压铸模具范文

压铸模具篇1

关键词：压铸工艺；模具设计；教学改革

中图分类号：G640 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2013）01-099-02

一、引言

《压铸工艺与模具设计》是材料成型专业铸造和模具方向的一门主干专业课程，涉及到压铸原理、压铸合金、压铸件设计、压铸工艺、压铸机选用和压铸模具设计等多个方面。课程具有如下特点：①内容繁杂，重点不突出；②课程交叉性较强，联系亦不紧密，③具有较强的综合性和实践性。传统的课堂教学内容零散复杂，加之授课学时有限，因此造成学生难以掌握重点、理解难点，严重影响和制约本课程的教学效果。

随着科学技术的发展及模具制造行业的不断进步，企业用人要求不断提高，要求能看懂图纸、熟练使用三维造型软件进行压铸件和模具设计、又有实际操作技能的高素质技能型人才。如何适应目前市场对本专业人才培养的要求.成为摆在高校教师面前的难题。结合本课程的性质，优化整合教学内容和教学资源，并把生产实例和设计经验引入到课堂教学中，确定本课程的教学目标是：学生能掌握从事压铸模具设计及其相关工作所需的基本知识和操作技能，能熟练绘制、识读和分析生产实际的压铸零件图、工艺图和模具图，并具备运用模具CAD/CAM 技术从事模具设计和制造等工作的能力，为毕业设计或今后从事相关工作打下良好的基础，并且具有可持续发展的能力。

为保证在有限的教学时间内，使学生掌握该课程的主要内容，只有对准实际抓教学的思路来设计学生的能力和培养方案，以精选的经典项目为教学案例，从合金选用、压铸件的设计、压铸工艺及与之对应的压铸设备、压铸模具的设计步骤及绘制、实际生产过程等内容融合在一起，使得《压铸工艺与模具设计》的理论课程与实践过程得到有机结合，才能切实提高课堂的教学质量。笔者通过几年来的教学实践，总结了在该课程教学改革方面的一些认识和探索，以期最大限度地提高教学效果。

二、教学内容的设计

教学内容和课程体系的建设是实现培养目标、提高人才素质的关键所在，课程的教学内容必须以职业活动岗位工作流程为导向来确定。将压铸模具设计理论知识的传授与实践有机结合，根据学生的前期专业基础、学期总课时数、学校的硬件条件，结合相应的能力目标重新整合优化课程教学大纲，对教材内容进行适当的增删处理，按教学需要打乱章节顺序进行讲解以突出重点，加强教学内容的针对性、实践性。例如：压铸机的特性曲线这一节的内容可省略不讲；对压铸合金、压铸机的基本机构等内容可进行适当的简化处理；而对压铸原理、压铸件结构分析、压铸工艺参数对压铸件质量及压铸模具寿命的影响、压铸模具结构等重点内容要讲深、讲透。还可增加一些传统教材没有但实践性较强的内容.如模具试模与修模方法、压铸件质量分析、压铸件成形的工艺流程介绍等。另外在讲课过程中，介绍一些期刊杂志上与实际结合紧密的文章，突出了教学重点和教学内容的实用性。

三、教学方法的改进

根据压铸工艺与模具设计的课程特点和需要，针对性地进行教学方法改革，使教学内容改革与教学方法的改革相配套，优化教学过程，强调因材施教，提高教学效率和教学质量。

1、优化多媒体教学

教学过程中，充分利用多媒体技术以丰富教学手段。针对难教、难学的模具动作原理等内容，利用模型-实物电子教案、图像，二维和三维动画视频等形式表现教学内容，如分型面的确定、抽芯机构、推出机构、复位机构等以动画形式制作配套辅助教学的多媒体课件；并将与课程相关的资料的最新技术、装备和企业真实的资料、图片收集整理，做成多媒体课件进行前期理论的课堂教学，让学生了解到最新、最全、应用较广的相关的知识。这些现代化教学手段的应用，在教学过程中发挥了传统教学无法比拟的优势，使抽象的内容形象化，静态的图表动态化，在强化教学效果，提高教学效率上取得了显著成效。

2、启发-研讨式教学

课堂教学在向学生传授知识的过程，更应注重学生的主体地位。结合学生的实际，采用启发-研讨式教学方法，引导学生积极思维。加强思维能力的培养和创新能力的培养，强调基本概念和设计思想的传授，正确发挥教师在教学中的“主导”作用与学生的“主动”作用。例如：压铸件的抽芯设计中，教材罗列的都是一些平面静态图，可以先向他们展示静态图片，先让学生自己识图并讲出其中设计的特点和动作过程，最后再观看动画，这样更好吸引学生的兴趣进行分析，增强他们独立思考的能力。

四、教学模式的更新

1、实施案例教学

针对课堂教学和实践环节脱节的问题，在授课时增加了实际生产的几个精典案例为教学内容[。在授课时把所包含的理论知识全部融人案例教学中，以一个或若干个典型的压铸件作为载体，学生随着教学进程逐步完成案例的设计，并绘制相关的装配工程图和零件工程图。最后与之相关的压铸设备、压铸模具课程设计、压铸件生成等内容融合在一起，使模具设计理论课程的讲授与实践过程集中在一起完成.取得了较好的教学效果。

2、强化实践教学

《压铸工艺与模具设计》是一门实践性很强的课程。因此本课程要进一步强化实践教学，把原本的2次拆装实验增加到6次。把课堂教学与拆装试验、课程设计、生产实习、毕业设计等实践性教学环节有机结合，实行多环节、多层次教学的课堂教学模式，增强学生的工程意识。打破传统教学顺序，安排学生在课堂教学之前先进行2次拆装实验，使学生对压铸模具结构有总体认识。在讲授了压铸模结构与零部件设计后，再安排模具拆装与零部件测绘实验，使学生加深了对压铸模结构及其组成零部件的类型、固定方法和相互间的装配关系等的理解，同时提高了学生的动手能力，改善了教学效果。

五、总结

总而言之，结合本科教育的目标和对学生的要求，更加突出理论与实践的结合，培养出一批具备扎实理论知识的技能型人才。通过教学内容、教学手段和教学方法的改革和实践，在培养学生学习能力、实践能力、创新能力方面取得良好的效果。

参考文献

[1] 骆枏生，许琳. 金属压铸工艺与模具设计[M].北京：清华大学出版社.2006.07.

