• 双色注塑的概念及优缺点

    一、双色注塑简介 1.1 双色注塑的概念 双色注塑(2K molding 或 two shot molding)是指在一次注塑成型的加工过程中把两种塑料(或两种不同颜色的塑料)成型成一体的工艺。 在本文中,第一种注射材料称为基材材料,第二种注射材料称为覆盖材料。 双色注塑模具最常见的形式是两个相同动模要对应两个不同的定模型腔。 在第一次基材材料注射后先开,然后动模利用注射机可旋转结构旋转180°,再合模并采用与第一次注射不同色的原料或不同原料(覆盖材料)进行第二次注射。 第二次开模后,已完成两次注射的凸模进行脱模动作。 第一次基材材料注射和第二次覆盖材料注射是同时进行的,要求注射机上有两个注射喷嘴 ,分别注射不同颜色或不同的基材和覆盖材料。 1.2 双色注塑与嵌件注塑的区别 双色注塑与嵌件注塑(或包胶注塑)的区别在于: 1)嵌件注塑使用普通的注塑机器,产品从一套模具中出模取出后,再放入另外一套模具中进行第二次注塑成型。 所以,嵌件注塑通常由2套模具完成,而不需要专门的双色注塑机。 双色注塑是在双色专用注塑机一次性同时注塑成型两种塑料。 两种塑料在同一台注塑机上注塑,分两次成型,但是产品只出模一次的模具。所以双色注塑通常由一套模具完成,并且需要专门的双色注塑机。 2)双色注塑的整个过程中塑料都是处于熔融状态,没有冷却收缩,这意味基材材料与覆盖材料之间有机会形成牢固的化学链接,强度高,同时减小毛边发生的风险。 3)相对于嵌件注塑,双色注塑不需要嵌件的放入过程,成型周期更短,更有效率,同时质量也更高。 二、双色注塑的优缺点 2.1 双色注塑的优点 1)增加产品设计灵活性 双色注塑可以把多种功能集成一个塑料件上,例如柔感表面、人体工学设计、双色外观、品牌标识、特性改进、减噪、减震、防水和防撞等,可以节省设计空间和减少零部件数量等。 2)减少工程数以降低成本 一次注塑成型过程可以完成多功能的塑胶件,减少二次加工。 3)不同塑料通过化学链接集成于一体,质量更高,强度更好。 2.2 双色注塑的缺点或限制性 1)需考虑两种塑料间的兼容性 因不同塑料,其化学性质不同,其兼容性将直接影响结合面之结合强度和结合效果,并非所有的塑料之间都具有很好的兼容性。 2)塑料之收缩率差异要小 差异过大将影响结合面结合强度,并可能造成产品的翘曲。 3)成品形状不宜太复杂

    2025-07-01

  • 塑料制品生产工艺之吹塑成型

    吹塑工艺简介 吹塑工艺原理:吹塑工艺包含型坯成型、吹胀成型和制品冷却三个基本步骤,先将塑料加工成型坯(注塑或挤出),然后将高温型坯置于吹塑模中,向型坯中注入压缩空气将其吹胀至紧贴型腔壁,保持吹胀压力至塑件冷却定型,开模件即得中空塑件的工艺。 吹塑工艺的分类与特点: 吹塑工艺的分类与特点: 根据型坯制备及吹胀方法不同,吹塑工艺工艺有挤-吹、注-吹、挤-拉-吹、注-拉-吹等多种。 1.挤塑吹塑工艺—挤吹 2.挤塑拉伸吹塑工艺—挤拉吹 塑料经挤出机及型坯机头制成管状型坯,热管坯被预吹模截取 并进行预吹胀,预吹胀的高温型坯移至吹塑模具中进行拉伸吹胀成型 3.注塑吹塑工艺—注吹 塑料经注射机及型坯注射模制成试管状型坯(型坯附着在芯模上)高温型坯移至吹塑模具中进行吹胀成型。 4.两步法注塑拉伸吹塑工艺—注拉吹 塑料经注射机及型坯注射模制成试管状型坯,型坯冷却定型后脱模。吹塑前将型坯再加热至热变形温度以上,预热的高温型坯移至吹塑模具中进行拉伸吹胀成型 5.一步法注塑拉伸吹塑工艺—注拉吹 此法系采用多工位注拉吹成型机一次成型吹塑制品。塑料在a工位注入型坯模,型坯冷却定型后随型芯移至b工位加热调温,高温型坯移至c工位的吹塑模具中进行拉伸吹胀成型,冷却的成品随型芯移至d工位脱模. 吹塑模特点 型坯成型模具(挤出模、注射模)已如前述,这里主要讨论狭义的 吹塑工艺模具——吹胀成型模具,简称吹塑模。 如前所述,中空制品是向高温型坯中注入压缩空气,利用型坯内的 气压将其压贴在模具型腔表面而成型的,只有外部结构尺寸由模具限定, 内部结构尺寸取决于外形和壁厚。 所以,吹塑模多由两半或多瓣模(需侧分型时)扣合而成,只有成 型制品外部形状的型腔(无论凹凸),没有型芯;两半模间设有进气杆或 进气针。这是吹塑模共有的标志性特征。 另外,与注射模、压模、传递模等其他两半式型腔模类似,吹塑模还 有合模导向定位机构、冷却系统和排气系统。 吹塑模的具体结构组成因塑件结构、型坯类型吹胀方法不同而异。如 挤出吹塑模有夹坯口和余料槽;拉伸吹塑模的进气杆是可控伸缩的等等。吹塑工艺模具设计要点 如前所述,吹塑模类型较多,结构组成及设计要求各异。这里我们仅结合挤吹模(挤塑吹塑模具)就其设计要点作一简介。 挤吹模具的主要涉及要求: ①吹胀比大小适当,制品各部位分布尽量均匀; ②可有效夹断型坯,夹断处接合缝强度足够; ③排气可靠,保证型坯迅速吹胀,帖服模壁; ④冷却快速、均匀。 模具型腔设计: A 分型面:通常为经过制品断面轮廓最大处的平面。形状复杂的制品,分型面可为曲面或由多个平面组合。容器把手一般设在分型面上。 B 型腔表面:吹胀压力小,成型温度低,塑料不会进入微观不平(粗糙度)的波谷,比较粗糙的型面,不仅不会影响制品表面状态,还有利于排气。对高光泽、高透明等特殊要求制品型腔要抛光处理。 C 侧分型:吹塑制品为尽量使壁厚均匀,即使有侧凹也采用较大斜度逐渐过渡,加之脱模温度高,弹性好,可强制脱模,一般无需侧分型。斜度较小的深槽则要设置侧分型机构 夹坯口和余料槽 A 夹坯口: 夹坯口也称刃口。挤出吹塑模具在闭合的同时需将余料切除,因此在模具相应部位要设置夹坯口。 B余料槽 型坯被刃口切断的余料刚好落在分型面处,影响模具闭合,为此在相应部位开设余料槽容纳余 夹坯口和余料槽的结构尺寸是挤吹模设计的关键。夹坯口除切除余料外,还有夹持封闭型坯的作用。如果夹坯口宽度和角度不当,接合面贴合不紧,余料槽容量不足,可能出现夹持不紧、型坯切不断或型坯切断后结合缝强度不足等现象。 余料槽通常设在切口的上下两侧,其大小应依型坯夹持后余料的宽度和厚度来确定,以模具能严密闭合为准。夹坯口宽度一般选用1~2mm,角度取13°~15°。排气系统 吹塑模排气量大,成型压力又小,模具闭合后,型腔内原有空气的排除问题必须认真考虑。排气不良,型坯不能很好地帖服型腔,会造成制品结构形状不完整、不清晰、斑纹、麻坑等缺陷。 吹塑模排气方式以分型面设排气槽为主,因为不存在溢料问题,排气槽尺寸比注射模稍大。 当有转角、死角等,型坯最后贴紧处不在分型面上的部位,则考虑型腔壁面设置排气通道,以便导出空气。 (1)分型面排气槽结构尺寸(2)型腔壁面排气结构尺寸 常用吹塑模具材料 钢材:强度高,寿命长,但导热性差,主要用作承压嵌块、切口嵌块、导向零件、承载结构件等 铝合金:导热性好,质轻,广泛用作型腔材料 铜合金:铜铍合金导热性好,强度高,耐腐蚀,可用于有腐蚀性的PVC等塑料,水道不易结垢,但价格昂贵 锌基合金:可低温铸造大型、复杂型腔,导热好,成本低,但硬度低,需嵌入钢材或铜铍合金夹坯口嵌块。

