GB為例）
*受分型面和模具活動部分的影響, 公差應在CTX的基礎上增加一個附加量,分型面和活動部分的投影面積越大，需要增加的附加量也就越大，可參考下表執行：
*自由角度和錐度尺寸公差&孔中心距尺寸公差
*高精度尺寸是特殊零上的個別尺寸，這類尺寸不僅要求在模具上消除分型面、活動部位成型及收縮率選用誤差等的影響，且要求在模具維修，壓鑄工藝尺寸檢測等方面嚴格控制。所以特殊的重要尺寸不能位于分型面及活動部位上。
2) 形位公差
基準部位和被測部位是否處于同一半模具內作為一個因素，是否運動作為一個因素，參考公差如下：
平行度﹑垂直度﹑端面跳動公差 |
被測部位在量方向上的尺寸 | | |
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3) 加工余量
為了保留強度較高的致密層，機械加工余量應盡量選用較小值，還記得剛工作時加工余量寫的都是1mm
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作者: MINT 時間: 2017-5-21 23:06
四、 壓鑄模基本結構（簡單了解下）
1) 動模和定模組成，也叫公模和母模，按照老師詼諧點的說就是男的動女的不動......
2) 分型面在選擇時要讓壓鑄件和動模一起出來，有利于后續的頂出，也就是要讓動模的包緊力大于定模的
3) 為了獲得更高的精度和表面質量，基準面和分型面不要放在一起
4) 壓鑄件在模具里的尺寸和常溫尺寸是有區別的，想像一下塑料或者橡膠在700℃和20℃時就可以很好理解了，也就是熱脹冷縮了，所以壓鑄合金的收縮率也是需要考慮的，這個影響因素較多，也很難把控，多根據經驗來
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五、 壓鑄鋁合金的機械性能（常用材料，內部資料）
*其中EN AC-46000的實際屈服強度會比理論值高出一些，在眾多測試中，46000的屈服最低可以達到170MPa,設計時可以以此為設計基準，忽略標準。
*A380的機械性能明顯在46000之上，但是在價格上幾乎沒有差異，所以在無明確要求時直接選用A380。
*其余壓鑄材料供參考
總之，想要設計出優良的壓鑄件，需要設計出合理的結構，選定合適的分型面，合理的澆道、推出機構，還要掌控好金屬在不同厚度時的收縮規律等等，這樣才能達到客戶的精度要求，除了設計層面還需要模具壽命、壓鑄機的選用、材料的性能等方面，很多時候不能達到魚和熊掌兼得，只能顧全大局，有所舍棄。
一般的機械工程師并不能完全掌握壓鑄的工藝知識，在設計完產品后最好是和工藝工程師一起檢查，盡力做到材料少，強度高，價格便宜，精度高，結構合理，外形美觀……（反正都是溢美之詞）
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平時不經常發帖，發現一層樓寫多了也不好，編輯的也不順手，如果有社友有需要，可以把我的原稿發給你，在整理的時候收集了一一些資料，如下：
- MINT_04L_001 鋁合金壓鑄--Al alloy casting
- MINT_04R_001_01 ALUMINUM DIE CASTING TRAINING REPORT
- MINT_04R_001_02 鋁合金壓鑄--Al alloy castingCasting Aluminum For Use
- MINT_04R_001_03 DIN ISO 8062_Castings-System of dimensional tolerances an machining allowances_08-1998
- MINT_04R_001_04 DIE CASTING
- MINT_04R_001_05 GB-T6414-1999 鑄件 尺寸公差與機械加工余量
- MINT_04R_001_06 壓鑄工藝及模具_賴華清
- MINT_04R_001_07 壓鑄鋁合金的化學成分和力學性能表2 g" L5 p2 A- G& c7 |0 ?' i
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作者: MINT 時間: 2017-5-21 23:08
四、 壓鑄模基本結構（簡單了解下）
1) 動模和定模組成，也叫公模和母模，按照老師詼諧點的說就是男的動女的不動......
