压铸制品以其呎寸的高精确性

1、前 言壓鑄制品以其呎寸的高精確性,鑄件的美觀性,優秀的量產性能,在以汽車為中心的領域得到廣泛地利用,今後為了制造更高品品質的壓鑄制品, 設計出更廣泛的產品,需要先進的模具技術和鑄造技術,也需高性能的壓鑄機.我們可以根據起高速射出的壓鑄机,可以計算出內部品質的改善報告,不管這種射出性能,是對薄肉制品而言,亦或是對於鎂合金制品而言,從最管的環境問題上考虙,要取化難以回收的塑料制品,壓鑄品正義其優良的可回收性而不斷促使人們將眼光投入共上.本研究正是基於這種觀點,研究壓鑄機的高速射出到底可以鑄造出多麼薄的壓鑄品.用高速射出的壓鑄機進行鎂鋁合金的鑄造測試,並使其特性明朗化.壓鑄機的鑄造能力壓鑄機的鑄造能

2、力通常是由鎖模力來表示的,機械的鎖模部在物理上占有很大的吨位,但僅指模具的鎖合力,而與成型能力無關.特別是對於薄肉制品和MG制品,機械的射出性能對於鑄造能力(成型能力)非常重要.對於薄肉制品來說,異常重要的成型能力究竟為何物,下面就此進行檢討.射出率和制品特性.對於薄肉制品的壓鑄而言,為了縮短凝固時間射出速度必須很快,且稍大的制品同時還須考虙溶湯在模具中的流動距離.若將此特性用一個值表達的話,可以用溶湯的流量Q列便利.為什麼這麼說呢?因為與溶湯的流速相關的有料管內(機械的射出速度),澆口部(澆口速度)以往壓鑄的凝固時間Ts(sec)為制品肉厚的tm(mm)的平方,即: Ts=kt2m (k為系

3、數)(1)對於制品的體積V(cm2,)充填時間Tf若為凝固時間Ts的一半的話,射出率Q(cc/s)為 Q=VTss=2V(K+M2)(2) 對制品為面積的平板.V=STM/10. Q=0.2STM(KT2M=0.2S(KTM)(3)出就是說射出率與制品的面積成正比,與肉厚成反比.平板的形狀分別有A4、B5、A5、B6各不同的形狀,Q和TM若用圖示表示如圖(1)從圖1我勻可以知道,制品越大肉厚越薄,射出率的值就大,成型的難度出就隨之增加.例如肉厚2mm的A4大小的產品和肉厚1mm的A5的大小的產品射出率相同,制造難度相等.肉厚1mm,A4大小的產品同肉厚1mm,A5大小的產品,在射出率方面,難度

4、成倍增加.因此本章將此射出率Q用來表示產品特性的值.關於系數K與克勃利諾夫方程式一樣,有著各式各樣的報告值,根據筆者的經驗. K=0.020.04(鋁合金) K=0.010.02(MG合金)模具特性.若將模具的特性用簡單的模式進行考虙,用澆口阻力來表示就可以了,也就是說澆口斷面積Ag,澆口部的流量系數C,溶湯的密度P,若以 上參數設定好,射出率Q和鑄造壓力的P的關係式如下: P=P Q2(2C2Ag2(4) 也就是說鑄造壓力(澆口阻力)為射出率的平方成比例,與澆口斷面積的平方成反比.機械特性.射出杆的我由空打的最高速度和充填射出力來決定.這些也可以用射出率Q和鑄造壓力P來表示,見下: Q0=(

5、空打最高速度)(噴嘴的斷面積Ap) P0 =(充填射出力)(噴嘴的斷面積Ap) P= P0- P0(Q2 Q02)(5)(4)式和緩(5)可用圖2來表示且若V0= Q0Ap; VD=QDAP; Va=QaAp,則Va/V0)2+(Va/Vd) 2=1 (太田式)成立,可理解通常的解析式相同的內容. 圖2為P Q2線圖,橫軸的以Q的平方為刻度,據比,可設曲線為直線,方便地根據作圖求得交點,這就是眾所周知的PQ2線圖.不管怎麼說,根據增加Q0(射出率),可加大機器的成型能力.這種可加大射出率,且可進行多樣調整的機器被為多功能壓鑄機,在進行薄肉制品的試制時,可得下報告.鑄造測試(1).測試條件.P=