[2] 王丽芳，满达虎.《压铸工艺与模具设计》课程教学模式的改革与实践[J].广西轻工业. 2011（12）：119-120.

[3] 东为富，陈明清等. 《塑料成型模具设计》课程的教学改革[J].广东化工. 2009，36（12）：190-191.

[4] 吉晓莉.《塑料模具设计）>课程的教学改革与实践[J].理工高教研究，2007，26（2） ：82-83.

[5] 刘文.《冲压工艺与模具设计》课程教学改革探索[J].模具制造2008（9） ：66-69.

[6] 张伟玲，尹印栓. 项目教学式课程体系及其构建[J].辽宁教育行政学院学报 2007（02）：7-8.

压铸模具篇2

一、当前《压铸模具设计》教学中存在的主要问题

我们现行的课程教学模式相对企业对于专业人才的需求严重滞后，存在诸多问题：一是“先讲授理论课程再进行课程设计”的教学方式，学生的实践活动仅限于 1～2 周的课程设计，理论与实践脱节。二是教学方法上，以教师的单向灌输为主，学生只是被动接受。三是考核方式以知识目标为主，不能体现能力高低。目前，该课程的考核方式是典型的考试，学生只要背好记好就能应付过去，说不准还能拿高分。

本课程面对的学生学习习惯差、形象思维强而抽象思维弱，学生入学后，难以从文化知识学习过渡到专业技能学习中，容易出现对模具专业知识难以理解和接受的问题。按照学科体系进行教学，学生大部分时间是在教室内听教师讲解理论知识，教学过程脱离了学生的感性认识，学生往往感到课程理论性强，导致学习兴趣降低，乃至产生学习障碍。学生由于缺乏对课程的感性认识，无法通过自我体验而内化知识和技能，实践性和应用性差。

综上所述，笔者认为《压铸模具设计》课程需要以教师为主导，以学生为主体，以项目为载体，以能力培养为目标进行项目教学改革。通过项目的实施，循序渐进完成本课程知识、技能和相应经验的培养任务，同时完成评价与自我评价。利用项目化教学解决教与学两个环节中存在的问题，探讨新型教学模式和实施手段。

二、《压铸模具设计》项目教学的设计方案

1.项目教学概述

项目教学法是指师生通过共同实施一个完整的“项目”而开展的教学活动。项目教学是将项目以需要解决的问题或完成的任务交给学生，学生在教师的指导下，按照要求进行搜集信息、设计与实施方案、通过小组共同研究以解决问题。教学中选择的项目主要是从典型的职业工作任务中开发出来的，并以项目为核心，按照工作过程的逻辑关系建构课程内容。这种以职业工作任务为驱动建构学习内容的教学模式，有效地解决了传统教学中理论与实践相脱离的弊端。在项目教学中，学生在完成指定项目的同时学习新知识，在实践操作中应用已有的专业知识，从而培养发现问题和解决问题的能力。

2.项目的选择

目前，《压铸模具设计》课程按压铸工艺、压铸设备和压铸模具设计的顺序安排教学，知识点过多、阐述过于详细、专业性过强，不利于学生掌握压铸模具设计的基本理论与相应技能。笔者认为可以以模具设计步骤划分思路，以模具设计流程为先后顺序，以典型零件为主线、相关知识点讲解和能力拓展结合来组织教学。通过对模具研发涉及的技能模块分析，针对学生所要达到的业务规范，笔者设计了十个教学项目，如表1所示。

3.项目的实施

（1）组建小组。教师应结合项目教学内容，根据成绩搭配、异性搭配的原则对学生进行科学分组。建议每个小组由3～6人组成，每组选出一个组长，由组长对组员分工。

（2）布置任务。从应用的角度出发，先布置工作任务，再介绍项目所涉及的知识点和技能，引导学生对任务进行分析，对相关信息进行整理和讨论。

（3）汇报交流。由各组组长汇报本小组对项目的分析、项目拟采用的设计思路、设计方案以及方案可行性分析；各组之间相互点评，指出其他小组在汇报过程中出现的问题，并对本组的表现进行自评；教师进行总结。

（4）过程指导。在任务开展的过程中教师要定期召开项目座谈会，听取各组汇报并指出其中存在的问题，以便及时帮助学生解决问题。

（5）检查并评估完成情况。当任务完成后要进行评价，不仅为了评定成绩，更为了改进项目。

4.项目评价

项目教学以能力培养为目标，所以课程以能力要求来考核，采用目标考核方式。学生成绩的考核可以分为两部分：第一，学生十个项目的完成情况，可以分组进行，通过检查学生阶段性成果（实验报告、设计说明书、图样的质量、作业）及答辩的方式综合评定这一部分成绩，占总成绩的50％～70％；第二，规定时间完成某一个综合性较强的零件的压铸模具课程设计，根据成果及关键部分的提问评定成绩，占总成绩的30％～50％。

三、项目教学中需注意的问题

项目教学过程是一种模拟实战，项目教学法是行为引导型教学法的一种，对教师来说需要知识、技术的不断更新。同时，教师的角色必须由以前知识的传授者和管理者向教学的组织者和引导者转变，改变教师一统课堂的局面，教师应该融入到学生中去，成为学生学习的伙伴，课堂上是师生共同参与。再者，项目教学法在具体项目的实施过程中，使学生获得感性认识，强调实操性知识的传授和技能训练时，也不可忽视后续理论的延伸。此外项目教学中应当引导学生学习合作，抑制单体作战，培养团队合作精神。

四、结语

本文针对《压铸模具设计》教学中存在的理论与实践相分离，以及学生由于缺乏感性认识导致学习兴趣不高的问题，提出了项目教学改革法。以典型零件为实例，根据模具设计流程设计了十个项目，在项目实施过程中教师为主导、学生为主体，师生共同参与完成教学任务。它能培养学生自主学习的能力，让学生在项目实训中边做边学，边学边做，变被动学习为主动学习，变注入式教学为启发式教学。