    2025-07-01

  • 吹塑工艺知识解读

    吹塑工艺知识解读 现代吹塑技术源于上世纪三十年代,经过多年的发展,已发展成为继注塑和挤出之外的第三大塑料加工方法,吹塑技术与注塑相比较,设备造价低,可成型复杂的中空制品,广泛应用于包装,软料业及玩具、汽业制造等行业,这里先对较常用的吹塑技术做以概述。 1、注塑拉伸吹塑 注塑拉伸吹塑技术目前应用比注吹更为广泛,这种吹塑方法实际也是注射吹塑,只不过增加了轴向拉伸,便吹塑更加容易及能耗降低。注拉吹可以加工制品的体积比注吹要大一些,吹制的容器体积在0.2~20L,其工作过程如下: ① 先注塑型坯,原理同普通注塑。 ② 再将型坯转至加热调温工序,使型坯变软。 ③ 转至拉—吹工位,合模。型芯内推杆沿轴向拉伸型坯,同时吹气使型坯贴紧模壁并冷却。 ④ 转至脱模工位取件。 另外,挤出拉伸吹塑也很常用,甚至比注拉吹应用更广泛,与注拉吹不同的是,其成型型坯是用挤出的方法成型的,有余料及飞边,没有注拉吹精度高。 无论是注射吹塑或注拉吹,挤拉吹塑,其都分为一次成型及两次成型法工艺,一次成型法自动化程度高,型坯的夹持及转位系统要求精度高,设备造价高。一般大多厂家都使用两次成型法,即通过注塑或挤出先成型型坯,再将型坯放入另一台机械(注吹机或注拉吹机)吹出成品,生产效率较高。 2、挤出吹塑 挤出吹塑是吹塑成型中应用最多的一种吹塑料方法,其可以加工的范围很广,从小型制品到大型容器及汽车配件,航天化工制品等,加工过程如下: ①先将胶料熔融,混炼,熔体进入机头成为管况型坯。 ②型坯达到预定长度后,吹塑模具闭合,将型坯夹在两半模具之间。 ③吹气,将空气吹入型坯内,将型坯吹胀,便之贴紧模具型腔成型。 ④冷却制品。 ⑤开模,取走已冷硬的制品。 3、注射吹塑: 注塑吹塑是综合了注射成型与吹塑特性的成型方法,目前主要应用于吹制精度要求较高的饮料瓶及药瓶及一些小型的结构零件等。 ① 在注塑工位,先注塑出型胚,加工方法同普通注塑。 ② 注塑模开模后,芯棒连同型坯移动到吹塑工位。 ③ 芯棒把型坯置于吹塑模之间,合模。接着,压缩空气通过芯棒中间吹入型坯内,吹胀使之贴紧模壁,并使之冷却。 ④ 开模,芯棒转至脱模工位,将吹塑件取出之后,芯棒再转入注射工位循环。 注吹机的工作过程: 注塑吹塑有以下优缺点: 优点:制品强度相对较高,精度高。容器上不形成接合缝,不需修整,吹塑件透明度及表面光洁度较好,其主要运用于硬质塑料的容器与广口容器。 缺点:机器的设备造价很高,能耗大,一般只成型容积比较小的容器(500ml以下),不能成型形状复杂的容器,难以成型椭圆形制品。 吹塑产品设计 1.设计概论:吹塑制品广泛应用于各行业,尤其是饮料及药品包装业得到大量的应用,玩具业应用亦很广泛,如吹制婴儿奶瓶,中空浮水件,圣诞节灯罩,玩具游艇,儿童学行车配件及一些大型玩具,如滑梯轨道、基座等。 随着产品要求的不同,产品设计的重点亦不同,对玩具类产品吹塑制品更偏重对安全性及物理测试(拉、扭、掷及应力开裂的考量),而对容器类制品,则更注重及耐压、耐腐蚀及有良好的阻透性的要求。 一般地,吹塑制品的拐角,棱角处都要做成R过渡,如圆形容器,其边角的最小R为容器直径的1/10。制件的R过渡可使制品壁厚均匀。尖角处的吹胀比比较大容易造成壁厚不均匀,另,锐角处也容易产生压力开裂。 另外,随着制品要求不同,亦可增加一些抗压、拉、扭方面的结构设计,如要使制品增加纵向抗压力,可沿受力方向设计一些加强筋,如要改善制品的抗瘪陷性能,也可将表面设计成利于受力的弧状结构并辅以加强筋,瓶类制品肩部要斜一些,不能太平直。一般瓶底做成内凹形状增加强度及放置稳定性。例如,我们通常见到的盛装食用油的瓶子,表面常常有一些凹凸的形状,除可增加瓶体强度外,也有利于贴商标等。 2.吹塑材料简介: 吹塑技术之所以发展及应用如此广泛,与吹塑材料的发展是相辅相承的,吹塑材料已由最初的LDPE、PET、PP及PVC制品逐渐发展可以吹塑工程塑料、橡胶、以及一些复合材料。 ① 各种吹塑料方面对胶料的特殊要求: A. 对挤出吹塑,由于吹塑是在粘流态下进行的,所以为减少型坯垂伸,优化壁厚分布,通常用分子量较大的塑料。 B. 对注射吹塑,吹塑是在高弹态下进行,为减少注塑型坯能耗,使用一些易于流动的塑料(分子量较小的塑料)。 C. 对注射拉伸吹塑,一般使用非结晶塑料,因非结晶塑料分子间缠结力较小,更易于拉伸。虽然PET也结晶,但其仍是最主要的拉伸吹塑材料,其结晶速度相当慢。 总之,吹塑级塑胶绝大部分都具有中等至较高的分子量分布。 ② 吹塑材料简介: A. 聚烯烃类:如HDPE、LLDPE、LDPE、PP、EVA一般用于吹塑工业用制品,容器及玩具配件,化学药品的贮存容器等。 B. 热塑性聚脂:PETG、PETP主要用于吹制碳酸饮料包装瓶、酒瓶等已逐步取代PVC而被广泛应用,缺点是其成本较高,主要用于注拉吹塑。 C. 工程塑料:ABS、SAN、PS、PA、POM、PMMA、PPO等已被逐渐应用在汽车、医药、家电、化工等行业,尤其是PC及其共混塑胶,可吹制高档的容器及汽车用品(PC/ABS等)。 D. 热塑性弹性体的吹塑:通常有SBS、SEBS、TPU、TPE等吹塑做胶料。而热固性塑料及硫化橡胶及交联PE是不能进行吹塑加工的。 E. 挤出吹塑应用最广泛,可成型从小到体积强在原容器,几乎所有吹塑级的原料都可用挤吹工艺加工。 注射吹塑常用材料有PE、PET、PVC、PP、PC及POM,主要用于成型精度要求较高,体积较小的容器及结构件。 注射拉伸吹塑常用的材料是PETP、PVC、PP、PAN,尤以PETP最常用,而PC、PS、PA也可用于此工艺。 F. 几乎所有的吹塑级工程塑料都有 吸湿性,加工前需预先干燥,特别是PET、PC、PA,烘料对制品外观品质影响很大,要在密闭的干燥器中烘料。 吹塑模具及主要辅件设计要点: 模具通常只有型腔部分,没有凸模,模具表面一般不需做硬化处理。型腔所承受的吹胀压力较注塑要小很多,一般为0.2~1.0MPG。模具造价较低。 1.模具材料:通常使用铝合金制造,而对于有腐蚀性的胶料如:PVC和POM,也使用铍铜或铜基合金。 对于寿命要求较高的模具,如吹塑工程塑料ABS、PC、POM、PS、PMMA等需用不锈钢来制做模具。 2.模具设计要点: ① 分型面一般要放置在对称面上,减小吹胀比,如椭圆形制品,分模面在长轴上,距形制品,则通过中线。 ② 型腔表面应稍微有点粗糙,特别对PE料,幼砂表面有利于排气。 而对于工程塑料(ABS、PS、POM、PMMA、NYLON等)的吹塑,其模具型腔一般不能喷砂可在模腔分模面处做排气槽,或在型腔上做排气孔,一般型腔上的排气孔直径为φ0.1~φ0.3,长度为0.5~1.5mm。对大型制品,排气针则使用较广泛(即钻较大的孔,在孔内镶针,靠排气针与孔之间间隙排气) ③ 型腔尺寸: 型腔尺寸的设计要考虑塑料的收缩率。 ④切断刃口和尾料槽是挤出吹塑模具上的典型特征,一般地,对吹塑工程塑料及较硬质的塑料,切断刃口处要用耐磨性好的材料,如铍铜,不锈钢等来制造。 而对于LDPE、EVA等软质塑制制品,一般铝合金则可以了,切断刃口要选择合理的尺寸,过小会降低接缝处强度,过大则无法切断及分模面处夹口大,而在切断刃口下方开尾料槽,尾料槽处设计成夹角,切断时可将少量熔体挤入接合缝,从而提高接合缝处强度。 ⑤ 带螺纹的瓶类制品,切断瓶口的余料靠模颈圈与剪切块来实现,进气针同时也决定瓶口内径的尺寸。 ⑥ 注射吹塑模具的设计不同于挤出吹塑,主要区别是,注吹模不需切断刃及尾料槽,注吹件的型坯设计非常重要,其直接关系到成品品质。 ⑦ 注吹模具——型坯设计原则 a.长径长≤10/1 b.吹胀比3/1~4/1(制品尺寸与型坯尺寸的比值) c.壁厚2~5.0mm d.按制品的形状,在吹胀比大的地方,壁厚要厚,而在吹胀比小的地方,壁厚要薄一些。 e.对椭圆比大于2/1的椭圆形容器,芯棒需设计成椭圆形,对小于2/1有椭圆制品,圆形芯棒就可以成型椭圆容器。 ⑧ 注吹模具主要介绍其芯棒及模颈圈两个主要结构 芯棒也是型坯的凸模,它也带动注射型坯从一个工位转至另一个工位,芯棒用碳素工具钢加硬制成,其表面要沿脱方向抛光,要求更高的则要镀硬铬,芯棒中间有吹气孔及调温系统等结构。 颈圈的作用是固定芯棒包住并保护注塑成型的螺纹部分,以避免其变形,而模腔体则是制品形状及尺寸的成型结构,其材料选择前面已简述。 ⑨挤出型坯机头的类型 有三种形式:平直式、发散式及收敛式。一般常用发散式和收敛式。收敛式用于较小的制件,而发散式用于较大的制件,收敛式及发散式结构可以通过轴向调节芯棒来调节型坯壁厚。 型坯口模与芯棒尺寸的计算公式如下: a. 机头口模直径:Dd≈0.5Dn (Dn为瓶颈部或最小直径) b. 机头芯棒直径:Dm= (Db:瓶体直径,b:瓶径Db处的瓶子壁厚) c. 按质量计算芯棒尺寸:Dm= (W:质量,L:制品长度,P:塑料密度) 以上公式是基于LDPE料及吹瓶,其它挤吹件的型坯口模及芯棒设计也可参考,一般地,工程塑料(ABS/PS/POM/PMMA/PA等),所用机头的模口间隙要比通用塑料大一些。 通常机头流道要设计成流线型,表面抛光或镀铬。一般把芯棒做成分体式,便于快速更换,以改变模口直径。 常用吹塑胶制膨胀率数据: ⑨ 吹气杆设计: 吹气杆的结构根据模具结构及制品要求而定,一般进气杆孔径的选取范围是: L<1 :孔径φ1.5 ; 4>L>1 :孔径φ6.5 ;200>L>4 :孔径φ12.5 (L:为容积,单位为升). Proe培训之吹塑吹气气压: 吹塑工艺控制要点及缺陷排除: ① 对于挤出吹塑,要留意控制型坯的垂伸现象及皱缺陷。如垂伸太长,则壁厚会减小且切除的余料也增多,如垂伸不够,型坯太短,则无法吹胀。 而皱折现象则是型坯下降到一定长度时,由于型坯上部容体不能承受型坯自重而产生圆周应力而发生,一般地,熔体强度较高,型坯直径膨胀小,挤出速率高及模口间隙大一些均有助于改善皱折。 ② 另一问题是型坯下降时,壁厚不均,通常在机头口模上装有六方螺母,可以用来调节芯棒与口模的间隙。 ③ 要获得良好的制件表质量,一定要注意排气,如PE料在模表面喷砂,喷砂粒度小于180#,而硬质塑料的吹塑模做排气孔,排气针及排气槽等,另外,提高吹胀压力对改善制品外观亦有帮助。

    2025-07-01

  • 什么是连续铸造、连铸炉及设备?