2) 分型面在選擇時要讓壓鑄件和動模一起出來，有利于后續的頂出，也就是要讓動模的包緊力大于定模的
3) 為了獲得更高的精度和表面質量，基準面和分型面不要放在一起
4) 壓鑄件在模具里的尺寸和常溫尺寸是有區別的，想像一下塑料或者橡膠在700℃和20℃時就可以很好理解了，也就是熱脹冷縮了，所以壓鑄合金的收縮率也是需要考慮的，這個影響因素較多，也很難把控，多根據經驗來
五、 壓鑄鋁合金的機械性能（常用材料，內部資料）
*其中EN AC-46000的實際屈服強度會比理論值高出一些，在眾多測試中，46000的屈服最低可以達到170MPa,設計時可以以此為設計基準，忽略標準。
*A380的機械性能明顯在46000之上，但是在價格上幾乎沒有差異，所以在無明確要求時直接選用A380。
*其余壓鑄材料供參考
總之，想要設計出優良的壓鑄件，需要設計出合理的結構，選定合適的分型面，合理的澆道、推出機構，還要掌控好金屬在不同厚度時的收縮規律等等，這樣才能達到客戶的精度要求，除了設計層面還需要模具壽命、壓鑄機的選用、材料的性能等方面，很多時候不能達到魚和熊掌兼得，只能顧全大局，有所舍棄。
一般的機械工程師并不能完全掌握壓鑄的工藝知識，在設計完產品后最好是和工藝工程師一起檢查，盡力做到材料少，強度高，價格便宜，精度高，結構合理，外形美觀……（反正都是溢美之詞）
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作者: MINT 時間: 2017-5-21 23:11
平時不經常發帖，編輯的不好，也不知道一層樓上多少比較好，一開始都放在一樓上，預覽一看太長，里面有好些圖片都沒顯示出來，如果有社友有需要，可以把原稿和整理時的一些資料發給你們。 }; x( p9 A0 d$ y
- MINT_04L_001 鋁合金壓鑄--Al alloy casting
- MINT_04R_001_01 ALUMINUM DIE CASTING TRAINING REPORT
- MINT_04R_001_02 鋁合金壓鑄--Al alloy castingCasting Aluminum For Use
- MINT_04R_001_03 DIN ISO 8062_Castings-System of dimensional tolerances an machining allowances_08-1998
- MINT_04R_001_04 DIE CASTING
- MINT_04R_001_05 GB-T6414-1999 鑄件 尺寸公差與機械加工余量
- MINT_04R_001_06 壓鑄工藝及模具_賴華清
- MINT_04R_001_07 壓鑄鋁合金的化學成分和力學性能表
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作者: 面壁深功 時間: 2017-5-22 02:55
學習，謝謝
作者: xiaobing86203 時間: 2017-5-22 08:27
樓主不是干自動化設備的嗎，怎么轉行做壓鑄了?
作者: 未來第一站 時間: 2017-5-22 11:15
樓主慢點，看不過來了
作者: MINT 時間: 2017-5-22 12:15
6 b' p* _" u* F, X沒干自動化設備，也不是做壓鑄的，只是工作中會碰到壓鑄的零件，就整理了點壓鑄的資料* ~8 X$ }' {! D$ r6 S1 F
作者: 五面怪 時間: 2017-5-22 13:02
先收藏啦！慢慢看看、、、thanks
作者: reu8598 時間: 2017-5-22 15:20
學習，謝謝
作者: MINT 時間: 2017-5-24 01:57
補一個完整的原稿文件--《MINT_04L_001 鋁合金壓鑄--Al alloy casting》，算是有始有終; O2 ~6 p9 F0 u) y* ^
外附上壓鑄一些資料和標準，供有需要的人用
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作者: threetigher 時間: 2017-11-11 20:10
MINT 發表于 2017-5-24 01:57. s9 Q$ v- |! I# {4 R
補一個完整的原稿文件--《MINT_04L_001 鋁合金壓鑄--Al alloy casting》，算是有始有終: u" l) i/ {; B4 p! K
外附上壓鑄一些資 ...
`* ^# J6 X% J! A3 \: n+ u謝謝分享！lz能否留個email，有相關問題可以多多請教！謝謝！
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作者: wellwalkr 時間: 2018-9-26 16:30
學習，感謝……
作者: 念天悠 時間: 2018-10-16 09:34
MINT 發表于 2017-5-24 01:57$ s' \: o. z9 a/ M
補一個完整的原稿文件--《MINT_04L_001 鋁合金壓鑄--Al alloy casting》，算是有始有終: H# e, g, V6 v& S* {5 b) B
外附上壓鑄一些資 ...
樓主你好，可以留個聯系方式嗎？有問題想請教一下，謝謝
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作者: dazzle52 時間: 2018-10-16 10:27
感謝分享
作者: 38738106 時間: 2019-5-18 16:55
，好資料，收藏一下
作者: 38738106 時間: 2019-8-21 17:06
很好，謝謝樓主分享
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