6、PQ2(2C2AG2)對像制品為A4大小的筆記本電腦外殼淺箱厚,平板部的肉厚0.9mm,MG合金1.(圖3詳細的測試條件見下表1.0 制品名A4 CASE材料MDCIZ(AZ91D)1.0 制品肉厚TM0.9mm(1mm)230 所要充填時間Tf0.040.008 SEC0.9 充填質量(成品+溢流塊)150gQ(CM3/S)Q(CM3/S)Q(CM3/S)充填體積(溶湯比重1.7)V88.24cm3300 1.0 所要射出率Q10.89321.786cm3/s11 澆口斷面積Ag2.4cm2(表2)壓鑄機數据鎖模力4,900KN(500 TON)活塞頭徑85MM射出力480KN(49TON)

7、鑄造壓力(最大增壓時)84MPa(860KG/CM2)充填射出力186KN (19TON)最大充填壓力P032MPa(325KG/CM2空打最高速度10M/S最大射出率Q056.745CM3/S根據射出波形我們可以讀取以下數據: (表3)鑄造結果數據澆口前高速10M/S高速區間2.3MM制品充填時間Tf0.005 SEC充填距離15.6MM制品充填射出率Q17.650CM2/S充填阻力P2829MPa(290295kg/cm2)澆口前高速 將以上結果用PQ2線圖表示時,可如圖5所示. 鑄造結果的分析. 1,高速的切換,溶湯到達澆口必須從當前位置,以盡可能快的速度從當前位置推進方得到良好的鑄件,

8、並且有防止溶湯的溫度下降效果. 2,充填時間Tf射出率Q可知,得到良品的實際值與計算值一致. 3,鑄造壓力(充填阻力)P;實際值均為計算值的2.32.8倍,這是因為此次試模的制品為薄肉制品.通過斷面各縮小的不僅是澆口部位,產品本身的斷面積同樣也縮小了,因此實際值比根據單純模式得出的計算值要高出一些.眾所周知,鎂合金是實用金屬中比強度,比剛性優越的種類,從壓鑄到機加操作上的問題點,也不少,最終產品折合成成本,並不是簡單鎂產品所能理解的,現將鎂、鋁薄肉制品的諸特征比較如下:(表4)機械性質的比較材料鋼AL合金MG合金備注比重7.92.71.8AL合金和MG合金的旨張強度和彈性同質量的肉厚12.94

9、.4系數的值,參與日本壓鑄協會編壓鑄標準張比強度1(490MPa)1.92.0(材料篇)引比剛性1(206GPa)1.00.95彎比強度15.568.76曲比鋼性18.4718.06 接下來,我們對MG合金的和AL合鑫的薄肉壓鑄成型性進行比較,對於(1)(5)式的各變量. AL、MG合金使用的場合分別用A、M來表示,首先我們先來看(1)可得Ta=KATA以及TM=KMTM.在此K(KA.KM)為7朮”1方程鐵引導過程相同材料的密度P平分成比例也可以,若肉厚相同(tm=ta)則 Tm/Ta=Km/KA1=1.8/2.7=(2/3)項的K經念值鐵妥當可確保.也就是說體積(肉厚)相同.MG的射出率為

10、AL的兩倍.成形性也難兩倍. 以上最壞的情況也是若肉厚相同.為確保強度和剛性,必須得增加肉厚,反之若犧牲一定的剛性和紉性,則需減少肉厚.將體積減少到2/3才兒鎂有相同的重量.檢討此种場合的制品特性(射出率).(3)式中. S=定值.TA/TM=2/3,則: QA/QM=KM TM/KATA=(2/3)*3/2=2/3,目在(4)式中,若C.Ag相同,則 DA/DM=2.7/1.8*(QA/QM)=3/2(2/3)=2/3也就是說,重量相同(肉厚為MG的2/3)的AL5.鑄造測試(2)5.1測試條件 對像制品與測試(1)一樣為A4大小的外殼,平板部的肉厚為2/3(0.6mm),用AL合金進行鑄造