    连续铸造是一种将熔融材料倒入并形成适合制造各种形状的连续钢坯的过程。该过程首先将熔融材料放入 石墨 或任何材料放入模具中。然后当材料流过冷却系统时,它开始硬化。 这样,材料便可从模具中流出,从而实现恒定的生产率。此过程可确保质量并减少浪费,是大型石墨部件生产的理想选择。 什么是连铸炉及设备? · 熔炼炉 将其应用于加热石墨材料直至其变成液体并准备铸造的过程。感应炉之所以受欢迎,是因为它们能高效利用能源。 它们的价格也在 $10,000 到 $50,000 之间,具体取决于系统的容量。您可以考虑多种类型的熔炉,例如 高炉, 石墨炉, ETC。 · 中间包 这可确保熔融石墨均匀分布到模具中。您可以依靠它来保持流动,减少中断。中间包范围从 $1000 到 $10000。 · 水冷模具 在这里,您可以对熔融的石墨进行加工,使其形成所需的形状,然后使其变硬。模具的大小和复杂程度以及所用材料各不相同,其成本在 $5,000 到 $30,000 之间。 · 冷却系统 它用于控制凝固速度,通常使用水射流。它质量很高,范围在 $2,000 到 $15,000 之间。 · 提款系统 这会将凝固的石墨从模具中取出,并以连续的方式进行。根据产能,机器的成本在 $20 000 到 $100 000 之间。 · 切割机 它用于将连续线材切割成所需长度,成本在 $5,000 到 $25,000 之间。 · 振荡器 该装置沿 X 轴和 Y 轴摇动模具,以使金属不会粘附在模具壁上,并能均匀凝固。 连铸炉及设备 什么是连铸结晶器? 连续铸造模具是将熔融的石墨倒入其中,然后形成所需结构的地方。然后,将熔融材料倒入这个水冷模具中,模具壁会迅速凝固,而内部仍保持熔融状态。 材料流经该过程并形成具有均匀壁厚的固体外壳。 模具将决定最终产品的质量,从而帮助您制造出准确而相同的零件。对于石墨铸造,使用的模具是定制的,由非常坚固的材料制成,根据尺寸和设计,尺寸范围从 $5000 到 $30000。 连铸结晶器 连铸工艺步骤 步骤 1:熔炼和精炼 首先,在感应炉中加热石墨,直到达到适合铸造的温度。这部分涉及对熔融材料的进一步处理,以消除氧化物或其他污染物等不需要的成分。 此步骤对于保证最终石墨部件的质量非常重要。 可以加入助熔剂来帮助去除杂质。控制温度很重要,因为过热会影响石墨的质量,而过热会导致熔化不完全。如果工艺正确,石墨会更干净、更均匀,最终产品的效果也会更好。 第 2 步:从钢包到中间包 熔融石墨过滤后,倒入钢包中,钢包将材料分配到中间包中。钢包充当容器,控制熔融石墨流入模具进行连续铸造。中间包可最大限度地减少不希望出现的湍流,从而导致缺陷。 此外,通过中间包,您可以调节流速并捕获任何残留污染物。良好的钢包到中间包传输控制有助于实现连续、高效的铸造工艺,从而满足设定的标准。 连铸工艺步骤 步骤 3:模具区 在模具区,熔融石墨已开始结晶。然后将熔融材料倒入水冷模具中,由于热量传递到水中,外层很快凝固。在模具内,液态石墨仍能流动,而外表面已经硬化。 调整铸造速度和冷却速度以控制凝固时形成的壳体的厚度。模具也必须经过适当设计,以帮助您实现均匀的产品横截面和形状。正确管理此阶段可减少表面缺陷并形成均匀的石墨线以备进一步冷却。 步骤4:二次冷却区 出模后,在二次冷却区进一步冷却。在冷却过程中,使用水喷雾或空气雾来冻结石墨线芯。此步骤是为了确保材料完全冷却,并且内部没有裂纹或空隙等缺陷。 应密切注意冷却过程,因为冷却不充分会导致材料凝固不均匀,从而产生低质量。 第五步:撤回并拉直 当给定的石墨线材完全凝固后,通过拉出系统将石墨线材从模具中拉出。此过程以一定的速率拖动石墨,以确保铸造过程不中断。 取出后,石墨可能会有轻微的弯曲或翘曲,因此请使用矫直器确保石墨是直的。 正确的拉拔和矫直对于避免诸如翘曲或弯曲等缺陷至关重要,这些缺陷会降低石墨部件的质量。因此,仔细管理最后阶段可确保最终产品不会出现事故、瑕疵或故障。 步骤6:切割至长度 最后,使用切割机将连续石墨线切割成所需的长度和形状。根据您的需要,可以将其固定为一定尺寸的产品。此步骤是为了检查石墨部件是否已准备好进行下一个工艺流程或装运。在切割时实现高精度非常重要,因为任何不正确的长度都会导致零件浪费或报废。 连铸石墨材料及最终产品 1.等静压石墨 挤压石墨 您使用 等静压石墨 因其高机械性能和热稳定性及氧化稳定性而受到广泛好评。由于该材料具有均匀的成分,因此适合连续铸造。最终产品是石墨制成的电极、坩埚和模具,用于冶金和玻璃制造等高温工业过程。 2. 挤压石墨 挤压石墨 和 挤压石墨,您将获得耐用性和易于加工的优势。它被广泛应用于大型钢坯和棒材的连铸生产。最终产品是石墨棒和块,用于热交换器、电极和铸造模具等。 3.细粒石墨 细粒石墨 您选择具有高细节度和出色表面光洁度的石墨。它是理想的 铸件 小型且精细的工件。最终产品是用于电子、航空航天和高精度机械部件的石墨模具、喷嘴和密封件。 4. 碳石墨 碳石墨 碳石墨是制造耐磨部件的理想材料。它兼具石墨和碳的特性,是一种极好的润滑剂。这种材料的最终产品是用于汽车、工业和机械用途的衬套、轴承和密封件。 5. 电石墨 电石墨 当导电性至关重要时,使用电石墨。由于其高导电性和热稳定性,它被广泛应用于电气和技术行业。最终产品包括电机电刷、电触点以及电动机和发电机的导电部件。 6. 浸渍石墨 石墨是一种碳,浸渍树脂或金属以提供更高的强度和耐腐蚀性。您可以使用它在腐蚀环境中进行连续铸造。最终产品包括热交换器、泵组件和耐腐蚀垫圈,主要用于化学工业。 7.非晶态石墨 非晶态石墨的纯度较低,且价格相对低于结晶石墨。它适合通过连续铸造工艺生产低成本部件。最常见的是,它用于制造刹车片、离合器材料和铸造厂涂层等物品。 8.石墨复合材料 石墨复合材料是指与其他材料结合的材料,可改善最终产品的热性能和机械性能。您可以使用它们来生产高性能组件。最终产品包括航空航天零件、火箭喷嘴和其他需要强度和耐热性的高科技行业组件。 连铸优势 · 我提高效率 通过使用连续铸造,无需停止工艺即可制造大量石墨部件。该工艺是连续的,因此您不必为每一批新产品进行排斥模具的过程。 这极大地减少了生产过程中的时间损失,从而使您能够处理更高的生产产量。 · 收益更高 这提高了连铸中的材料效率,因为它不需要像传统方法那样创建多个批次。这种将熔融石墨直接凝固成连续形状的能力使得能够生产出近净形状或近成品形状。通常,这消除了对额外材料的需求并减少了机械加工操作,从而有助于降低材料成本。 · 更好的质量控制 连续铸造可让您以高精度控制冷却速率、铸造速度和材料流动等方面。这样可生产出均匀的石墨部件,表面或内部缺陷尽可能少。 通过一致的条件,您可以对产品的强度和尺寸充满信心。 · 降低成本 连续铸造管理可通过提高材料效率和减少能源使用来最大程度地降低您的运营成本。通过减少缺陷,您可以降低返工和报废材料的成本。此外,连续铸造机消耗的能源比批量铸造少,从而帮助您减少电力和燃料支出。 · 自动化优势 连续铸造自动化可提高准确性和效率。先进的系统可让您自行控制温度、速度和冷却等关键因素。这有助于最大限度地减少人为干预,这意味着节省了支付劳动力成本。 连铸的局限性 连铸的局限性 · 运营挑战 连铸过程中,流量和温度调节等操作问题很难克服。铸造速度或冷却速度的变化可能会导致裂纹或表面不平整等问题。 机器故障或材料供应中断可能会导致生产延迟,从而降低生产率。 · 特定材料问题 连铸也有材料限制,尤其是在使用石墨时。石墨还具有其他特性,例如热导率和相变,这些特性与金属不同,这意味着必须调整设备和工艺。为了防止由于不均匀凝固而导致的内部缺陷或表面质量差等问题,必须控制冷却速度。 此外,某些等级的石墨更容易受到氧化,需要通过惰性气体封装或涂层进行保护。 · 保养与磨损 连铸设备会遭受大量磨损,尤其是在高温环境下。模具、冷却系统和拉拔机构与模具和产品不断接触。它们经常承受导致磨损的压力,从而影响最终产品的质量。 为了充分发挥其作用,您需要经常进行维护,这可能会既昂贵又不方便。当设备发生故障时,生产力会下降;磨损的零件可能会导致石墨部件表面光洁度差或结构问题等问题。 连铸中需要考虑的因素 连铸中需要考虑的因素 · 铸造速度 速度过快,则在制程中会出现表面缺陷及凝固不均等现象;速度过慢,生产效率下降,且熔融石墨冷却后内部会产生裂纹,如此一来模具填充均匀,制程产出率也相当不错。 · 冷却速度 调节冷却机制至关重要,以使外壳均匀形成,而核心逐渐硬化。如果冷却速度太快,可能会形成裂纹或内部缺陷;冷却速度太慢则可能导致凝固不足。 您可以在二次冷却区使用水喷雾和空气雾来实现这一点。冷却速度因石墨类型而异,以帮助您实现更好的产品质量和结构稳定性。 · 模具振动 模具的振动有助于防止石墨在凝固时粘附在模具壁上。要去除它,可以改变频率和振幅,在石墨和模具之间形成一层薄薄的油脂膜。 材料振动不足可能会导致石墨粘附在模具上并产生裂纹或疤痕等表面缺陷。 需要根据石墨的热特性来控制模具的振动,以减少缺陷并获得非常精细的表面光洁度。 中间包和结晶器液位控制 为了实现正确的铸造,中间包和模具必须保持恒定的液位。观察熔融石墨通过中间包的流动情况,以确保其以均匀、稳定的速度流入模具。 中间包或结晶器上任何液位的变化都会导致最终产品的厚度变化或表面缺陷。 连铸中的表面和内部缺陷 表面缺陷 常见的表面缺陷: 连铸过程中,可能会出现振痕、表面裂纹和结疤等常见缺陷。振痕以浅线表示,是由于模具振动不当而出现的,而表面裂纹则是由于冷却变化或模具粘连而出现的。 原因:冷却速度错误、铸造速度错误或模具问题,例如润滑不良或振动不良。模具温度不一致时可能出现的另一个常见问题是开裂或表面不平整。 内部缺陷 内部缺陷的类型:还存在获得劣质石墨的风险,其特征是多孔、偏析和空隙。多孔是材料转变为固态时被困住的小气孔。 偏析是指材料组分不能均匀凝固,形成薄弱点。 影响:内部缺陷是由于凝固不当和温度梯度造成的。它们包括应力、由于快速冷却或温度控制不当导致的不均匀凝固而产生的裂纹以及内部特征薄弱,从而影响石墨部件的机械性能。 预防技术 为防止缺陷的形成,需要适当的铸造速度、适当的合金冷却速度以及对模具施加适当的振动。为避免表面开裂或孔隙,应经常控制模具温度和冷却系统。自动铸造控制使您能够获得所需水平的铸造条件,最大限度地减少表面和内部缺陷。 什么是连铸 常见问题解答 1. 可以使用石墨模具进行连续铸造吗? 是的,石墨模具因其高导热性、高耐化学性和低热膨胀系数而被广泛用于连铸工艺。它们有助于冷却均匀,避免金属粘在模具壁上。 2.什么是连续铸造用石墨模具? 石墨模具是用于连续铸造的一种特殊模具,用于产生熔融金属的横截面形状。它通常由高品质石墨制成,并且构造得能够承受工艺过程中所需的高温和高压。 3. 连续铸造与砂型铸造 连续铸造是一种更高效、更现代化的工艺,可以生产出连续长度的金属。砂型铸造涉及将液态金属倒入砂模中,然后让其冷却并凝固。 4. 铸锭与连续铸造有何区别? 铸锭工艺包括将熔融的金属倒入模具中并让其在模具中凝固以产生称为锭的离散形状物体的过程。 连续铸造形成无间断的金属卷,可直接用于制造其他产品而无须额外锻造。 结论 连续铸造可帮助您提高石墨制造的效率、产品质量和原材料利用率。 这样,通过解决关键因素和可能出现的缺陷,您可以提供更好的工艺方法并开发满足工业要求的高质量石墨零件。