压铸模具篇3

关键词:热处理 模具钢H13 使用寿命

中图分类号:TD3 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)09(c)-0116-02

H13钢具有高的韧性、冷热疲劳抗力,可大幅度地提高热作模具的使用寿命,同时也可以用于要求高强度、高硬度的其它轴类及构件,所以深受广大用户的欢迎。国内H13钢的现有工艺基本上有球化退火,淬火以及高温回火,有需要时,还需进行去应力退火。这些热处理工艺能使H13钢具有良好的综合机械性能,能够满足模具的使用要求。但是,由于为了节省成本,提高经济效益,国内大部分厂家都不进行模具的表面处理,没有最大程度的提高模具的使用寿命。

如今,H13钢的常规热处理工艺在国内的使用情况来说,已经很成熟了,但是,若要继续提高H13钢的使用寿命,可以从表面处理方面来考虑,可用氮化或软氮化来提高模具表面的硬度和耐磨性。

1 压铸模具钢H13的原材料分析

众所周之,钢材在出厂前,都会进行退火处理,以消除钢材内应力,同时改善钢材的切削加工性能。由GB/T1299-2000的球状珠光体评级标准可知,2～4级为合格组织,1级、5级和6级为不合格组织。H13钢的原材料的金相组织如图1所示。

2 压铸模具钢H13的工艺试验

(2)H13钢的渗氮处理。

由硬度计检测可知,经渗氮处理的H13钢的表面硬度为950～1100/HV1,渗层深度为0.31～0.33mm,按照GB/T11354-2005中渗氮层中氮化物检验规定,在显微镜下放大500倍进行检验,取其组织最差的部位,图3中的组织可评为1级,属于合格。

3 H13钢的表面软氮化处理

3.2 H13钢的软氮化处理

本次实验对H13钢表面进行软氮化处理,在600℃下保温5h,氨气的流量为 0.2m3/h,煤油为25滴/min。金相组织如图4所示。

3.3 氮碳共渗与渗氮结果的比较

一般来说,在化合物层脆性不大时,渗氮可使工件表面耐磨性提高一倍以上。氮碳共渗工件的耐磨性随着渗层含碳量的增加而提高,但渗层脆性也随之上升。

各种渗氮和氮碳共渗工艺都能提高工件的弯曲疲劳性能,增量都在40%以上。渗氮对工件疲劳性能的提高优于氮碳共渗,但氮碳共渗工件的抗咬合性能较好,而缺口敏感性低于渗氮工件。随着氮碳共渗层含碳量的增加,疲劳强度的增量逐步下降,疲劳源(鱼眼)一般位于扩散层与基体交界处。

为了提高压铸模表面抗液体金属的热浸蚀性能,多采用氮碳共渗表面强化工艺,但是最好要控制氮碳共渗层的深度,只在金属冲刷最激烈处允许有较深的渗层,其余部位可进行薄层氮碳共渗,或在薄层氮碳共渗的基础上再进行500～550℃的氧化处理,在氮碳共渗层外面再形成一层氧化膜,实践指出,这样处理后的压铸模具使用寿命可提高4～5倍。

氮碳共渗由于使表面多了一层白亮层,以至于有很高的耐蚀性和耐磨性,高于渗氮处理,但是白亮层比较薄,因此在使用过程中,易受冲击而脱落。气体氮化处理不应该出现白亮层,否则会由于脆性大而使模具表面硬度降低。

综上所述,无论是渗氮还是软氮化,都能够很大程度上提高H13钢的耐蚀性,耐磨性,抗热疲劳强度,抗咬合性,提高H13钢的使用寿命。

4 结语

压铸模具篇4

【关键词】材料；镁合金缺陷；质量控制；管理规程

我公司引进的布勒压铸机，最大锁模力3200KN，活塞动态注射力786KN，增压注射力2033KN。从工作稳定性来说，在凝固阶段中根据系统的类型可生产非常高的最终压射压力；从控制能力来说，可以对速度和最终压力曲线进行编程以适合压铸零件的几何形状，实行控制参数量。那如何利用设备的优良性能，压铸出高品质的铸件，清楚铸件质量控制中存在的缺陷，全过程的质量控制和多方法的质量管理将起到关键性的作用。

1.镁合金压铸件主要缺陷和形成原因

镁合金压铸产品的缺陷很多，大致可以分为两大类，一类是尺寸不良，如多料，缺料，裂纹，流痕，平面度不良等；另一类是表面状态不良，如氧化，黑点，气孔等。前者一般属于物理性质，后者属于化学性质。总体来讲，镁合金压铸件主要可概括为冷、裂、气、欠等几大缺陷。

1.1冷

即为冷隔，多出现在大铸件离內浇口远的区域，是镁合金液相互对接或搭接单位熔合而出现的缝隙。由于合金液分成若干股地流动时，各股的流动前沿已呈现冷凝状态，但在后面的金属流的推动下，仍然进行填充，当与其相遇的金属流同样具有凝固前沿时，则相遇的凝固层不能再熔合，其接合处便呈现缝隙，从而形成冷隔。

1.2裂

裂纹是铸件的基体被破坏或断开，形成细长的缝隙，呈现不规则线形，在外力作用下有继续发展的趋势。裂纹主要是受铸件的结构和形状、模具成型零件的表面质量及装固程度、镁合金中铝、硅的含量高低以及熔炼、保温、夹杂等的影响。

1.3气

气孔或缩孔是压铸时，激冷甚剧，凝固很快，熔于金属内部的气体来不及析出，使金属内的气体留在铸件内而形成孔洞。镁合金在冶炼时，如果含有杂质，在铸锭时，杂质的熔点一般没有镁的高，这样，杂质在铸锭过程中蒸发从而形成气孔，而且镁合金冷室压铸都是需要在保护气体的保护下进行的，如果保护气体不够或者不纯，也会导致气孔产生。

