锌合金压铸浇注系统最新
设计
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锌 合 金 压 铸 浇 注 系 统 最 新 设
计 Ξ华南理工大学 吴春苗
摘 要 介绍了锌合金压铸浇注系统设计的最新
方法
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。目前已在世界上广泛采用的锥形流道有助于生产高品质的锌合
金压铸件 。
关键词 : 锌合金压铸 浇注系统 锥形流道 射流角度
The Ne wly Developed Method of Gating System Design
f or Zinc Alloy in Die Ca sting
Wu Chunmiao
( South China University of Technology)
ABSTRACT The newly developed method of gating system design for zinc alloy in die casting is introduced. Recent2
ly ,the widely applied taper runner in the world is favorable for manufacturing of zinc alloy with high quality in die cast2
ing.
Key Words : Die Ca sting f or Zinc Alloy , Gating System , Ta pered Runner , Flo w Angle
(,均匀弥涡流 。雾状充填可把气体打碎成极微小的气泡 锌合金压铸浇注系统目前流行采用锥形流道 见图 ) 1,锥形流道系统是应用水力学的一个基本原理 ,通过 散在压铸件中 ,通常不影响力学性能 。图 2 所示的填充 不断收缩的由喷嘴到内浇道的截面积 ,可以控制流体的 状态 ,箭头示意金属液进入型腔的方向 。 速度 ,减少流道内压力的损失 ,并获得高的内浇道速度 ,
缩短充填时间 。这种设计还可以有效地降低空气混入
浇注系统 ,以减少产生铸件气孔缺陷 。相比于传统的浇
注系统设计 ,锥形流道比较轻巧 ,节省金属 ,并在试模阶
段不需要太多的修改 ,使用证明的确有助于生产高品质
的压铸件 。
图 2 整体前流
(2 金属液进入型腔的射流方向 射流
)角度
2 . 1 射流方向
在锥形流道中 ,金属液通过内浇道进入型腔 ,都是 图 1 锥形流道
呈一定角度的 ,而不是直角射入 ,射流的角度由两个分
() 速度决定 见图 3: ?金属液沿横浇道方向前进的水平 1 选择整体前流的填充形式
分速度 ; ?由金属压力作用产生的垂直分速度 。 浇注系统设计的第一步是需要确定金属液以什么
2 . 2 作 用样的方式进入型腔并填充型腔 ,对锌合金压铸最理想的
(选择射流角度可以控制金属液进入型腔的方向 水 方式是整体前流 、雾状充填 ,即让金属液有一个稳定的
) 纹走向。设计模具时 ,决定内浇道的截面积 ,选择合适 () 流动前沿 整体前流,快速 、均匀地填充整个型腔 ,将型
的角度 ,试模时 ,发现问题 ,可以从这两方面进行调整 、 腔内的气体通过排气道排出模外 ,并避免金属回流产生
Ξ ()吴春苗 ,华南理工大学机电工程系 ,广州市天河区五山 510641
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特种铸造及有色合金 2002 年压铸专刊
修正 。
图 5 弯位上射流角度
3 . 1 直浇道图 3 射流方向
锌合金充型速度一般是 40 m/ s 左右 ,在高压高速 () 1直浇道的截面的收缩率在 5 %,10 % ; 的作用下 ,金属液开始进入型腔是以喷射流充型 ,在填 () 2从直浇道到横浇道弯位 ,顺着金属液流动方向 充过程受到碰撞 、摩擦 、阻力等不断损耗时 ,喷射流变成 ( ) 把截面积缩减 10 %,30 % 见图 6。当转弯半径 R < 压力流 ,因此 ,喷射流充填的部位比由压力流充填的部
10 mm ,缩减 30 % ; 当 R > 15 mm 时 ,缩减 10 % ,转弯半 位的表面质量要好 ,而缺陷的产生 ,尤其是花纹易出现
径越大 ,阻力越少 ,压力损耗越小 。 于压力流充填的部位 。
2 . 3 射流角度确定
为了使进入型腔的金属液按设想的方向迅速充填
各部位 ,不留下死角 ,需确定射流角度 。根据铸件的几
何形状 ,以及所需要的射流方向来定 ,一般在 25?,50?。
横浇道面积 A in方法 一 : 射 流 角 度 由 的 比 率 而 定内浇道面积 A g
图 6 流道弯位() 见图 4 中曲线。
()A ———内浇道始端横浇道的截面积 见图 3 in 3 . 2 横浇道