    2025-07-01

  • 砂型铸造:在砂型中生产铸件的铸造方法

    砂型铸造:在砂型中生产铸件的铸造方法 砂型铸造是指在砂型中生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得,铸型制造简便,对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应,长期以来,一直是铸造生产中的基本工艺。 砂型介绍 制造砂型的基本原材料是铸造砂和型砂黏结剂。最常用的铸造砂是硅质砂。硅砂的高温性能不能满足使用要求时则使用锆英砂、铬铁矿砂、刚玉砂等特种砂。为使制成的砂型和型芯具有一定的强度,在搬运、合型及浇注液态金属时不致变形或损坏,一般要在铸造中加入型砂黏结剂,将松散的砂粒粘结起来成为型砂。应用最广的型砂黏结剂是黏土,也可采用各种干性油或半干性油、水溶性硅酸盐或磷酸盐和各种合成树脂作型砂黏结剂。砂型铸造中所用的外砂型按型砂所用的黏结剂及其建立强度的方式不同分为黏土湿砂型、黏土干砂型和化学硬化砂型3种。 黏土湿砂 以黏土和适量的水为型砂的主要黏结剂,制成砂型后直接在湿态下合型和浇注。湿型铸造历史悠久,应用较广。湿型砂的强度取决于黏土和水按一定比例混合而成的黏土浆。型砂一经混好即具有一定的强度,经舂实制成砂型后,即可满足合型和浇注的要求。因此型砂中的黏土量和水分是十分重要的工艺因素。 以型砂和芯砂为造型材料制成铸型,液态金属在重力下充填铸型来生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得,铸型制造简便,对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应,长期以来,一直是铸造生产中的基本工艺。 砂型铸造所用铸型一般由外砂型和型芯组合而成。为了提高铸件的表面质量,常在砂型和型芯表面刷一层涂料。涂料的主要成分是耐火度高、高温化学稳定性好的粉状材料和黏结剂,另外还加有便于施涂的载体(水或其他溶剂)和各种附加物。 黏土湿砂型铸造的优点是:①黏土的资源丰富、价格便宜。②使用过的黏土湿砂经适当的砂处理后,绝大部分均可回收再用。③制造铸型的周期短、工效高。④混好的型砂可使用的时间长。⑤砂型舂实以后仍可容受少量变形而不致破坏,对拔模和下芯都非常有利。缺点是:①混砂时要将粘稠的黏土浆涂布在砂粒表面上,需要使用有搓揉作用的高功率混砂设备,否则不可能得到质量良好的型砂。②由于型砂混好后即具有相当高的强度,造型时型砂不易流动,难以舂实,手工造型时既费力又需一定的技巧,用机器造型时则设备复杂而庞大。③铸型的刚度不高,铸件的尺寸精度较差。④铸件易于产生冲砂、夹砂、气孔等缺陷。 黏土干砂型制造这种砂型用的型砂湿态水分略高于湿型用的型砂。 黏土砂芯用黏土砂制造的简单的型芯。 黏土干砂 制造这种砂型用的型砂湿态水分略高于湿型用的型砂。砂型制好以后,型腔表面要涂以耐火涂料,再置于烘炉中烘干,待其冷却后即可合型和浇注。烘干黏土砂型需很长时间,要耗用大量燃料,而且砂型在烘干过程中易产生变形,使铸件精度受到影响。黏土干砂型一般用于制造铸钢件和较大的铸铁件。自化学硬化砂得到广泛采用后,干砂型已趋于淘汰。 化学硬化砂型 这种砂型所用的型砂称为化学硬化砂。其黏结剂一般都是在硬化剂作用下能发生分子聚合进而成为立体结构的物质,常用的有各种合成树脂和水玻璃。化学硬化基本上有3种方式。 ① 自硬:黏结剂和硬化剂都在混砂时加入。制成砂型或型芯后,黏结剂在硬化剂的作用下发生反应而导致砂型或型芯自行硬化。自硬法主要用于造型,但也用于制造较大的型芯或生产批量不大的型芯。 ② 气雾硬化:混砂时加入黏结剂和其他辅加物,先不加硬化剂。造型或制芯后,吹入气态硬化剂或吹入在气态载体中雾化了的液态硬化剂,使其弥散于砂型或型芯中,导致砂型硬化。气雾硬化法主要用于制芯,有时也用于制造小型砂型。 ③ 加热硬化:混砂时加入黏结剂和常温下不起作用的潜硬化剂。制成砂型或型芯后,将其加热,这时潜硬化剂和黏结剂中的某些成分发生反应,生成能使黏结剂硬化的有效硬化剂,从而使砂型或型芯硬化。加热硬化法除用于制造小型薄壳砂型外,主要用于制芯。 砂型制造 制造砂型的材料称为造型材料,用于制造砂型的材料习惯上称为型砂,用于制造砂芯的造型材料称为芯砂。通常型砂是由原砂(山砂或河砂)、黏土和水按一定比例混合而成,其中黏土约为9%,水约为6%,其余为原砂。有时还加入少量如煤粉、植物油、木屑等附加物以提高型砂和芯砂的 性能。 型砂和芯砂的质量直接影响铸件的质量,型砂质量 不好会使铸件产生气孔、砂眼、粘砂、夹砂等缺陷。良好的型砂应具备下列性能: 1)透气性型 高温金属液浇入铸型后,型内充满大量气体,这些气体必须由铸型内顺利 排出去,型砂这种能让气体透过的性能称为透气性。否则将会使铸件产生气孔、浇不足等缺陷。铸型的透气性受砂的粒度、黏土含量、水分含量及砂型紧实度等因素 的影响。砂的粒度越细、黏土及水分含量越高、砂型紧实度越高,透气性则越差 2) 强度 型砂抵抗外力破坏的能力称为强度。型砂必须具备足够高的强度才能在造型、搬运、合箱过程中不引起塌陷,浇注时也不会破坏铸型表面。型砂的强度也不宜过高,否则会因透气性、退让性的下降,使铸件产生缺陷。 3) 耐火性 高温的金属液体浇进后对铸型产生强烈的热作用,因此型砂要具有抵抗高温热作用的能力即耐火性。如造型材料的耐火性差,铸件易产生粘砂。型砂中SiO2含量越多,型砂颗粒越大,耐火性越好。 4) 可塑性 指型砂在外力作用下变形,去除外力后能完整地保持已有形状的能力。造型材料的可塑性好,造型操作方便,制成的砂型形状准确、轮廓清晰。 5) 退让性 铸件在冷凝时,体积发生收缩,型砂应具有一定的被压缩的能力,称为退让性。型砂的退让性不好,铸件易产生内应力或开裂。型砂越紧实,退让性越差。在型砂中加入木屑等物可以提高退让性。 相关特点 化学硬化砂型铸造工艺的特点是: ①化学硬化砂型的强度比黏土砂型高得多,而且制成砂型后在硬化到具有相当高的强度后脱膜,不需要修型。因而,铸型能较准确地反映模样的尺寸和轮廓形状,在以后的工艺过程中也不易变形。制得的铸件尺寸精度较高。 ②由于所用黏结剂和硬化剂的粘度都不高,很易与砂粒混匀,混砂设备结构轻巧、功率小而生产率高,砂处理工作部分可简化。 ③混好的型砂在硬化之前有很好的流动性,造型时型砂很易舂实,因而不需要庞大而复杂的造型机。 ④用化学硬化砂造型时,可根据生产要求选用模样材料,如木、塑料和金属。 ⑤化学硬化砂中黏结剂的含量比黏土砂低得多,其中又不存在粉末状辅料,如采用粒度相同的原砂,砂粒之间的间隙要比黏土砂大得多。为避免铸造时金属渗入砂粒之间,砂型或型芯表面应涂以质量优良的涂料。 ⑥用水玻璃作黏结剂的化学硬化砂成本低、使用中工作环境无气味。但这种铸型浇注金属以后型砂不易溃散;用过的旧砂不能直接回收使用,须经再生处理,而水玻璃砂的再生又比较困难。 ⑦用树脂作黏结剂的化学硬化砂成本较高,但浇注以后铸件易于和型砂分离,铸件清理的工作量减少,而且用过的大部分砂子可再生回收使用。 砂芯类型 为了保证铸件的质量,砂型铸造中所用的型芯一般为干态型芯。根据型芯所用的黏结剂不同,型芯分为黏土砂芯、油砂芯和树脂砂芯几种。 黏土砂芯 用黏土砂制造的简单的型芯。 油砂芯 用干性油或半干性油作黏结剂的芯砂所制作的型芯,应用较广。油类的粘度低,混好的芯砂流动性好,制芯时很易紧实。但刚制成的型芯强度很低,一般都要用仿形的托芯板承接,然后在200~300℃的烘炉内烘数小时,借空气将油氧化而使其硬化。这种造芯方法的缺点是:型芯在脱模、搬运及烘烤过程中容易变形,导致铸件尺寸精度降低;烘烤时间长,耗能多。 树脂砂芯 用树脂砂制造的各种型芯。型芯在芯盒内硬化后再将其取出,能保证型芯的形状和尺寸的公差。根据硬化方法不同,树脂砂芯的制造一般分为热芯盒制芯、壳芯和冷芯盒制芯三种方法。①热芯盒法制芯:50年代末期出现。通常以呋喃树脂为芯砂黏结剂,其中还加入潜硬化剂(如氯化铵)。制芯时,使芯盒保持在200~300℃,芯砂射入芯盒中后,氯化铵在较高的温度下与树脂中的游离甲醛反应生成酸,从而使型芯很快硬化。建立脱模强度约需10~100秒钟。用热芯盒法制芯,型芯的尺寸精度比较高,但工艺装置复杂而昂贵,能耗多,排出有刺激性的气体,工人的劳动条件也很差。②壳芯采用覆模砂热法制芯,砂芯强度高,质量好;③冷芯盒法制芯:60年代末出现。用尿烷树脂作为芯砂黏结剂。用此法制芯时,芯盒不加热,向其中吹入胺蒸汽几秒钟就可使型芯硬化。这种方法在能源、环境、生产效率等方面均优于热芯盒法。70年代中期又出现吹二氧化硫硬化的呋喃树脂冷芯盒法。其硬化机理完全不同于尿烷冷芯盒法,但工艺方面的特点,如硬化快、型芯强度高等,则与尿烷冷芯盒法大致相同。 水玻璃砂芯 用水玻璃做黏结剂 做的砂芯可分成以下几种:水玻璃CO2法、酯硬化水玻璃自硬法、水玻璃甲酸甲酯冷芯盒法。 铸造优势 砂型铸造的破碎机耐磨件在国内还是非常普遍的,像颚板、高铬板锤、破碎壁、轧臼壁等等,因为在破碎机设备中,作为一种比较大的耐磨铸件,相对来说精确度不是很高,特别如颚板,出来的成品几乎不用车床打磨,破碎壁、轧臼壁、辊皮之类的也只是铸件的部分地方需要车床打磨,所以特别适合用砂型铸造,因为砂型铸造的颚板、高铬板锤、破碎壁、轧臼壁、辊皮等等这些破碎设备的耐磨件比其他如消失模铸造工艺的产品耐用20%以上。但是消失模铸造具有尺寸精度高,加工余量小,干砂落砂方便,清理打磨工作量减少50%以上,节约劳动成本,因此消失模铸造的价格相对较低。 砂型铸造是铸造工艺中的一种,砂型铸造所用铸型一般由外砂型和型芯组合而成。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得,铸型制造简便,对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应,长期以来,一直是铸造生产中的基本工艺。目前,国际上,在全部铸件生产中,60~70%的铸件是用砂型生产的,而且其中70%左右是用黏土砂型生产的。 主要原因在于:砂型铸造较之其它铸造方法成本低、生产工艺简单、生产周期短。所以像汽车的发动机气缸体、气缸盖、曲轴等铸件都是用黏土湿型砂工艺生产的。当湿型不能满足要求时再考虑使用黏土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。黏土湿型砂铸造的铸件重量可从几公斤直到几十公斤,而黏土干型生产的铸件可重达几十吨。因砂型铸造具有以上的优势,所以,其在铸造产业中应用越来越广泛。未来,其将会在铸造业中扮演着越来越重要的角色。 铸造趋势 铸造行业的80%以上的产品都是砂型铸造完成的,因此我们通常所讲的铸造一般就是指砂铸,即砂型铸造. “八五”期间铸造受到了原机电部高度重视,投入了建国以来最大的一次专项技改贷款和攻关费用,扶持了铸造机械行业产品的开发和发展。“大型抛丸清理机的制造”,“垂直分型无箱射压造型机”,“水玻璃砂旧砂再生设备的研制”,“金属型铸造设备”等等相继被开发应用。 “九五”期间,铸造行业承担并树立完成了“轿车铸件毛坯精化高效造型与清理成套技术与装备”的任务,“缸体高效连续抛丸清理线的开发与研制”也取得圆满成功,1999年完成了国家攻关高水平的气冲造型线项目的成功。 “十五”期间,铸造行业主要经济指标的年均增长都在30%以上,高于机床工具全行业平均增长水平,特别是利润增长更快,年均利润增长高达46%,同时也保持较高的市场销售水平。另外,树脂砂铸造成套设备,基本可以满足国内市场需求,改变了过去主要依赖进口的局面;已经能够生产出较高水平的铸造自动生产线,达到可部分替代进口的水平,部分的解决了轿车发动机缸体、缸盖等铸件毛坯也要进口的情况;高水平自动制芯机、自动铸件清理机、自动砂处理机、大型自动压铸机以及精密铸造设备等铸造机械,国内基本上都能生产制造。应当说“十五”期间铸造机械行业的产品水平有了很大提高,为中国铸造机械行业今后的进一步发展打下良好基础。 “十一五”期间,铸造业在巨大市场需求的刺激下,仍将继续保持较高速度增长。由于铸造机械产品的技术水平仍然与市场需求差距较大,使行业的发展存在巨大的发展潜力和扩展空间,为铸造机械行业的快速增长带来机遇。 “十二五”时期,整个铸造行业特别要在铸造新工艺和新材料上下工夫,铸造材料的价格居高不下,要求精密铸造行业必须而且快速开发出新的可替代的低价新材料;下游客户的的要求的不断提高,驱使我们必须提升工艺水准;人力资源成本的不断上升,我们必须在精密铸造装备上多下工夫,多开发,多投资!例如,中国铸造权威机构中国铸造协会及国际铸业咨询网一致推荐的新材料精铸专用刚玉及台湾的铸造手机器人等,都是精密铸造下一步发展的方向。 工艺流程 砂型铸造用的是最流行和最简单类型的铸件已延用几个世纪.砂型铸造是用来制造大型部件,如灰铸铁,球墨铸铁,不锈钢和其它类型钢材等工序的砂型铸造。其中主要步骤包括绘画,模具,制芯,造型,熔化及浇注,清洁等。 制图 传统方法是取得铸造图纸然后把图纸送往铸造厂。这一过程可以在报价中完成。如今,越来越多的客户及铸造厂商使用电脑辅助设计以代替。 模具: 在砂型铸造中模具是使用木头或者其他金属材料制成。在这个过程中,我们要求我们的工程师,使模具尺寸略大于成品,其中的差额称为收缩余量。其中目的是熔化金属向模具作用以确保熔融金属凝固和收缩,从而防止在铸造过程中的空洞。 制芯: 制芯只要通过把树脂砂粒置于模具中,以形成内部表面的铸件。因此芯与模具之间的空隙最终成为铸造。 成型 在熔炼成型过程中需要准备一付模具。成型通常涉及模具的支承构架,拉出模具使其在浇铸过程中分离,在先前放置的芯在模具中融化然后关闭模具口。 清洁 清洁的目的是去除砂粒, 打磨以及铸件中过剩的金属。焊接, 除砂能够改善铸件表面外观 被烧毁的砂土和规模都拆除,以改善表面外观的铸造。过量金属及其他冒口被清除。再近一步焊接打磨等步骤。最后检查其缺陷及综合质量。 整理 发运前,再加工。根据不同客户的要求我们可以为其再做热处理,表面处理,额外的检查等。 浇注位置的选择 (1)铸件的重要加工面应朝下或位于侧面。 (2)铸件宽大平面应朝下。 (3)面积较大的薄壁部分应置于铸型下部或垂直,倾斜位置。 (4 )容易产生缩孔的铸件,应将断面较厚大的部分置于上部或侧面。 (5)应尽量减小型芯的数量,且便于安放,固定和排气。 铸型分型面的选择 1)便于起模,使造型工艺简化。 (1)分型面的选择应尽量避免活块和型芯,以简化制模,造型,合型工序。 (2)为了便于起模,分型面应选择在铸件的最大截面出处。 (3)分型面应尽量平直,且数量较少。 (4)尽量使铸件只有一个分型面,以便采用造型工艺简便的两箱造型。 2)尽量将铸件重要的加工面或大部分加工面、加工基准面放在同一个砂箱中 3)尽量使型腔和主要型芯位于下箱