1.4欠

压铸件成形过程中，某些部位填充不完整，称为欠铸。主要形成原因有填充条件不良、内部气体阻碍、模具型腔存在残留物等。

2.影响镁合金压铸件质量的主要因素

影响镁合金压铸件质量的因素很多。包括压铸模具、压铸工艺、压铸件结构、压铸合金及压铸作业等。

2.1压铸模具

加工精度。压铸模要求在高温下工作，这样在选择压铸模零件的配合公差时，不仅要满足其在室温下达到一定的装配精度，还要其在工作温度下保证各部分结构尺寸稳定性，动作可靠的要求，特别是一些与合金液接触的部位，在受到合金液高速、高温、高压的条件下，容易使模具的配合间隙发生变化，从而影响压铸件的质量。

冷却系统。质量差的冷却水对设备系统的危害程度增大，进一步影响压铸件的质量。为此，如果冷却水质达不到要求，就必须在冷却水系统中增加水处理装置和中心过滤装置。

浇注、排溢系统。浇注、排溢系统对金属液流动的方向、溢流排气条件、压力的传递、填充速度、模具的温度分布、填充时间的长短等方面起着重要的控制和调节作用。其不仅决定了金属液流动的状态，而且影响压铸件的质量。设计合理的浇注系统，必须认真分析压铸件的结构特点、技术要求、镁合金特性、压铸机的类型和特点。

2.2压铸工艺

获得优质铸件，需要正确选择和配置合理的压铸工艺，包括压力、温度和压射速度。从压射比压方面，在保证铸件成型和使用要求的前提下，选用较低的比压，镁合金一般件比压30～50MPA，受力件50～80MPA，耐气密性和大平面薄壁件80～100MPA；从充型速度方面，充型速度的高低直接影响到压铸件的内外观质量。

2.3铸件作业

压铸作业中，从环境、压铸周期、涂料、浇铸量，作业人员及异常情况处理均对压铸件的质量起着决定性作用。镁合金压铸涂料可避免合金粘模，减少铸件与模具型腔表面的摩擦，降低铸件顶出阻力，保证铸件顺利脱模，防止铸件顶出变形开裂。喷涂不均匀或过厚，由于挥发形成的气体聚集在型腔，极易使铸件产生气孔、针孔缺陷，造成铸件成型不良。在压铸镁合金时，一定要考虑到压铸环境的三大要素，1空气，2温度，3湿度。如果能够将这三大要素搭配的好，那良率就会提高。

2.4压铸合金

镁合金金属液常用的合金化元素是铝和锌。为保证铸造性能压铸镁合金的铝含量>3%，锌含量

2.5铸件结构

压铸工艺设计也就是对压铸零件结构的工艺合理性进行分析，充分考虑各个方面的要求，如压铸工艺特点、压铸件结构要素特性以及铸件清理、表面处理、机械加工等后道工序，设计出合理的压铸件基本结构。合理的铸件结构可以先住有效的缩短产品试制周期，保证产品质量。

3.镁合金压铸件质量控制

在生产工艺过程中，为减少和避免废品的出现，保证各种工艺因素在正常的范围内，必须建立严格的质量管理制度和完善的缺陷控制程序。

3.1质量控制内容

建立质量管理体系，明确质量管理目标；严格执行工艺规程，实现均衡生产和文明生产；做好原料、压铸件的检验、评价工作；严格执行设备保养制度，正确选择设备，压铸模具，保证生产质量；加强不合格品的管理；实行工序质量控制，特别是关键、重点工序的质量控制；建立质量信息系统，做好产品的质量记录、统计、分析和反馈工作。

3.2质量控制规程

原材料验收：根据公司材料标准进行评价；作业检点：作业前各工位的点检表中的项目进行点检记录，发现异常立即报告并采取相应措施；生产记录：各工序操作人员必须严格依据操作规程、作业指导书进行作业，并填相关记录；质量改进：通过对生产质量情况及数据进行分类管理，制定出品质改善对策；压铸件生产必须具有可追溯性，即从原材料到成品零件，可追溯到生产日期、班次，可发现生产中的问题。

4.结束语

镁合金材料的应用增长优势，势必关注到镁合金制品的使用质量和效果。镁合金制品的使用和镁合金行业的扩大，必须充分利用镁合金的材料特性，严格控制镁合金产品的质量，制定相应的质量控制规范，减少压铸缺陷的产生，使其充分发挥新型材料在现代化领域的应用潜力，以便生产和研发出高性能、多市场的镁合金产品。

【参考文献】

[1]徐纪平.压铸工艺及模具设计.北京：化学工业出版社，2006.

[2]丁文江等.镁合金科学与技术.北京：科学出版社，2007.

压铸模具篇5

关键词：铝合金；高压压铸；探讨解决的方法

导言

铝合金高压压铸成形的技术，是近代金属加工工艺中发展较快的一种少、无切削的特种铸造方法。它是将熔融金属在高压高速下充填铸型，并在高压下结晶凝固形成铸件的过程。

该工艺是在高温高压下成型，容易产生缺陷。现在我们就高压压铸出现的常见缺陷问题进行分析并探讨解决的方法。

一、冷隔问题

外观特征：压铸件外表有明显的、不规则的下陷线性纹理（有穿透与不穿透两种）形状细小而狭长，有时交代边缘光滑，在外力作用下有发展可能。

原因：两股或多股熔汤温度太低，相叠r有痕迹。金属结合力很薄弱。浇注温度或模具温度偏低。熔汤的流动性差。浇道位置不对或流动线路过长。填充速度低，排气不良。压射比压低。金属液在型腔内流动不顺畅。

解决办法：适当提高浇注温度，控制在640°-680°C（可根据产品及铝材调整），适当提高模具温度。提高压射比压，缩短填充时刻。压铸机调试过程中适当提高冲头的速度，同时加大内浇口截面积。改善排气填充条件。选用合适的合金，提高金属液的流动性。完善金属液在型腔内流动顺畅。检查壁厚是否太薄（设计或制造），较薄的区域应直接充填。检查形钍欠癫灰壮涮睢＞嗬胩远、封]区域（如鳍片、凸起）、被阻挡区域、圆角太小等均不易充填，如果出现这种情况可改变增加浇道补充冷隔区域。并注意是否有肋点或冷点。在冷隔区域增加渣包。加大排气或加真空b置可能有用。

