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压铸件设计工艺及铝型材零件设计工艺及铝材检测方法

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人气:-发表时间:2016-07-22 14:01【

压铸时常用压力是从几兆帕至几十兆帕,填充起始速度在0.5-70m/s;压铸时的熔料温度,铝合金一般是610-670℃,锌合金一般是400-450℃,模具温度一般为合金温度的三分之一。


合理的压铸件结构不仅能简化压铸模具的结构,降低制造成本,同时也能改善压铸件的质量。


应注意如下要求:

1.避免内部侧凹或盲孔结构;

2.避免或减少垂直于分型面的孔或外部盲孔结构;


压铸件壁厚度(通常称壁厚)是压铸工艺中的关键因素,如熔料填充时间的计算、凝固时间的计算、模具温度梯度的分析、压力(终比压)的作用、留模时间的长短、压铸件顶出温度的高低及操作效率等等,都与壁厚有着直接的联系。


应注意如下要求:

1.压铸件壁厚偏厚会使压铸件的力学性能明显下降,薄壁压铸件致密性好,相对提高了铸件强度及耐压性;

2.压铸件壁厚不能太薄,太薄会造成铝合金熔液填充不良,成型困难,使铝合金熔液熔接不好,并给压铸工艺带来困难;

3.压铸件随壁厚的增加,其内部气孔、缩孔等缺陷也随之增加;

4.应尽量保持壁厚截面的厚薄均匀一致。


根据压铸件的表面积大小划分,锌铝合金压铸件的合理壁厚如下表所示:


压铸件的加强筋/肋的设计要求


加强筋/肋的作用是增加压铸件的强度和刚性,减少铸件收缩变形,避免工件从模具内顶出时发生变形,作为熔料填充时的辅助回路(熔料流动的通路)。


应注意如下要求:压铸件的加强筋/肋的厚度应小于所在壁的厚度,一般取该处壁厚的2/3~3/4;


压铸件的圆角设计要求


设计适当的工艺圆角,有利于压铸成型,避免应力及产生裂纹,并可延长压铸模具的寿命;当压铸件需要进行电镀或涂覆时,圆角处可防止镀(涂)料沉积,获得均匀镀(涂)层。


应注意如下要求:压铸件上凡是壁与壁的连接处(模具分型面的部位除外)都应设计成圆角;


压铸件圆角一般取:1/2壁厚≤R≤壁厚;


压铸件设计的铸造斜度要求


铸造斜度是在脱模时,减少压铸件与模具型腔的摩擦,使压铸件容易被取出;减少铸件表面被划伤;延长压铸模使用寿命。


锌铝合金压铸件的一般小铸造斜度如下表示:


压铸件的常用材料


常用压铸铝合金一般有:ADC12、YL113、YL102、A380、A360等;

常用压铸锌合金一般有: 3#Zn;

目前,珠江三角洲地区比较普遍的铝合金材料是ADC12,它在压铸成型性、切削性、机械性能等各方面均有较好的表现。


压铸模具的常用材料


压铸模具型腔材料要求具有较高的冷热疲劳抗力、良好的断裂韧性及热稳定性。



铝型材零件设计工艺


铝型材是通过把加热到一定温度的铝坯锭放在挤压机的挤压筒中,挤压机的压力通过挤压杆、垫片作用在坯锭上,迫使金属流出挤压模,从而获得所需形状、尺寸、性能的制品。


铝型材的生产工艺流程


铝型材成型加工中的主要工序是挤压,其它工序与供货状态有关。


1.按照挤压型材的类型,可分为实心型材挤压和空心型材挤压等。

2.按照坯料相对挤压筒的移动特点,可分为正挤压和反挤压等。


1)实心型材挤压

实心型材挤压采用两种基本方法,即金属正向流动的挤压、金属反向流动的挤压。


2)空心型材挤压

根据空心型材的外形、孔的数目、尺寸形状、孔对型材断面中心位置的非对称分布程度等,空心型材挤压常采用两种基本方法:


a. 挤压针管材挤压法:可对空心或实心坯锭进行挤压,当采用实心坯锭时,在挤压之前先进行穿孔。


这种方法挤压的空心型材没有接逢,一般用于形状简单、内孔直径较大的异形断面管材,如下图所示。



b. 组合模焊合挤压:挤压时采用实心坯锭,组合针和模子是一个整体或装成一个刚性结构。


坯料4放入挤压筒2中,在挤压杆1通过挤压垫片3所传递的力的作用下,坯料金属在高压作用下被模子5分成两股或两股以上的金属流,在模子的焊合室内被重新焊合。终在模孔和组合针的逢数之数目等于被分开的金属流股数。

空心型材挤压模具简单先容


如上节所述空心型材有两种挤压方式,这里先容后一种组合模,组合模是将模心置于模孔中与模子组合成一个整体,模孔的形状和尺寸决定了型材的外形和尺寸,而模芯的形状和尺寸则决定着型材内孔的形状和尺寸。


常见的组合模有舌形模和平面分流模等。舌形模又称桥式模,如下图A所示;主要缺点是挤压压余大,强度较差,且制造加工困难。平面分流模可用于舌形模无法生产的,双孔、多孔或内腔复杂的空心型材,如下图B所示。



铝型材常用材料

根据GB/T 6892-2000《工业用铝及铝合金热挤压型材》,常见铝及铝合金牌号、状态如下表所示:


6063是镁系列铝合金,具有良好的可挤压性,可以挤压各种截面复杂的型材;中等强度,可以满足各种机械加工的技术要求;适宜的物理特性,内部组织致密、具有良好的导电、导热性能;较好的耐蚀性、及接受阳极氧化的良好能力。主要用于插箱横梁、小面板、散热器、把手、导轨等。


6005是镁系列铝合金,强度和硬度高于6063;适宜的物理特性,内部组织致密、具有良好的导电、导热性能;较好的耐触性、及接受阳极氧化的良好能力。


6005主要用于6063无法满足强度和硬度要求的场合,如插箱横梁,可减轻扳手啃咬型材现象,但6005型材加工的成型非常困难,一般的型材厂家不能加工,只有少数厂家能加工,且尺寸精度不易控制。


根据GB/T 16475-1996《变形铝及铝合金状态代号》,铝合金的状态如下表:

铝合金型材零件一般情况下,根据《铝及铝合金挤压型材尺寸偏差》GB/T 14846-93标准中的高精度要求加工,有特殊要求可按超高精度要求进行加工。

   

型材表面(氧化处理前表面)粗糙度,一般情况下,装饰面表面粗糙度Ra取0.8μm;非装饰面表面粗糙度Ra取1.6μm。


根据铝合金型材的形状,型材后续一般进行铣削、车削加工和钻削加工,对于一些面板、横梁型材上方孔和异形孔需要进行模具冲压加工(批量大时)或线切割加工。型材切削面的粗糙度应根据设计需要一般Ra取6.3μm或3.2μm。


对于铝合金型材零件的非喷涂表面,在加工、装夹、和搬运途中产生的磕碰划伤等,为了掩饰这些轻微的划伤,没有喷粉处理的铝合金型材表面一般要进行喷砂处理,否则,难以通过产品的质量检验。


喷砂按纹理粗细分为两种: ZX-SB100(Al) 粗纹和ZX-SB150(Al)细纹,一般选用150号。


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