    2025-07-01

  • 熔模铸造

    熔模铸造 熔模铸造又称失蜡铸造,包括压蜡、修蜡、组树、沾浆、熔蜡、浇铸金属液及后处理等工序。失蜡铸造是用蜡制作所要铸成零件的蜡模,然后蜡模上涂以泥浆,这就是泥模。泥模晾干后,放入热水中将内部蜡模熔化。将熔化完蜡模的泥模取出再焙烧成陶模。一经焙烧。一般制泥模时就留下了浇注口,再从浇注口灌入金属熔液,冷却后,所需的零件就制成了。 历史背景 我国的失蜡法至迟起源于春秋时期。河南淅川下寺2号楚墓出土的春秋时代的铜禁是迄今所知的最早的失蜡法铸件。此铜禁四边及侧面均饰透雕云纹,四周有十二个立雕伏兽,体下共有十个立雕状的兽足。透雕纹饰繁复多变,外形华丽而庄重,反映出春秋中期我国的失蜡法已经比较成熟。战国、秦汉以后,失蜡法更为流行,尤其是隋唐至明、清期间,铸造青铜器采用的多是失蜡法。 制作铸件 用这种方法铸出的铜器既无范痕,又无垫片的痕迹,用它铸造镂空的器物更佳。中国传统的熔模铸造技术对世界的冶金发展有很大的影响。现代工业的熔模精密铸造,就是从传统的失蜡法发展而来的。虽然无论在所用蜡料、制模、造型材料、工艺方法等方面,它们都有很大的不同,但是它们的工艺原理是一致的。四十年代中期,美国工程师奥斯汀创立以他命名的现代熔模精密铸造技术时,曾从中国传统失蜡法得到启示。1955年奥斯汀实验室提出首创失蜡法的澄清,日本学者鹿取一男根据中国和日本历史上使用失蜡法的事实表示异议,最后取得了胜诉。 熔模铸造介绍 用蜡料做模样时,熔模铸造又称"失蜡铸造"。熔模铸造通常是指在易熔材料制成模样,在模样表面包覆若干层耐火材料制成型壳,再将模样熔化排出型壳,从而获得无分型面的铸型,经高温焙烧后即可填砂浇注的铸造方案。由于模样广泛采用蜡质材料来制造,故常将熔模铸造称为“失蜡铸造”。 可用熔模铸造法生产的合金种类有碳素钢、合金钢、耐热合金、不锈钢、精密合金、永磁合金、轴承合金、铜合金、铝合金、钛合金和球墨铸铁等。 熔模铸件的形状一般都比较复杂,铸件上可铸出孔的最小直径可达0.5mm,铸件的最小壁厚为0.3mm。在生产中可将一些原来由几个零件组合而成的部件,通过改变零件的结构,设计成为整体零件而直接由熔模铸造铸出,以节省加工工时和金属材料的消耗,使零件结构更为合理。 熔模铸件的重量大多为零到几十牛(从几克到十几千克,一般不超过25千克),太重的铸件用熔模铸造法生产较为麻烦。 熔模铸造工艺过程较复杂,且不易控制,使用和消耗的材料较贵,故它适用于生产形状复杂、精度要求高、或很难进行其它加工的小型零件,如涡轮发动机的叶片等。 优点 熔模铸件尺寸精度较高,一般可达CT4-6(砂型铸造为CT10~13,压铸为CT5~7),当然由于熔模铸造的工艺过程复杂,影响铸件尺寸精度的因素较多,例如模料的收缩、熔模的变形、型壳在加热和冷却过程中的线量变化、合金的收缩率以及在凝固过程中铸件的变形等,所以普通熔模铸件的尺寸精度虽然较高,但其一致性仍需提高(采用中、高温蜡料的铸件尺寸一致性要提高很多)。 压制熔模时,采用型腔表面光洁度高的压型,因此,熔模的表面光洁度也比较高。此外,型壳由耐高温的特殊粘结剂和耐火材料配制成的耐火涂料涂挂在熔模上而制成,与熔融金属直接接触的型腔内表面光洁度高。所以,熔模铸件的表面光洁度比一般铸造件的高,一般可达Ra.1.6~3.2μm。 熔模铸造最大的优点就是由于熔模铸件有着很高的尺寸精度和表面光洁度,所以可减少机械加工工作,只是在零件上要求较高的部位留少许加工余量即可,甚至某些铸件只留打磨、抛光余量,不必机械加工即可使用。由此可见,采用熔模铸造方法可大量节省机床设备和加工工时,大幅度节约金属原材料。 熔模铸造方法的另一优点是,它可以铸造各种合金的复杂的铸件,特别可以铸造高温合金铸件。如喷气式发动机的叶片,其流线型外廓与冷却用内腔,用机械加工工艺几乎无法形成。用熔模铸造工艺生产不仅可以做到批量生产,保证了铸件的一致性,而且避免了机械加工后残留刀纹的应力集中。 制造 熔模铸造生产的第一个工序就是制造熔模,熔模是用来形成耐火型壳中型腔的模型,所以要获得尺寸精度和表面光洁度高的铸件,首先熔模本身就应该具有高的尺寸精度和表面光洁度。此外熔模本身的性能还应尽可能使随后的制型壳等工序简单易行。为得到上述高质量要求的熔模,除了应有好的压型(压制熔模的模具)外,还必须选择合适的制模材料(简称模料)和合理的制模工艺。 模料 制模材料的性能不单应保证方便地制得尺寸精确和表面光洁度高,强度好,重量轻的熔模,它还应为型壳的制造和获得良好铸件创造条件。模料一般用蜡料、天然树脂和塑料(合成树脂)配制。凡主要用蜡料配制的模料称为蜡基模料,它们的熔点较低,为60~70℃;凡主要用天然树脂配制的模料称为树脂基模料,熔点稍高,约70~120℃。 配制回收 模料的配制 配制模料的目的是将组成模料的各种原材料混合成均匀的一体,并使模料的状态符合压制熔模的要求。 配制时主要用加热的方法使各种原材料熔化混合成一体,而后在冷却情况下,将模料剧烈搅拌,使模料成为糊膏状态供压制熔模用。有时也有将模料熔化为液体直接浇注熔模的情况。 模料的回收 使用树脂基模料时,由于对熔模的质量要求高,大多用新材料配制模料压制铸件的熔模。而脱模后回收的模料,在重熔过滤后用来制作浇冒口系统的熔模。 使用蜡基模料时,脱模后所得的模料可以回收,再用来制造新的熔模。可是在循环使用时,模料的性能会变坏,脆性增大,灰分增多,流动性下降,收缩率增加,颜色由白变褐,这些主要与模料中硬脂酸的变质有关。因此,为了尽可能地恢复旧模料的原有性能,就要从旧模料中除去皂盐,常用的方法有盐酸(硫酸)处理法,活性白土处理法和电解回收法。 制造组装 熔模的制造 生产中大多采用压力把糊状模料压入压型的方法制造熔模。压制熔模之前,需先在压型表面涂薄层分型剂,以便从压型中取出熔模。压制蜡基模料时,分型剂可为机油、松节油等;压制树脂基模料时,常用 麻油和酒精的混合液或硅油作分型剂。分型剂层越薄越好,使熔模能更好地复制压型的表面,提高熔模的表面光洁度。压制熔模的方法有三种,柱塞加压法、气压法和活塞加压法。 熔模的组装 熔模的组装是把形成铸件的熔模和形成浇冒口系统的熔模组合在一起,主要有两种方法: 1.焊接法 用薄片状的烙铁,将熔模的连接部位熔化,使熔模焊在一起。此法较普遍。 2.机械组装法 在大量生产小型熔模铸件时,国外已广泛采有机械组装法组合模组,采用此种模组可使模组组合和效率大大提高,工作条件也得到了改善。 型壳制造 熔模铸造的铸型可分为实体型和多层型壳两种 将模组浸涂耐火涂料后,撒上料状耐火材料,再经干燥、硬化,如此反复多次,使耐火涂挂层达到需要的厚度为止,这样便在模组上形成了多层型壳,通常将近其停放一段时间,使其充分硬化,然后熔失模组,便得到多层型壳。 多层壳有的需要装箱填砂;有的则不需要,经过焙烧后就可直接进行浇注。 在熔失熔模时,型壳会受到体积正在增大的熔融模料的压力;在焙烧和浇注时,型壳各部分会产生相互牵制而又不均的膨胀的收缩,因此,金属还可能与型壳材料发生高温化学反应。所以对型壳便有一定的性能要求,如小的膨胀率和收缩率;高的机械强度、抗热震性、耐火度和高温下的化学稳定性;型壳还应有一定的透气性,以便浇注时型壳内的气体能顺利外逸。这些都与制造型壳时所采用的耐火材料、粘结剂以及工艺有关。 材料 制造型壳用的材料可分为两种类型,一种是用来直接形成型壳的,如耐火材料、粘结剂等;另一类是为了获得优质的型壳,简化操作、改善工艺用的材料,如熔剂、硬化剂、表面活性剂等。 耐火材料 熔模铸造中所用的耐火材料主要为石英和刚玉,以及硅酸铝耐火材料,如耐火粘土、铝钒土、焦宝石等。