二、裂痕问题

外观特征：压铸件外表有成直线状或不规则形狭小不一的纹理，在外力作用下有发展趋势。裂痕包括：冷裂和热裂。冷裂：开裂处金属没被氧化。热裂：开裂处金属被氧化。

原因：合金成分出现问题，下降了合金的可塑性。模具温度过低。铸件壁厚有剧烈变化之处，收缩受阻，收缩应力。留模时间过长，应力大。顶出时受力不均。

解决办法：正确控制合金成分。改变铸件布局，加大圆角，加大脱模斜度，减少壁厚差，变更或增加顶针，使顶出受力均匀。检查模具是否有错位、变形，缩短开模或抽芯时刻。控制模具温度（模具工作温度130°C-200°C）。增加或缩短合模rg。

三、气孔问题

外观特征：针孔状或大些许的气孔发生在铸件中，铸件经过机加工后外露；或者气孔在密封要求高的地方，经过试漏机加压往往出现泄漏的现象。气孔一般表面比较光滑，呈圆形或椭圆形，有时孤立存在，有时簇集在一起。可分氢气气孔、卷气气孔。

原因：（1）氢气气孔的形成：氢气气孔微小，形如针状，且均匀分布，零件表面加工后才能观察到。由于压铸件壁薄，金属液凝固速度快，有时氢气气孔肉眼难以观察到。水蒸气是氢气最主要的来源，可能来自炉气、熔炼工具、铝锭/回收件、油污染机加工屑和湿精炼剂等。（2）卷气气孔的形成：卷气气孔呈圆形，内部干净，表面比较光滑且具有光泽，卷气有时单独存在，有时簇集在一起。卷气一般发生在冲头系统、浇道系统和型腔内。

解决办法：（1）对于氢气气孔的形成的解决办法：用GBF除气除渣装置进行精炼；检查离型剂是否喷太多， 离型剂的浓度是否在合适的范围。（2）对于卷气气孔的形成的解决办法：压铸机调试过程中选择适当的慢速，检查流道转弯是否A滑，截面积是否渐减。检查排气面积是否够大，是否有被阻塞，位置是否位于最后充填的地方，改善排气。模温是否太低。使用抽真空的方法能有效地排掉进入型腔中的气体。

四、缩孔的问题

外观特征：发生在铸件表面下面的较大的气孔。有时肉眼能看到，有时要通过X光机检测。

原因：由于金属熔体充型后，由液相转变成固相时必然存在的相变收缩。压铸件的凝固特点是从外向内冷却，当铸件局部壁厚较大时，内部必然产生缩孔缩松问题。简单地说产品比较厚的位置，由于温度高，冷却比较慢而形成的下陷气孔。

解决办法：产品比较厚的位置减料。压铸机调试过程增加毫Α8谋淠＞呶露龋局部增加冷却、喷离型剂、降低模温。如果缩孔位置在浇道方向，可新增浇道直接进行补缩。采用挤压工艺，新增挤压销，当缩孔位置在半固态的时候强行挤压补缩。

五、变形问题

外观特征：压铸件几何形状与图纸不符，全体变形或部分变形，造成产品关键部位尺寸公差不符合图纸要求。

原因：铸件布局设计不良，引起收缩不均匀。开模过早，铸件刚性不行。扣模变形。顶杆设置不合理，顶出时受力不均匀。去掉浇口办法不妥。产品在外力作用下会变形，比如说表面抛丸，喷砂，或不小心的摔打，敲击都会造成变形。

解决办法：改善铸件布局。调整开模时间。合理设置顶杆位置和数量。挑选合理的去掉浇口办法。加大拔模斜度消除拉伤的位置。检查是否由于表面抛丸，喷砂，或不小心的摔打，敲击都会造成变形。

六、毛边问题

外观特征：产品外观产生薄薄的片状多余料。

原因：锁模力不足。 模具合模不良。模具强度不足，产生下陷，熔汤温度太高。没有吹干净模具，合模过程中，模具被余料压陷。

解决办法：检查机台的锁模力。检查模具的合模情况，模具是否被压陷。检查模具材料是否合符要求。检查压铸机调试过程中是否铸造压力过大。熔汤温度控制在740°C-780°C。

七、模具冲蚀、龟裂问题

外观特征：模具烧伤，冲蚀严重。产品出现网状发丝一样凸起或洼陷的痕迹，随压铸次数增加而不得扩大和延伸。

原因：填充速度过高，冲击模具，造成模具损伤龟裂。

解决办法：检查压射比，冲头截面积与内浇口截面积一般控制在13-16倍，如果出现过高就要增加内浇口的宽度与厚度。检查模具材料是否符合规定。检查模具是否已经到达设计寿命，如果到达则更换模具。另外还可以通过做披覆工艺，对模具局部的冲蚀严重的位置做特殊处理。压铸机调试过程中，适当降低冲头的高速速度。

八、波纹问题

外观特征：产品局部组织不同，有明显的波纹。

原因：第一层熔烫在表面急速冷却，第二层熔汤流过未能将第一层熔解，却又有足够的融合，造成组织不同。

解决办法：改善充填模式，缩短充填时间。

九、粘模问题

外观特征：产品整体或局部黏在模具型腔内不能出模，其中又分黏动模和粘定模。

原因：产品出模斜度不够，顶出出现问题，模具局部温度过高。

解决办法：加大产品的拔模角。模具新增加冷却，压铸过程中局部增加喷涂补水，降低模具温。模具增加顶杆。粘定模的可考虑新增定模顶杆机构，还可以在动模中增加倒扣。

十、积碳问题

外观特征：压铸件外表呈现不同于基体金属颜色的斑点

原因：离型剂或其他杂质积附在模具上

解决办法：减少离型剂喷洒量，升高模温，选择适合的离型剂，使用软水稀释离型剂。

十一、脱皮问题

外观特征：压铸件发黑、脱皮

原因：充填模式不良，造成熔汤重叠. 模具变形， 夹杂氧化层.

