压铸模具设计中的注意

压铸模具设计中的注意

压铸模是压铸生产三大要素之一，结构正确合理的模具是压铸生 产能否顺利进行的先决条件，并在保证铸件质量方面（下机合格率） 起着重要的作用。 由于压铸工艺的特点，正确选用各工艺参数是获 得优质铸件的决定因素，而模具又是能够正确选择和调整各工艺参数 的前提，模具设计实质上就是对压铸生产中可能出现的各种因素预计 的综合反映。如若模具设计合理，则在实际生产中遇到的问题少，铸 件下机合格率高。反之，模具设计不合理，例一铸件设计时动定模的 包裹力基本相同，而浇注系统大多在定模，且放在压射后冲头不能送 料的灌南压铸机上生产，无法正常生产，铸件一直粘在定模上。尽管 定模型腔的光洁度打得很光，因型腔较深，仍出现粘在定模上的现象。 所以在模具设计时，必须全面分析铸件的结构，熟悉压铸机的操作过 程，要了解压铸机及工艺参数得以调整的可能性，掌握在不同情况下 的充填特性，并考虑模具加工的方法、钻眼和固定的形式后，才能设 计出切合实际、满足生产要求的模具。 刚开始时已讲过，金属液的

充型时间极短，金属液的比压和流速很高，这对压铸模来说工作条件 极其恶劣，再加上激冷激热的交变应力的冲击作用，都对模具的使用 寿命有很大影响。模具的使用寿命通常是指通过精心的设计和制造， 在正常使用的条件下，结合良好的维护保养下出现的自然损坏， 在不 能再修复而报废前，所压铸的模数（包括压铸生产中的废品数） 实际生产中，模具失效主要有三种形式：

① 热疲劳龟裂损坏失效；

。

② 碎裂失效；

③ 溶蚀失效。 致使模具失效的因素很多，既有外因（例浇铸温度高低、模具是否 经预热、 水剂涂料喷涂量的多少、 压铸机吨位大小是否匹配、 压铸压 力过高、 内浇口速度过快、 冷却水开启未与压铸生产同步、 铸件材料 的种类及成分 Fe 的高低、铸件尺寸形状、壁厚大小、涂料类型等等）。 也有内因 （例模具本身材质的冶金质量、 坯料的锻制工艺、 模具结构 设计的合理性、 浇注系统设计的合理性、 模具机（电加工） 加工时产 生的内应力、模具的热处理工艺、包括各种配合精度和光洁度要求 等）。 模具若出现早期失效， 则需找出是哪些内因或外因， 以便今后 改进。

① 模具热疲劳龟裂失效 压铸生产时，模具反复受激冷激热的作 用，成型表面与其内部产生变形， 相互牵扯而出现反复循环的热应力， 导致组织结构二损伤和丧失韧性，引发微裂纹的出现，并继续扩展， 一旦裂纹扩大， 还有熔融的金属液挤入， 加上反复的机械应力都使裂 纹加速扩展。 为此，一方面压铸起始时模具必须充分预热。另外， 在压铸生产过程中模具必须保持在一定的工作温度范围中， 以免出现 早期龟裂失效。同时，要确保模具投产前和制造中的内因不发生问题。 因实际生产中，多数的模具失效是热疲劳龟裂失效。

② 碎裂失效 在压射力的作用下，模具会在最薄弱处萌生裂纹， 尤其是模具成型面上的划线痕迹或电加工痕迹未被打磨光， 或是成型 的清角处均会最先出现细微裂纹，当晶界存在脆性相或晶粒粗大时， 即容易断裂。 而脆性断裂时裂纹的扩展很快， 这对模具的碎裂失效是 很危险的因素。 为此，一方面凡模具面上的划痕、 电加工痕迹等必须 打磨光，即使它在浇

注系统部位， 也必须打光。 另外要求所使用的模 具材料的强度高、塑性好、冲击韧性和断裂韧性均好。

③ 熔融失效 前面已讲过，常用的压铸合金有锌合金、铝合金、 镁合金和铜合金，也有纯铝压铸的， Zn、Al 、Mg 是较活泼的金属元 素，它们与模具材料有较好的亲和力，特别是 Al 易咬模。当模具硬 度较高时，则抗蚀性较好，而成型表面若有软点，则对抗蚀性不利。 但在实际生产中， 溶蚀仅是模具的局部地方， 例内浇口直接冲刷的部 位（型芯、 型腔）易出现溶蚀现象， 以及硬度偏软处易出现铝合金的 粘模。 压铸生产中常遇模具存在的问题注意点： 1、 浇注系统、排溢系统 例

（1） 对于冷室卧式压铸机上模具直浇道的要求：

① 压室内径尺寸应根据所需的比压与压室充满度来选定， 同时， 浇口套的内径偏差应比压室内径的偏差适当放大几丝， 从而可避免因 浇口套与压室内径不同轴而造成冲头卡死或磨损严重的问题， 且浇口 套的壁厚不能太薄。浇口套的长度一般应小于压射冲头的送出引程， 以便涂料从压室中脱出。