() 采用梯形截面形状 图 7,横浇道与内浇道之间的 A ———内浇道面积 g
连接部分往往作成 10?,45?的角度 ,有利于增强散热 ,
特别是模具两半都有型腔时 ,梯形截面形状可以增进流
动效率 ,减少因摩擦造成的压力损失 。 图 4 射流角度和横浇道截面积与内浇道面积之比的关系图 7 横浇道切面形状
当直浇道到横浇道需要分成两支流道时 ,分支处弯 A in 例如 = 1 . 0 时 ,射流角度为 45?。位设计成椭圆曲线 ,减少金属流经三角区的距离 ,同时 A g 减少侵蚀和困住空气 。 方法二 :通过流道的位置设计来获得所需的射流方
3 . 3 内浇道及缓冲器 向 。如在流道某些部位做成弯位 ,以改变金属的射流方
当内浇道被填充时 ,金属液高速冲击流道末端 ,使 向 ,如图 5 的浇道设计 。从图 2 中箭头所示 ,可以看到 ,
这处内浇道表面冲刷受损 ,见图 8 。 在浇道不同的位置上 ,金属液进入型腔的射流方向是不
设置缓冲器可以解决这一问题 。 同的 。
缓冲器流道截面 :2 mm ×2 mm 3 从直浇道到内浇道的设计 ( ) 缓冲器厚 2 mm ,表面积 A ?横浇道入口面积 A 。 in
整个浇注系统采用变截面形式 ,即从直浇道向内浇
道逐渐收缩 ,以保证金属液连续保持充满浇注系统 ,最 ()下转第 79 页 大限度减少涡流卷气 。
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抽真空截止点的位置对压铸件气孔的影响
3 . 2 工艺
参数
转速和进给参数表a氧化沟运行参数高温蒸汽处理医疗废物pid参数自整定算法口腔医院集中消毒供应
( 见表 1)
表 1 工艺参数
慢压射 快压射 增压 压射 合金浇铸 每模合金质量 真空罐 速度 速度 () 压 力 比 压 温度 1 模 2 件 真空度 - 1- 1 MPa MPa kg MPa ? m〃s m〃s 0 . 27 2 . 1 24 89 640 1 . 6 ?- 0 . 06
注 :每模合金质量含浇道 、溢流槽合金的质量 。
3 . 3 工艺试验
设定快压射点为零位 ,即熔融合金接近内浇道时 ,
将抽真空截止点到快压射点的距离分 15 个点 ,每点测 图 3 随真空截止点改变的铸件相对质量比变化曲线 量 4 件 ,取平均质量 。样品数量共 60 个 。 了 1 %以上 。抽真空截止点在 115 mm ,125 mm ,135 mm
图 2 是各个抽真空截止点的铸件质量的曲线图 。 时 ,铸件的质量变化不大 ,说明由于抽真空截止过早 ,抽
真空不起大的作用 ,这是因为在停止抽真空以后 ,空气
从模具的分型面等处窜入模具的型腔内 ,使得合金压入
型腔时 ,型腔内的负压并不高 。而抽真空点在 10 mm ,
15 mm 时 ,曲线趋缓 ,说明抽真空的效果比较接近 。为
了避免合金熔液在真空吸力的作用下 ,合金液低速通过
内浇道时堵塞内浇道 ,真空截止点设定在冲头快压射点
() 熔融合金接近内浇道前 15,20 mm 处较好 。这相当
于减少了一个直径 14 . 5 mm 的圆球型的气孔 ,从铸件的
剖面来看也很少见有气孔存在 。
图 2 随抽真空截止点改变的铸件质量变化曲线
图 3 是各个抽真空截止点的铸件相对质量比的曲
线图 。相对质量比是以抽真空截止点在 15 mm 处时的 4 结 语 质量为零点 ,与在其他各点时的铸件质量之比 。 () 1真空压铸能有效减少压铸件的气孔 ,提高铸件
从两图中可以看出 ,铸件的质量随着抽真空截止点 的密度 1 %以上 。 的延长 ,铸件密度随之提高 ,铸件质量由 385 . 8 g 逐步 () 2抽真空截止点设定在冲头快压射点前 15,20 提高到 390 . 2 g , 铸件的相对质量比由 98 . 89 %提高到 mm 处较好 。 100 % ,相对质量比提高了1 . 11 % , 即 铸 件 的 密 度 提 高 ()原载 2000 年第 2 期
()上接第 72 页
() 花野压铸涂料 上海有限公司
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图 8 缓冲器 () 宇部兴产机械 上海有限公司 3 . 4 排气通道地址 :上海市浦东新区外高桥保税区泰谷路
排气通道设在金属液最后填充的部位 。 159 号
邮编 :200131 ()1 排气通道截面积应是内浇道截面积的 10 %,
电话 :021 - 58681633 20 % ;
传真 :021 - 58681634 () 2排气通道的厚度为 0 . 05 mm ;
( ()排气通道的总长 = 内 浇 道 截 面 积 的 10 %, 3
) 20 %/ 0 . 05 ,排气通道的总长要足够 ,才有利于排气 。
(原载 1999 年第 4 期)
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