解决办法：提早切换为高速， 缩短充填r间改变充填模式，浇口位置，浇口速度。检查模具强度是否足够。 检查是否夹杂氧化曾。

十二、欠铸问题

外观特征：压铸件外表有填充缺乏部位或轮廓不清

原因：金属液吸气、氧化夹杂物，含铁量高，使其质量差而下降流动性。浇注温度低或模具温度低。压射比压过低。卷入气体过多，型腔的背压变高，充性受阻。操作不良，喷涂料、注射油过多，涂料、压射油堆积，气体挥发不出去。

解决办法：提高金属液质量。提高浇注温度或模具温度。提高压铸射比压和填充速度。改善浇注系统金属液的导流办法，在欠铸部位增开溢流槽、排气槽。正确的压铸操作。

十三、总结

铝合金压铸是压铸生产的要素之一，要生产优良的压铸件，除了要有合理的零件构造、设计完善的压铸模和工艺性能优越的压铸机外，还需要有性能良好的合金。以上内容是本人结合现场生产经验得出的见解，希望能给初入行的读者带来帮助。■

参考文献

压铸模具篇6

[关键词]低压铸造模具 顺序凝固 材料 冷却系统

1低压铸造模具结构

铝合金轮毂低压铸造的模具结构，它主要有上模、下模和4个侧模组成所要求的型腔。上模和下模分别固定在上模板和下模板上，四个侧模分别连接在侧模油缸上，下模板用螺钉紧固在铸造机台上，上模板经过油缸在导柱上实施开启及闭合，侧模在油缸的作用下沿导向键方向实现开启及闭合。

2低压铸造的成型原理

在密封的保温炉内通入干燥的较低压力的压缩空气，保温炉内的铝液在气体压力的作用下通过与模具连接在一起的升液管缓慢而平稳地充填到模具的型腔中并保压一段时间直至铸件由轮辋至冒口位置顺序凝固，从而得到铸件的；铝合金凝固后卸压，先打开侧模，上模工作缸的回程向上移动使铸件脱离下模，上升到一定高度由顶料系统使铸件脱离上模落到承接铸件的托盘上。

3模具设计的主要参数

3.1模具材料

铝液温度一般在680～730°C的范围内。模具温度在低压铸造时更显得重要。从方向性凝固的观点来看模温分布是从浇口往上型方向变低，一般而言浇口480～520°C，下模400～450°C，侧模350～400°C，上模250～350°C。模具材质选择热作模具钢且现在模具的寿命要求在2.5万件/套，下模是整个产品造型保证的基本，热处理要求：先细化晶粒，再调质处理，硬度 HRC44-46，上模热处理要求： 调质处理，硬度 HRC28-32，通常上下模具选择H13，侧模基本为毛坯面需要最终精加工，硬度 HB=241-286，故大多选择35CrMo。

H13是热作模具钢，执行标准GB/T1299—2000。 统一数字代号T20502；牌号4Cr5MoSiV1；合金工具钢简称合工钢，是在碳工钢的基础上加入合金元素而形成的钢种。H13模具钢用于制造冲击载荷大的锻模，热挤压模，精锻模；铝、铜及其合金压铸模。系引进美国的H13空淬硬化热作模具钢。其性能、用途和4Cr5MoSiV钢基本相同，但因其钒含量高一些，故中温（600度）性能比4Cr5MoSiV钢要好，是热作模具钢中用途很广泛的一种代表性钢号。

35CrMo合金结构钢执行标准：GB/T3077-1999，35CrMo合金结构钢，有很高的静力强度、冲击韧性及较高的疲劳极限，淬透性较40Cr高，高温下有高的 蠕变强度与持久强度，长期工作温度可达 500℃；冷变形时塑性中等，焊接性差。

3.2拔模斜度

铝液在模具中凝固成铸件，冷却后紧包在模具上。为了保证产品从下模脱离而不会损伤表面造型，下模的拔模斜度最小保证7°以上，铸件随上模带起以后需要在顶料系统的作用下脱离上模，最小的拔模斜度保证7°以上。

3.2保证铝液流通通道和排气

低压铸造是铝液通过压力由浇口位置流向轮辋，再由轮辋向浇口实现顺序凝固，由于充型过程中会存在铝液温度的损失铝液会凝固，若是铸造通道设计的不合理就会在轮辋部位和轮辋与辐条交接位置产生缺陷。在设计时要保证浇道位置和横浇道位置有足够的横截面积，以保证实现顺序凝固不会存在内部缺陷。细辐条比较窄横截面积小，轮辋与辐条交接位置会产生缩松，为保证产品质量，在大辐条和小辐条中间的窗口位置加一个封层（增大毛坯加工余量）增大铝液通道。

模具的排气系统包括上模的排气塞和排气线设计，边模的排气线设计。排气系统使模具在低压条件下保证内部压力梯度和在上下模和侧模闭合后，铝液通过压力流入型腔过程空气排出，是铝液充填顺畅的关键部分及避免出现气孔和欠铸现象。

3.4模具的冷却系统

冷却系统使模具在铸造生产过程中保证模具工作状态时达到合理的蓄热量和顺序凝固从而保证铸件达到产品图样的冶金要求。包括上模，下模和侧模中的冷却设计，目前冷却方式为风冷，水冷，水雾冷却。目前大多工厂使用风冷方式，但是模具在现场铸造生产过程中，因轮毂铸件安装盘位置比较厚，在冷却过程中，会形成很大的热节。为了提高现有模具生产效率，位置冷却强度，部分工厂开始研发水雾冷却新结构模具。水雾冷却结构各项指标，能达到模具现场铸造使用要求，其连续生产的稳定性和有益效果。轮毂铸件安装盘位置的水雾急速高强度冷却，使合金溶液快速凝固提高了铸件凝结组织致密性，材料延伸率提高2%～3%。为提升产品综合物理性能，实现产品轻量化作技术准备。