② 压室与浇口套的内孔，在热处理后应精磨，再沿轴线方向进 行研磨，其表面粗糙＜ Ra0.2卩。

③ 分流器与形成涂料的凹腔，其凹入深度等于横浇道深度，其 直径配浇口套内径，沿脱模方向有 5°斜度。当采用涂导入式直浇道 时，因缩短了压室有效长度的容积，可提高压室的充满度。 （2）对于模具横浇道的要求

① 冷卧式模具横浇道的入口处一般应位于压室上部内径 2/3 以 上部

位，以免压室中金属液在重力作用下过早进入横浇道， 提前开始 凝固。

② 横浇道的截面积从直浇道起至内浇口应逐渐减小，为出现截 面扩大， 则金属液流经时会出现负压， 易吸入分型面上的气体， 增加 金属液流动中的涡流裹气。一般出口处截面比进口处小

10-30%。

③ 横浇道应有一定的长度和深度。保持一定长度的目的是起稳 流和导向的作用。 若深度不够， 则金属液降温快， 深度过深，则因冷 凝过慢，既影响生产率又增加回炉料用量。

④ 横浇道的截面积应大于内浇口的截面积，以保证金属液入型 的速度。主横浇道的截面积应大于各分支横浇道的截面积。

⑤ 横浇道的底部两侧应做成圆角，以免出现早期裂纹，二侧面 可做出5°左右的斜度。横浇道部位的表面粗糙度 v Ra0.4卩。 （3）内浇口

① 金属液入型后不应立即封闭分型面，溢流槽和排气槽不宜正 面冲击型芯。 金属液入型后的流向尽可能沿铸入的肋筋和散热片， 由 厚壁处想薄壁处填充等。

② 选择内浇口位置时，尽可能使金属液流程最短。采用多股内 浇口时，要防止入型后几股金属液汇合、 相互冲击， 从而产生涡流包 气和氧化夹杂等缺陷。

③ 薄壁件的内浇口厚件要适当小些，以保证必要的填充速度， 内浇口的设置应便于切除，且不使铸件本体有缺损（吃肉） 。 （4）溢流槽

① 溢流槽要便于从铸件上去除，并尽量不损伤铸件本体。

② 溢流槽上开设排气槽时，需注意溢流口的位置，避免过早阻 塞排气

槽，使排气槽不起作用。

③ 不应在同一个溢流槽上开设几个溢流口或开设一个很宽很厚 的溢流口， 以免金属液中的冷液、 渣、气、涂料等从溢流槽中返回型 腔，造成铸件缺陷。

2、 铸造圆角（包括转角） 铸件图上往往注明未注圆角 R2 等要 求，我们在开制模具时切忌忽视这些未注明圆角的作用， 决不可做成 清角或过小的圆角。 铸造圆角可使金属液填充顺畅， 使腔内气体顺序 排出，并可减少应力集中，延长模具使用寿命。 （铸件也不易在该处 出现裂纹或因填充不顺而出现各种缺陷） 。例标准油盘模上清角处较 多，相对来说，目前兄弟油盘模开的最好，重机油盘的也较多。

3、 脱模斜度 在脱模方向严禁有人为造成的侧凹（往往是试模时 铸件粘在模内， 用不正确的方法处理时， 例钻、硬凿等使局部凹入） 。 4、 表面粗糙度 成型部位、浇注系统均应按要求认真打光，应顺 着脱模方向打光。由于金属液由压室进入浇注系统并填满型腔的整个 过程仅 0.01-0.2 秒的时间。为了减少金属液流动的阻力， 尽可能使压 力损失少， 都需要流过表面的光洁度高。 同时，浇注系统部位的受热 和受冲蚀的条件较恶劣，光洁度越差则模具该处越易损伤。

5、模具成型部位的硬度 铝合金：HRC46左右铜：HRC38左右 加工时，模具应尽量留有修复的余量，做尺寸的上限，避免焊接。 压铸模具组装的技术要求：

1、 模具分型面与模板平面平行度的要求。 2、 导柱、导套与模板垂直度的要求。

3、 分型面上动、定模镶块平面与动定模套板高出

0.1-0.05mm

4、推板、复位杆与分型面平齐，一般推杆凹入 0.1mm 或根据用 户要求。

5、模具上所有活动部位活动可靠，无呆滞现象

pin 无串动。

6、滑块定位可靠，型芯抽出时与铸件保持距离，滑块与块合模 后配合部位 2/3 以上。

7、浇道粗糙度光滑，无缝。

8、合模时镶块分型面局部间隙 <0.05mm。标志。

10、成型表面粗糙度Rs=0.04,无微伤

9、冷却水道畅通，进出口