11、.機臺為350吨多性能機种,具體如圖6,表5,表6所示.5.2測試結果 得到良品的鑄造數據射出波形如圖7所示,此次測試為了在目前的狀況將機械的鎖模力超過350吨,在增加調至切之前,減少緩衝器的壓力.制品名A4外殼鎖模力3430KN (350TON)材料ADC12射出力333KN (34TON)制品肉厚0.6mm(1mm)充填射出力162KN (16.5TON)所需要的充填時間Tf0.040.008 SEC空打射出力10M/S充填質量(制品+溢流塊)162g壓射杆噴頭口徑70MM充填體積(溶湯比重2.6)V62.54CM3鑄造壓力(最大增壓時)86MPa(880KG/CM2所射出率Q781815

12、635CM3最大充填壓力P042MPa(430KG/CM2澆口斷面積AG2.4CM2最大射出率Q03848.5CM3/S從射出波形我們可讀取以下數據:(表7)鑄造結果數據澆口前高速5.0M/S充填阻抗P1820MPA(180200KG)高速區間150MM增壓無(切)制品充填時間Tf0.0055 SECACC 壓力9.8MPA (100KG/CM2充填距離16.3MM最大充填壓力28.4MPA(280KG/CM2制品充填射出率Q11410CM3/S制品充填射出率Q 11410cm/s制品的外觀寫真圖如圖9所示:用PQ線表示如圖85.3鑄造結果的分析1 充填時間Tf和射出率Q. 所有得到良品的實際

13、值均不超過計算值範圍.在充填的最終部Q的值超出了計算範圍(表7.圖8最終部分的值被省略了)2 充填中速度并非一定,在充填的最終部進行了減速,相對於澆口的斷面積2.4CM,制品部的斷面積為2.02CM(測試(1)為2.92CM).隨著充填陰力的增加,速度減小,因此特將與單純的澆口阻力不同的動作表示出來.36.考察 鑄造測試(1) (2)均是從鑄造面積上來考慮的,通常需要700噸左右的鎖模力. 測試(1)為調整500TON 此回的鑄造測試,在充填行程成形,加壓行程作成內部品質,根據充填特性可作成薄肉制品的形狀.我們也可明白此充填行程用溶湯的射出率Q 具體而言上述的關係必須根據太因式P-Q線圖來核對

14、,更簡單的成形判斷方法用充填中的出力士(馬力)WC=P*Q)就可以了.鑄造測試(1),(2)中的充填出力Wm,Wa,表3和表7的值分別如下所示. Wm=17650*28.7=506600NM/S=507KW Wa=11410*18.6=212200NM/S=212KW另一方面,機器的最高出力(最大馬力)W0用次式來計算.W0=2319)P0Q 0(6)用(6)式來計算我公司(東芝機械)的250800吨的壓鑄機最高填充出力(定格值),結果如下表示. (表8)機器的充填特性.鎖模力標準機多功能壓鑄机2450KN (250TON)265KW529KW3430KN (350TON)313KW 625KW4900KN (500TON)365KW729KW6370KN (650TON)421KW841KW7840KN (800TON)450KW 900KW上表的值為各機種最大值,若制品需要更大的動力則充填不可能,另一方面,對象制品必要的充填出力W,為求得P,用意(4)式來計算如下所示: W=PQ=PQ2(2C2AG2)(7) 根據擁有高充填出力(馬力).可進行多樣調整的多功能壓鑄機進行鑄造測試結果,我們可明白以下幾點: 1),對於肉厚0.60.9mm的薄肉制造場合,凝固時間和推薦充填時間適