有时也用锆英石、镁砂(MgO)等。 粘结剂 在熔模铸造中用得最普遍的粘结剂是硅酸胶体溶液(简称硅酸溶胶),如硅酸乙酯水解液、水玻璃和硅溶胶等。组成它们的物质主要为硅酸(H2SiO3)和溶剂,有时也有稳定剂,如硅溶胶中的NaOH。 硅酸乙酯水解液是硅酸乙酯经水解后所得的硅酸溶胶模铸造中用得最早、最普遍的粘结剂;水玻璃壳型易变形、开裂,用它浇注的铸件尺寸精度和表面光洁度都较差。但在我国,当生产精度要求较的碳素钢铸件和熔点较低的有色合金铸件时,水玻璃仍被广泛应用于生产;硅溶胶的稳定性好,可长期存放,制型壳时不需专门的硬化剂,但硅溶胶对熔模的润湿稍差,型壳硬化过程是一个干燥过程,需时较长。 制壳工艺 制壳过程中的主要工序和工艺为: (1)模组的除油和脱脂 在采用蜡基模料制熔模时,为了提高涂料润湿模组表面的能力,需将模组表面的油污去除掉。 (2)在模组上涂挂涂料和撒砂 涂挂涂料以前,应先把涂料搅拌均匀,尽可能减少涂料桶中耐火材料的沉淀,调整好涂料的粘度或比重,以使涂料能很好地充填和润湿熔模,挂涂料时,把模组浸泡在涂料中,左右上下晃动,使涂料能很好润湿熔模,均匀覆盖模组表面。涂料涂好后,即可进行撒砂。 (3)型壳干燥和硬化 每涂复好一层型壳以后,就要对它进行干燥和硬化,使涂料中的粘结剂由溶胶向冻胶、凝胶转变,把耐火材料连在一起。 (4)自型壳中熔失熔模 型壳完全硬化后,需从型壳中熔去模组,因模组常用蜡基模料制成,所以也把此工序称为脱蜡。根据加热方法的不同,有很多,脱蜡方法,用得较多的是热水法和同压蒸汽法。 (5)焙烧型壳 如需造型(填砂)浇注,在焙烧之前,先将脱模后的型壳埋箱内的砂粒之中,再装炉焙烧。如型壳高温强度大,不需造型浇注,则可把脱模后的型壳直接送入炉内焙烧。焙烧时逐步增加炉温,将型壳加热至800-1000℃,保温一段时间,即可进行浇注。 浇注 熔模铸造时常用的浇注方法有: (1)热型重力浇注方法有以下几种。 这是用得最广泛的一种浇注形式,即型壳从焙烧炉中取出后,在高温下进行由浇注。此时金属在型壳中冷却较慢,能在流动性较高的情况下充填铸型,故铸件能很好复制型腔的形状,提高了铸件的精度。但铸件在热型中的缓慢冷却会使晶粒粗大,这就降低了铸件的机械性能。在浇注碳钢铸件时,冷却较慢的铸件表面还易氧化和脱碳,从而降低了铸件的表面硬度、光洁度和尺寸精度。 (2)真空吸气浇注 将型壳放在真空浇注箱中,通过型壳中的微小孔隙吸走型腔中的气体,使液态金属能更好地充填型腔,复制型腔的形状,提高铸件精度,防止气孔、浇不足的缺陷。该法已在国外应用。 (3)压力下结晶 将型壳放在压力罐内进行浇注,结束后,立即封闭压力罐,向罐内通入高压空气或惰性气体,使铸件在压力下凝固,以增大铸件的致密度。在国外最大压力已达150atm。 (4)定向结晶(定向凝固) 一些熔模铸件如涡轮机叶片、磁钢等,如果它们的结晶组织是按一定方向排列的柱状晶,它们的工作性能便可提高很多,所以熔模铸造定向结晶技术正迅速地得到发展。 铸件清理 熔模铸件清理的内容主要为 (1)从铸件上清除型壳; (2)自浇冒系统上取下铸件; (3)去除铸件上所粘附的型壳耐火材料; (4)铸件热处理后的清理,如除氧化皮、尽边和切割浇口残余等。 熔模铸造工艺设计的任务为 (1)分析铸件结构的工艺性; (2)选择合理的工艺方案,确定有关的铸造工艺参数,在上述基础上绘制铸件图; (3)设计浇冒系统,确定模组结构。 这里要注意的是,在考虑上面三方面问题时,主要的依据仍旧是一般铸造过程的基本原则,尤其是在确定工艺方案、工艺参数时(如铸造圆角、加工余量、工艺筋等),除了具体数据由于熔模铸造的工艺特点稍有不同之外,设计原则与砂型铸造完全相同。 熔模铸造工艺设计的任务及其重要性 熔模铸造是一种少切削或无切削的铸造工艺,在以前也被称为失蜡法铸造,由于采用熔模铸造工艺生产出来的铸件在尺寸精度、表面质量方面均比其他铸造方法铸造出来的铸件要高,此外,熔模铸造法可完成一些复杂度高、不易加工的铸件生产,因此深受企业的喜爱。 关于熔模铸造流程,在整个熔模铸造流程中,熔模铸造工艺设计是至关重要的环节之一,该环节技术难度系数大,对于整个熔模铸造工序起着非常重要的意义,这也是该环节多为一些专业性、技术性较强的人的原因。 如同其他铸造工艺设计,熔模铸造工艺的设计任务为:a.根据具体要求,分析铸件结构的工艺性;b.策划合理的工艺方案,确定相关的铸造工艺参数,在此基础上绘制铸件图;c.设计浇冒系统,确定模组结构,除了具体数据由于熔模铸造的工艺特点稍有不同之外,设计原则与砂型铸造完全相同。 由于熔模铸造工艺设计环节对于整个铸造流程有非常重要的意义,加上该环节对于设计人员自身素质要求非常高,企业对于该环节应该给予相当的重视。 发展趋势 铸造是现代机械制造工业的基础工艺之一,因此铸造业的发展标志着一个国家的生产实力。我国已经成为世界铸造机械大国之一,在铸造机械制造行业取得了很大的成绩。 “八五”期间铸造机械制造受到了原机电部高度重视,投入了建国以来最大的一次专项技改贷款和攻关费用,扶持了铸造机械行业产品的开发和发展。“大型抛丸清理机的制造”,“垂直分型无箱射压造型机”,“水玻璃砂旧砂再生设备的研制”,“金属型铸造设备”等等相继被开发应用。 “九五”期间,铸造机械行业承担并树立完成了“轿车铸件毛坯精化高效造型与清理成套技术与装备”的任务,“缸体高效连续抛丸清理线的开发与研制”也取得圆满成功,1999年完成了国家攻关高水平的气冲造型线项目的成功。 “十五”期间,铸造机械行业主要经济指标的年均增长都在30%以上,高于机床工具全行业平均增长水平,特别是利润增长更快,年均利润增长高达46%,同时也保持较高的市场销售水平。另外,树脂砂铸造成套设备,基本可以满足国内市场需求,改变了过去主要依赖进口的局面;已经能够生产出较高水平的铸造自动生产线,达到可部分替代进口的水平,部分的解决了轿车发动机缸体、缸盖等铸件毛坯也要进口的情况;高水平自动制芯机、自动铸件清理机、自动砂处理机、大型自动压铸机以及精密铸造设备等铸造机械,国内基本上都能生产制造。应当说“十五”期间铸造机械行业的产品水平有了很大提高,为中国铸造机械行业今后的进一步发展打下良好基础。 “十一五”期间,铸造业在巨大市场需求的刺激下,仍将继续保持较高速度增长。由于铸造机械产品的技术水平仍然与市场需求差距较大,使行业的发展存在巨大的发展潜力和扩展空间,为铸造机械行业的快速增长带来机遇。 (资料来源:江阴市林兴不锈钢制品有限公司) 国内优势 信息技术对各行各业的发展是非常重要的,对压铸模具业的发展更是如此,开发并利用好信息资源,使生产经营活动借助信息的及时处理、顺畅流通而高质量、高效率的运作,才能使行业更好更快的发展。 从国家的宏观政策、行业发展、国际和国内的市场容量来看,大型精密复杂熔模铸造模具和压铸模具的国际、国内的市场很大,仅世界汽车工业巨头美国克莱斯勒一家在中国寻找模具设计制造意向的模具订单有3亿元人民币,只要合作公司技术设备实力就有可能拿到订单,同时,我国的熔模铸造模具用料考究、制作精良、尺寸精度高、符合客户标准要求、使用寿命和铸件质量达到了国际先进水平,同时具有明显的价格优势。 海外市场 我国出口的熔模铸造模具集中在欧洲、北美、日本、韩国等地,部分企业的出口模具量已占总产值的30%以上。投资大型精密模具项目有理论和实践根据,才能不至于盲目,才有可能获得更好的收益。 据悉,我国模具出口到欧洲的汽车油底盘压铸模由于价格优势强、设计先进、制作精湛等优点,一再得到外商认可,一再追加订单。可见我国的熔模铸造模具产业的海外市场发展非常火速,未来定会步步高升。