3.5模具的配合间隙

如何保证模具的使用性能是自模具设计开始之初就必须考虑的问题之一，因此与模具使用相关的部件配合公差关系、导向机构、顶出机构等的设计是够合理，模具加工是够保证尺寸和公差要求非常关键。因此模具各部件之间的间隙要适当，过小则因装配误差而相碰或咬住；过大则合铝液通过间隙喷出，造成事故；或者在间隙中产生纵向毛边，减小加压效果，阻碍卸料。在模具设计时应充分考虑到模具材料的热膨胀，例如H13的热膨胀系数为6‰，在设计上下模配合间隙时通常冷模合模后修正模具保证上下模间有0.3mm的间隙保证在热状态下不会产生毛边。在设计模具的导向机构是要根据模具使用厂家的设备情况，若是设备老化严重会影响精度就会下降，导向机构配合间隙过小会是导柱拉伤影响模具的运作，在设计时应加大配合间隙。

4结语

合理的模具结构与铸造工艺相结合是保证产品质量和性能的前提。分析实际生产过程中存在的问题点，不断的改进，根据不同轮毂制造厂家的特点设计出更适合现场生产的模具是今后的努力方向。

参考文献：

[1]百度.

压铸模具篇7

关键词：压铸；计算机模拟；软件

中图分类号：TP319文献标识码：A文章编号：1672-7800（2013）001-0117-02

0引言

压铸成型过程是在高压下，将熔融态合金以较高的速度充填到模具型腔，并在压力作用下结晶凝固以获得铸件。了解并控制成型过程对获得良好铸件质量至关重要。长期以来对这个复杂过程的认知是建立在大量实验基础上的经验准则。随着计算机及相关科学的发展，计算机模拟技术在压铸生产中的应用越来越受到关注。

压铸理论的研究途径不外乎传统的试错法等试验研究法和计算机模拟仿真法。相比之下，计算机模拟不但可以帮助人们掌握铸造缺陷的形成机理，优化铸造工艺参数，确保铸件的质量，而且能缩短试制周期，降低生产成本。近年来，计算机模拟有了长足发展，其在压铸技术方面的应用越来越受到人们的关注，在模拟软件的开发及其应用方面也有较多的研究。

1模拟软件

铸造模拟软件作为一个系统分析软件，在铸造成型技术方面有广阔的应用前景。开发此类软件的国家主要有美国、德国、法国、日本等工业国家，近10年来，我国在这方面的研究也取得了一定成果。

美国流体科学公司研发的FLOW3D是一款三维流体动力学和传热学分析软件，主要分析充型过程中金属流体的速度场、压力场、温度场、自由表面变化以及铸型的温度场；精确描述凝固过程、计算冷却或加热通道的位置以及加热冒口的适应，给出用宏观变量温度梯度、凝固速度和凝固时间表达的微观缩松准则函数，预测可能发生缩松、缩孔缺陷的主要位置。该软件能分析多种金属的多种铸造过程，已有用于镁合金压铸生产的例子。法国ESI公司开发的ProCAST铸造过程模拟软件，除了能进行流场、温度场的模拟外，还能进行热应力模拟、微观结构模拟，通过设置不同的参数，可以模拟多种铸造工艺，包括砂型铸造、金属型铸造、精密铸造、低压铸造、压力铸造等。德国MAGMA公司研究开发的MAGMASOFT软件能分析压铸过程的传热和流体的物理行为，凝固过程中的应力及应变，微观组织的形成，可以准确地预测铸件缺陷。该软件可以模拟多种金属的常见铸造工艺过程，并能模拟压铸过程的应力应变。此外还有法国的SIMULOR、芬兰的CASTCAE、西班牙的FORCAST、瑞典NOVACAST、日本的CASTEM和JSCAST、韩国的AnyCAST等软件。从功能上看，这些软件可以对压铸等多种工艺进行温度场、流场、应力场的数值模拟，也可以预测铸件的缩孔、缩松、裂纹等缺陷以及铸件各部位的组织。

在国内，北京中铸创业科技有限公司的HZCAE/InteCAST软件，以充型过程、凝固过程数值模拟技术为核心，对铸件进行铸造工艺分析，主要分析冷却凝固过程、流动充型过程、充型换热耦合过程；能预测夹渣、卷气、冷隔、浇不足、缩孔、缩松等缺陷。可用来分析铸钢、球铁、灰铁、铸铝、铸铜、铸镁等各种铸造合金的金属型、精铸、低压铸造、压铸等。北京北方恒力科技发展有限公司开发的CASTsoft/CAE软件集三维造型文件接口、有限差分网络自动剖分、铸造过程仿真、铸造缺陷预测、热应力计算、工艺优化及结果显示为一体，对铸件形成过程中的流场、温度场、热应力场进行模拟，预测铸造缺陷。该软件用于铸钢、铸铁和有色金属的差压铸造、低压铸造、金属型铸造和精密铸造等。华中科技大学研究开发的“华铸CAE”铸造工艺分析软件，以铸件充型、凝固过程数值模拟技术为核心，对铸件的成型过程进行工艺分析和质量预测，适用多种铸造合金和铸造方法。国内软件在镁合金压力铸造方面应用较少，这与国内镁合金及镁合金压铸技术起步晚有一定关系。

2模拟数学物理模型

常用的数值模拟算法有有限差分法（FDM）、直接差分法（DFDM）、控制体积法（VEM）、有限元法（FEM）和边界元法（BEM）等，目前涌现出了无单元法（EFM）、并行计算技术等。这些算法中，以有限差分法和有限元法应用较多。

铸造充型模拟过程中，将金属液看作不可压缩的流体，其流动服从质量和动量守恒，其数学形式是连续性方程和Navierstocks方程，压铸件充型过程中金属液的流动通常是紊流流动，常用涡粘性模式中的kε双方程模型来描述充型过程的紊流现象。凝固过程包括热量传递、动量传输、质量传输和相变等一系列过程的耦合，由于压铸生产的时间短，一般只计算温度场。在温度场计算中对结晶潜热有不同的处理方法，常用的有温度回升法、等效比热和热焓法，Procast软件采用的是热焓法。