    2025-07-01

  • 一文搞懂压铸

    一、压铸及特点 1. 压铸特点 压力铸造(简称压铸)是在压铸机的压室内,浇入液态或半液态的金属或合金,使它在高压和高速下充填型腔,并且在高压下成型和结晶而获得铸件的一种铸造方法。 由于金属液受到很高比压的作用,因而流速很高,充型时间极短。高压力和高速度是压铸时液体金属充填成型过程的两大特点,也是压铸与其他铸造方法最根本区别之所在。 比如压射比压在几兆帕至几十兆帕范围内,甚至高达500MPa;充填速度为0.5—120m/s,充型时间很短,一般为0.01-0.2s,最短只有干分之几秒。 2. 压铸的优缺点 优点: 1) 产品质量好。由于压铸型导热快,金属冷却迅速,同时在压力下结晶,铸件具有细的晶粒组织,表面坚实,提高了铸件的强度和硬度,此外铸件尺寸稳定,互换性好,可生产出薄壁复杂零件; 2) 生产率高,压铸模使用次数多; 3) 经济效益良好。压铸件的加工余量小,一般只需精加工和铰孔便可使用,从而节省了大量的原材料、加工设备及工时。 缺点: 1) 压铸型结构复杂,制造费用高,准备周期长,所以,只适用于定型产品的大量生产; 2) 压铸速度高,型腔中的气体很难完全排出,加之金属型在型中凝固快,实际上不可能补缩,致使铸件容易产生细小的气孔和缩松,铸件壁越厚,这种缺陷越严重,因此,压铸一般只适合于壁厚在6mm以下的铸件; 3) 压铸件的塑性低,不宜在冲击载荷及有震动的情况下工作; 4) 另外,高熔点合金压铸时,铸型寿命低,影响压铸生产的扩大应用。 综上所述,压力铸造适用于有色合金,小型、薄壁、复杂铸件的生产,考虑到压铸其它技术上的优点,铸件需要量为2000-3000件时,即可考虑采用压铸。 3.压铸的应用范围 压铸是近代金属加工工艺中发展较快的一种高效率、少无切削的金属成型精密铸造方法,是一种“好、快、省”高经济双效益的铸造方法。 压铸零件的形状大体可以分为六类: 1)圆盘类——号盘座等; 2)圆盖类——表盖、机盖、底盘等; 3)圆环类——接插件、轴承保持器、方向盘等; 4)筒体类——凸缘外套、导管、壳体形状的罩壳盖、上盖、仪表盖、探控仪表罩、照像机壳与化油器等; 5)多孔缸体、壳体类——汽缸体、汽缸盖及油泵体等多腔的结构较为复杂的壳体(这类零件对机械性能和气密性均有较高的要求,材料一般为铝合金)。例如汽车与摩托车的汽缸体、汽缸盖; 6)特殊形状类——叶轮,喇叭、字体由筋条组成的装饰性压铸件等。 二、压铸机 压铸机是压力铸造的基本设备。压铸机共分两大类:热室压铸机和冷室压铸机。 (1) 热室压铸机 其特点是压室与合金熔化炉连成一体,压室浸在熔化的液态金属中,其压射机构安置在保温坩埚上面。当压射冲头3上升时,金属液1通过进口5进入压室4中,随后压射冲头下压,金属液沿通道6经喷嘴7充填压型型腔8。冷凝后冲头回升,多余金属液回流至压室中,然后打开压型取出铸件。 热室压铸机的特点是生产工序简单,生产效率高,容易实现自动化;金属液消耗少,工艺稳定,压入型腔的金属液干净、无氧化夹杂,铸件质量好。但由于压室和冲头长时间浸在金属液中,影响使用寿命。目前,大多数用于压铸锌合金等低熔点合金铸件,但也有用于压铸镁铝铸件。 (2) 冷室压铸机 该机的压室与保温炉是分开的。压铸时,要从保温炉中将金属液倒入压室后进行压铸。冷室压铸机有立式和卧室两种。 立式压铸机压室的中心线是垂直的。合模后,浇入压室2的金属液3被已封住喷嘴孔6的反料冲头8托住,当压射冲头向下压到金属液面时,反料冲头开始下降,打开喷嘴6,金属液被压入型腔。凝固后,压射冲头退回,反料冲头上升,切断余料9,并将其顶出压室,余料取走后再降到原位,然后开模取出铸件。 卧室压铸机压室的中心线是水平的。压铸模与压室的相对位置及压铸过程如图2-16所示。合模后,金属液浇入压室2,压射冲头1向前推进,将金属液经浇道压入型腔6,开模时,余料借助压射冲头前伸的动作离开压室,同铸件一起取出。 两种压铸机相比较,在结构上仅仅压射机构不同,立式压铸机有切断、顶出余料的下油缸,因结构比较复杂,故增加了维修的困难。卧室压铸机压室简单,维修方便。在工艺上,立式压铸机压室内空气不会随金属液进入型腔,便于开设中心浇口,但由于浇口过长,金属耗量大,充填过程中能量损失也较大。卧式压铸机金属液进入型腔的流程短,压力损失小,有利于传递最终压力,便于提高比压,故使用较广。冷室压铸机多用液压驱动,压力较高,适用于熔点较高的合金。目前,生产中采用冷室压铸机较多。 三、压铸过程原理 压铸过程是利用高压力、高速度,迫使浇入压铸机压室内的熔融或半熔融状态金属在极短的时间内充满压铸模的型腔。 压铸过程有三种主要现象:其一压入,其二熔融合金液流动,其三冷却凝固。 完成压铸过程有三大要素:一是熔融或半熔融状态金属:二是压铸模:三是压铸机。压铸压力、压铸速度是压铸过程主要的工艺参数。 1.压铸压力 压铸压力—般用压射力,比压表示。压射力是由压铸机的规格所定。它是压铸机的压射机构推动压射冲头的力:Pr=PG•πD2/4 压射比压:Pb = Pr / F = 4 P r/ πd2 四个阶段:慢速封孔;充填;增压;保压 2.压铸速度 压铸速度有压射速度和充填速度两个不同的概念。 压射速度:压铸时压射缸内液压推动压射冲头前进的速度; 充填速度:熔融合金在压力作用下,通过内浇口导入型腔的线速度。 其中充填速度的主要作用有:将熔融合金在凝固之前迅速输入型腔,是获得轮廓清晰、表面光洁的铸件重要因素;为了得到高的流体动压力。 充填速度的选择可根据合金的性能及铸件结构的特点,充填速度与压射比压、压射速度及内浇口截面积等因素有关。 由于压铸特点是速度快,当充填速度较高时,即使用较低的比压也可以获得表面光洁的铸件。 过高的充填速度会引起许多工艺上的缺点,造成压铸过程的不利条件: (1) 包住空气而形成气泡。因为高速度合金液流可能堵住排气系统,使空气被包在型腔内,同时快速冷却液可能使得熔体内溶解的气体不能有效析出; (2) 合金液流成喷雾状进入型腔并粘附于型壁上,后进入的合金液不能与它熔合,而形成表面缺陷,降低铸件表面质量; (3) 产生旋涡,包住空气和最先进入型腔的冷合金,使铸件产生气孔和氧化夹杂的缺陷; (4) 冲刷压铸模型壁,使压铸模磨损加速,减少压铸模寿命。 充填速度与压射速度、作用于熔融合金上的压射比压以及合金液本身的密度、压室内径和内浇口截面积等有关。压射速度越大,则充填速度越大,合金液上的压射比压越大,充填速度也越大。可通过调整变化压射速度和压射比压、改变压室的内径和增大内浇口截面积(厚度)等来改变充填速度。 四、压铸件设计 压铸件设计是压铸生产技术中十分重要的工作环节,压铸件设计的合理程度和工艺适应性直接影响到:分型面的选择,浇口的开设;顶出的布置;收缩规律;精度的保证;缺陷的部位以及生产效率等。压铸件结构工艺特定要求如下: ①消除内部侧凹,便于抽芯。 ②改进壁厚,消除缩孔、气孔; ③改善结构,消除不易压出的侧凹; ④利用筋,防止变形; ⑤改善结构,消除尖角或棱角; ⑥改善结构,便于抽芯、简化压铸模制造; ⑦消除深陷,使铸件易脱模; ⑧改进结构,避免型芯交叉等特定要求。 五、压铸合金及其选择 对压铸合金的要求: ①高温下有足够的强度和可塑性,无热脆性(或热脆性小); ②尽可能小的收缩; ③结晶温度范围小; ④在过热温度不高时有足够的流动性。 选择压铸合金考虑的因素有: (1)压铸件的受力状态,这是选择合金主要依据; (2)压铸件工作环境状态; ①工作温度:高温和低温要求, ②接触的介质:如潮湿大气、海水; ③密闭性要求:气压、液压密闭性。 (3)压铸件在整机或部件中所处的工作条件; (4)对压铸件的尺寸和重量所提出的要求; (5)生产条件:熔化设备、压铸机、工艺装置及材料等; (6)经济性。 六、压铸型 在压铸生产中,压铸型(简称压模或压型)是最重要的工艺装备。 从结构上讲,完整的压铸型由以下几部分组成: ①静型部分:固定于压铸机压室一方的静型安装板上,是金属液开始进入铸型的部分,也是压铸型型腔的组成部分,其上有直浇道直接与压铸机的喷嘴或压室联接; ②动型部分:固定于压铸机的动型安装板上,随动型安装板向左、向右移动,与静型部分分开和合拢,一般抽芯机构和铸件顶出机构设置在这部分内,是压铸型型腔的组成部分; ③成型部分:是构成铸件几何形状的部分。构成铸件外形的部分称为型腔,构成铸件内部形状的部分称为型芯; ④浇注系统:连接成形部分与压室,引导金属液按一定方向进入铸型的成型部分,包括直浇道、横浇道和内浇口; ⑤抽芯机构:构成复杂铸件的侧凹和孔,采用活动型芯,依靠抽芯机构在顶出铸件之前完成抽芯动作; ⑥顶出机构:铸件成型后,待动、静型分开,把铸件从铸型中,这套机构一般均设在动型部分; ⑦排气部分; ⑧加热、冷却部分:为了平衡铸型温度,不致使铸型温度有急剧的变化,从而影响铸件质量,很多场合下,压铸型有必要安装加热或冷却装置; ⑨其它:压铸型内还需设有定位、导向、紧固等元件。 七、压铸件缺陷 压铸件的缺陷多种多样,一般分为表面缺陷、表面损伤、内部缺陷、裂纹、几何形状与图样不符、材料性能与要求不符、杂质等。 表面缺陷包括流痕及花纹、网状毛翅、冷隔、缩陷、印痕、铁豆等;表面损伤包括机械拉伤、粘模拉伤和碰伤; 内部缺陷包括气孔、气泡、缩孔缩松; 几何形状与图样不符一般指欠铸及轮廓不清晰、变形、飞翅、多肉或带肉、错边或错扣、型芯偏位; 材料性能与要求不符一般指化学成分和力学性能不符合要求;杂质缺陷指夹渣和硬点。 虽然压铸件缺陷多种多样,但仔细分析,就知道它们都与压铸工艺参数的选择、压铸型的设计及人员操作有关。比如,对于流痕及花纹缺陷,有可能是模温过低、比压偏低、内浇道面积过小等原因产生,当然,解决办法就是提高模温、调整内浇道截面积或者调整压射速度及压力。