3数值模拟研究方向

目前，对压铸过程的数值模拟研究主要有：模具与压铸件的温度场、型腔充型过程的流场、模具与压铸件应力场，凝固过程微观组织等，这些模拟对优化工艺参数，合理设计浇注和排溢系统，预测铸件缺陷，提高压铸件力学性能有一定的指导意义。但未形成有普遍指导意义的规律或准则；另外，针对特种合金的新压铸技术模拟研究的报告较少，可以开展这方面的工作以促进镁合金新压铸技术的发展。

4结语

计算机模拟为直观了解压铸过程的规律和理论提供了便利，随着计算机和信息技术的发展，产品设计、性能分析、制造和生产管理等的关系越来越密切，这对软件的集成化要求越发显得重要。因此，软件开发既可以走大集成化的路子，也可以走小集成化多接口的路子；模拟镁合金压铸成型并得到有普遍意义的结论对镁合金压铸成型的研究有重要价值。

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压铸模具篇8

一、前言

此拐臂为某型号产品传动系统中的一个重要组成部分，此拐臂分别连接传动轴和传动连杆，制造质量要求既能保证长期传动运行的可靠性，也要准确地实现机构控制开关分、合的功能，是传动系统的重中之重，在《质量特性重要度分级标》中列为A类等级件。

原设计图纸为焊接结构，工艺路线采用单件加工再焊接一体，生产过程中发现因该件各单件结构紧凑、焊道多的特征，焊后受焊接应力的作用变形严重，超过允许误差范围，且焊后变形的矫正难度很大，既费工又费时，极大地影响了生产效率。

攻关内容

(一)原工艺方法

此拐臂采用不锈钢材料，原工艺方法是对不锈钢板进行下料、折弯并机加，而后采用焊接方法经行连接，最后机加工为成品（见图1）。

1.该工艺方法成品率低，只有30%左右。而且需要制作专用焊接工装（简图并估算工装费），效率极低，该方法只适合单件小批量生产，与公司现有生产规模极不协调。

2.该件焊后需要酸洗处理，焊缝反酸问题公司现有焊接工艺一直未得到解决，成为困扰产品质量的一个重要难点。

3.该件采用热轧不綉钢板焊接而成，不綉钢板自身黑皮无法去除，严重影响外观质量。

4.材料利用率低，造成材料浪费和不必要的加工工时的支出。

图1采用焊接方法成品件

（二）确立熔模铸造工艺

熔模铸造又称“熔模精密铸造”、“失蜡铸造”。这种方法是易熔材料制成精确光洁的模样——易熔模，在易熔模上涂敷多层耐火材料，硬化干燥后即形成铸型。然后使铸型中的易熔模熔化流出，再将熔化的液体金属浇注入焙烧后的铸型，液体金属在铸型中冷却凝固后成为精确光洁的铸件。确立熔模铸造此拐臂是因为它适合于熔模铸造的特点：①熔模铸件尺寸精度高、表面粗糙度细。熔模铸件的尺寸精度可达到CT4～7级表面粗糙度可达到Ra（1.6～12.5）μm，可以无须切削加工，直接铸成；②熔模铸造可以制造形状复杂的铸件。熔模铸件的外形和内腔形状几乎不受限制，可以制造出用焊接、切削加工等方法难以制造的形状复杂件。而且可以使有些组合件、焊接件在稍进行结构改进后直接铸造成整体零件，从而可以减轻零件重量、降低生产成本、改善产品使用性能和尺寸精度。下面以此拐臂为例阐述如下：

1.铸件图设计

根据该件的特点，图纸由焊接件结构改为铸件结构，铸造圆角：1mm，铸件材质：铸钢件ZG230-450（118-2）。

2.蜡模制造工艺

（1）制模：

1）准备压型：压型是制造蜡模所需要的模具，因为蜡模是消耗品，所以首先必须准备适当的压型，以生产足够数量的蜡模。该件压型型腔尺寸的设计是根据铸件图，且考虑蜡模的收缩、壳型的膨胀、铸钢的收缩等因素设计而成。计优点为：①装拆方便，轻巧耐用，取模容易；②保证制出的易熔模能达到要求的尺寸精度和表面粗糙度；③压型的各个零件均应符合机械加工要求，机械加工方便，经济合理。

2）压制蜡模：① 工艺参数：18℃～20℃；注蜡压力：3000kpa±200kpa；保压时间：200s～300s；② 制模方法：在模具模型上涂刷一层分模剂，并将上下模合型，然后，将模具放在压蜡机上，进行压蜡。

蜡模从压型取出后，立即轻轻放在胎模上，并用铝块压紧蜡模。停放时间不少于4h，待蜡模冷却至室温便可清理蜡模。

3）装配模组：为了节省浇口的金属，并便于浇注，把若干个蜡模焊牢在一个直浇口上，装配成为模组。

（2）制壳

1）浸涂料：常用的耐火涂料是由55～60%石英粉和40～45%水玻璃所组成的糊状混合物。取出后，模组各部的表面就覆盖一层有粘性的涂料。

2）撤砂：把浸过涂料的模组放到撤砂盘上，再用压缩空气喷砂的砂床上转动数周，于是模组表面就粘住一层石英砂粒。

3）硬化和干燥：撤砂后略等片刻，把撤过砂的模组浸入硬化剂中，硬化剂分解出硅酸胶把石英砂粘结得十分牢固。接着送入38～45℃的干燥室，去除水分，就在模组表面形成一层厚约1～2mm的薄壳，这样的结壳重复4～6次，壳层厚约5～10mm，需2小时。

3、造型和浇注

（1）脱蜡：脱蜡的方法是把附有壳型的蜡模模组浸如90～98℃的热水，使蜡料熔化成为液体，并从壳型型腔中浮出。

（2）焙烧和浇注：浇注前应把铸型送入900℃左右的焙烧炉中加热，以彻底清除壳型中的残余蜡料和水分。

4、试制结果

因此改进后的工艺方法不仅能够完全满足产品的需求和性能要求，更能降低制造成本。具体节约成本如下：

三、节约经济价值计算

四、结论