    2025-07-01

  • 低压铸造

    低压铸造 低压铸造是指铸型一般安置在密封的坩埚上方,坩埚中通入压缩空气,在熔融金属的表面上造成低压力(0.06~0.15MPa),使金属液由升液管上升填充铸型和控制凝固的铸造方法。这种铸造方法补缩好,铸件组织致密,容易铸造出大型薄壁复杂的铸件,无需冒口,金属收得率达95%。无污染,易实现自动化。但设备费用较高,生产效率较低。一般用于铸造有色合金。 原理 低压铸造是将液态合金在压力作用下由下而上压入铸型型腔,并在压力作用下凝固获得铸件的铸造方法。低压铸造的原理如图1《低压铸造原理》所示,密封的坩埚内通入干燥的压缩空气或惰性气体,借助于作用于金属液面上的压力,使金属液沿升液管自下而上通过浇道平稳地充满铸型,充型压力一般为20~60kPa。当铸件完全凝固后,解除液面上的气体压力,使升液管和浇道中没有凝固的金属液靠自重流同坩埚中,然后打开铸型,取出铸件。 低压铸造生产工艺过程包括以下四道基本工序: 1)金属熔炼及模具或铸型的准备。 2)浇注前的准备:包括坩埚密封(装配密封盖),升液管中的扒渣,测量液面高度,密封性试验,配模,紧固模具或铸型等。 3)浇注:包括升液、充型、增压、凝固、卸压和冷却等。 4)脱模:包括松型脱模和取出铸件。 特点 低压铸造可以采用砂型、金属型、石墨型等,充型过程既与金属型铸造和砂型铸造等重力铸造有区别,也不同于高压高速充型的压力铸造,具有如下优点: 1)纯净金属液充型,提高了铸件的纯净度。由于熔渣一般浮于金属液表面,而低压铸造由坩埚下部的金属液通过升液管实现充型,彻底避免了熔渣进入铸型型腔的可能性。 2)金属液充型平稳,减少或避免了金属液在充型时的翻腾、冲击、飞溅现象,从而减成少了氧化渣的形成。 3)铸件成型性好,金属液在压力作用下充型,可以提高金属液的流动性,有利于形成轮廓清晰、表面光洁的铸件,对于大型薄壁铸件的成型更为有利。 4)铸件在压力作用下结晶凝固,能得到充分地补缩,铸件组织致密。 5)提高了金属液的收得率,一般情况下不需要冒口,并且升液管中未凝同的金属可回流至坩埚,重复使用,使金属液的收得率大大提高,收得率一般可达90%, 6)生产操作方便,劳动条件好,生产效率高,易实现机械化和自动化、 低压铸造也有一些缺点,装备和模具投资较大;在生产铝合金铸件时,坩埚和升液管长期与金属液接触,易受侵蚀而报废,也会使金属液增铁而性能恶化。 设备 低压铸造设备一般由主机、液压系统、保温炉、液面加压装置、电气控制系统及铸型冷却系统等部分组成。 (1)主机 低压铸造主机一般由合型机构、静模抽芯机构、机架、铸件顶出机构、取件机构、安全限位机构等部分组成。 (2)保温炉 保温炉主要有坩埚式保温炉和熔池式保温炉两种。坩埚式保温炉主要有铸铁锅,铸钢锅,复合锅等。熔池式保温炉采用炉膛耐火材料整体打结工艺,硅碳棒辐射加热保温,具有容量大、使用寿命长、维护简单的特点,极利于连续生产要求,被现代低压铸造机广泛采用。 保温炉与主机的连接有固定连接式和保温炉升降移动式两种,可根据生产工艺要求选用。 (3)升液管 升液管是导流和补缩的通道,它与坩埚盖以可拆卸的方式进行密封连接,组成承受压力的密封容器。在工艺气压的作用下,金属液经升液管进行充型和增压结晶凝固;卸压时,未凝固的合金液通过升液管回落到坩埚,因此正确设计和使用低压铸造升液管非常重要。 (4)液面加压装置及其加压规范 在低压铸造中,正确控制对铸型的充型和增压是获得良好铸件的关键,这个控制完全由液面加压控制系统来实现。根据不同铸件的要求,液面加压系统应可以在工艺参数范围内任意调节,工作要稳定可靠,结构要使维修方便。 应用 低压铸造是最早的反重力铸造技术,20世纪40年代开始用于工业生产。如今,低压铸造主要用于生产铝合金、镁合金件,如汽车工业的汽车轮毂、内燃发动机的气缸体、气缸盖、活塞、导弹外壳、叶轮、导风轮等形状复杂、质量要求高的铸件。当采用低压铸造生产铸钢时,如铸钢车轮,升液管需采用特种耐火材料。低压铸造也可应用于小型铜合金铸件,如管道装置接头,浴室中的旋塞龙头等,该技术在国外已实现工业化生产。

    2025-07-01

  • 真空压铸

    真空压铸 真空压铸法是通过在压铸过程中抽除压铸模具型腔内的气体而消除或显著减少压铸件内的气孔和溶解气体,从而提高压铸件力学性能和表面质量的先进压铸工艺。 基本信息 近来,真空铝合金压铸以抽除型腔中的气体为主,主要有两种形式: (1)从模具中直接抽气; (2)置模具于真空箱中抽气。采用真空铝合金压铸时,模具的排气道位置和排气道面积的设计至关重要。排气道存在一个“临界面积”,其与型腔内抽出的气体量、抽气时间及充填时间有关。当排气道的面积大于临界面积时,真空铝合金压铸效果明显;反之,则不明显。 真空系统的选择也非常重要,要求在真空泵关闭之前,型腔内的真空度可保持到充型完毕。充氧压铸技术压铸件气孔中的气体绝大部分为N2和H2,几乎没有O2,主要原因是O2与活性金属发生反应生成了固体氧化物,这为充氧压铸技术提供了理论基础。充氧压铸是在压铸前将氧气充入型腔,取代其中的空气。 由于压力铸造是在极短的时间内完成充型过程的,很容易造成气体的卷入而影响压铸件的质量。为此发展了加氧压铸机和真空压铸机,中压压铸机也获得了较快的发展,有些压铸机的合型机构采用倾斜形式。压铸过程自动化和压铸计算机控制及压铸柔性加工单元(FMC)也逐步得到发展。 (1) 加氧压力铸造是在铝金属液充填型腔之前,用氧气充填压室和型腔,以取代其中的空气和其他气体。其特点是:消除或减少了气孔,提高铸件的质量;结构简单,操作方便,投资少。 (2) 真空压力铸造是先将压铸型腔内空气抽除,然后再压入液体金属。其特点是:可消除或减少压铸件内部的气孔,提高铸件的力学性能和表面质量;压铸时大大减少了型腔的反压力,可使用较低的比压和铸造性能较差的合金。 其他信息 真空压铸法优点 ① 真空压铸法可消除或减少压铸件内部的气孔,提高压铸件的机械性能和表面质量,改善镀覆性能; ② 真空压铸法大大减少型腔的反压力,可使用较低的比压及铸造性能较差的合金,有可能用小机器压铸较大的铸件; ③ 真空压铸法改善了充填条件,可压铸较薄的铸件; ④ 真空压铸法和普通压铸方法相比,生产效率几乎一样。 真空压铸法缺点 ① 模具密封结构复杂,制造及安装较困难,因而成本较高; ② 真空压铸法如控制不当,效果就不是很显著。 突出特点 真空压铸与普通压铸法相比具有以下特点: (1)气孔率大大降低; (2)真空压铸的铸件的硬度高,微观组织细小; (3)真空铝合金压铸件的力学性能较高。 应用真空压铸法生产的铝镁合金压铸件已被证明可以采用焊接、热处理等加工手段,常温性能也有一定的提升:如已经成功的在冷室压铸机上利用真空压铸法生产出AM60B镁合金汽车轮毂,在锁模力为2940kN 的热室压铸机上利用真空压铸法生产出AM60B镁合金汽车方向盘,压铸件伸长率由8%提高到16%以上。 只要控制得当,真空压铸法可以给压铸件性能带来令人满意的改善。而模具密封所造成的成本提升,随着技术的普及以及批量化生产所带来的成本分摊,会得到很好的解决。相对于传统的压铸方法来说,层流充填法/超低速压铸法生产效率较低,浇口清理困难,难以应用于大批量生产;充氧压铸法操作工序复杂,工艺参数不易控制,也难以在实际生产中大规模应用;只有真空压铸法,工序简单,操作方便,具有和普通压铸方法几乎一样的生产效率,易于在实际生产中推广。所以自出现以来,真空压铸法便表现出强大的生命力,而随着相关技术的提高,其应用也越来越广泛。

    2025-07-01

  • 什么是铝合金真空压铸,跟普通压铸有什么不同?

    真空压铸,也称为反重力铸造,是一种模具填充技术,通过真空技术在模具型腔内产生的负压,引导铝合金溶液向上或反重力运动进入模具型腔。该工艺于1972年由HitchinerManufacturing获得专利,多年来该工艺一直不断创新不断发展。 真空压铸技术独特的充型方式使其在铸造经济性、消除缺陷和获得成品净形等方面具有一系列独特的优势。这些特性使得这种技术越来越被重视并应用到更多领域,特别是在电力和汽车应用方面。这种铸造技术在一些金属铸造行业中的重要性越来越大,但并未占据主流。 真空压铸法是通过在压铸过程中抽除压铸模具型腔内的气体而消除或显著减少压铸件内的气孔和溶解气体,从而提高压铸件力学性能和表面质量的先进压铸工艺。真空铝合金压铸以抽除型腔中的气体为主,主要有两种形式: (1)从模具中直接抽气; (2)置模具于真空箱中抽气。采用真空铝合金压铸时,模具的排气道位置和排气道面积的设计至关重要。排气道存在一个“临界面积”,其与型腔内抽出的气体量、抽气时间及充填时间有关。当排气道的面积大于临界面积时,真空铝合金压铸效果明显;反之,则不明显。传统的重力或压力辅助铝合金铸造技术,如砂型铸造,熔模铸造和压力铸造总会遇到这样或那样的问题,包括气孔缺陷、氧化缺陷、收缩缺陷和浇注缺陷,缺陷会导致铸件强度低、表面光洁度差和成批废品率高等问题。铝合金溶液特别容易从空气中吸收大量的氢气,从而导致溶液中溶解的氢浓度很高。镁等合金元素可能会形成氧化反应产物,从而降低氢扩散到溶液中的阻力,这会导致铸件出现气孔,从而降低铸件的强度。 氧化是铝合金铸件的另一个严重缺陷,铝合金溶液温度升高后容易被环境中的氧气氧化,转而形成的氧化铝。通常需要通过使用模内过滤器、合金添加剂来减少氧化物的形成和结晶夹带。在真空压铸中,铸件收缩缺陷将不复存在,这是因为在铸造过程中,模具中保持了铝合金溶液的恒定供应。在铸件凝固过程中,下浇口是最后凝固的,而浇口在凝固过程中向模具中稳定地供应熔液,这有效地消除了体积收缩缺陷。 在真空镇压铸技术中,浇注系统大大简化,模具内部和大气压之间的高压差能让铝合金溶液完全渗透到模具中的每个型腔中。因此,不需要设计让溶液流动的复杂流道,大大的简化了模具设计及模具开发难度。 与传统的铝合金铸造技术相比,真空压铸技术十分有潜力,它正逐渐侵入传统熔模铸造应用领域,也被应用在新型材料生产领域。

    2025-07-01

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