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壓鑄鋁高光

壓鑄鋁高光

 詳情說明

  壓(ya)鑄(zhu)(zhu)(zhu)是(shi)一種金(jin)屬鑄(zhu)(zhu)(zhu)造工藝,其特點是(shi)利(li)用(yong)模(mo)具內(nei)腔對融化的(de)金(jin)屬施加高壓(ya)。模(mo)具通常是(shi)用(yong)強(qiang)度更高的(de)合金(jin)加工而成的(de),這(zhe)個過程有(you)些類(lei)似注塑成型(xing)。大(da)多數壓(ya)鑄(zhu)(zhu)(zhu)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件都(dou)是(shi)不含鐵的(de),例如鋅(xin)、銅、鋁、鎂、鉛、錫以及鉛錫合金(jin)以及它們的(de)合金(jin)。根據(ju)壓(ya)鑄(zhu)(zhu)(zhu)類(lei)型(xing)的(de)不同,需要使用(yong)冷室壓(ya)鑄(zhu)(zhu)(zhu)機(ji)或者熱(re)室壓(ya)鑄(zhu)(zhu)(zhu)機(ji)。

  鑄(zhu)造(zao)設備(bei)和模具的(de)造(zao)價高昂,因(yin)此壓(ya)(ya)鑄(zhu)工(gong)藝一般只(zhi)會用于批量制造(zao)大量產品。制造(zao)壓(ya)(ya)鑄(zhu)的(de)零(ling)部件(jian)相(xiang)對來說比較容易,這(zhe)一般只(zhi)需要(yao)四個主要(yao)步驟,單項成本增量很低。壓(ya)(ya)鑄(zhu)特別適合制造(zao)大量的(de)中小(xiao)型鑄(zhu)件(jian),因(yin)此壓(ya)(ya)鑄(zhu)是各種鑄(zhu)造(zao)工(gong)藝中使用最廣泛的(de)一種。同其(qi)他鑄(zhu)造(zao)技術(shu)相(xiang)比,壓(ya)(ya)鑄(zhu)的(de)表面更為平整,擁有更高的(de)尺寸一致(zhi)性。

  在傳統壓鑄工藝(yi)的基礎上誕生了幾種改進型的工藝(yi),包括減(jian)少鑄造缺陷(xian)排除氣孔的無孔壓鑄工藝(yi)。主要用于加工鋅(xin),可以減(jian)少廢(fei)棄物增(zeng)加成品率的直接注射工藝(yi)。還有由通用動力公(gong)司(si)發明(ming)的精(jing)速密壓鑄技(ji)術以及半(ban)固態(tai)壓鑄等等新(xin)式(shi)壓鑄工藝(yi)。

  壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)(zhu)是(shi)一(yi)種(zhong)利用高壓(ya)(ya)(ya)強制將金屬(shu)熔(rong)液壓(ya)(ya)(ya)入形狀復雜的(de)金屬(shu)模(mo)(mo)內的(de)一(yi)種(zhong)精(jing)密鑄(zhu)(zhu)(zhu)造法(fa)。在1964年,日本壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)(zhu)協會(hui)對于壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)(zhu)定義為(wei)(wei)(wei)“在高溫將熔(rong)化合金壓(ya)(ya)(ya)入精(jing)密鑄(zhu)(zhu)(zhu)模(mo)(mo),在短時間內大量生產高精(jing)度而鑄(zhu)(zhu)(zhu)面優良的(de)鑄(zhu)(zhu)(zhu)造方式”。美國稱壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)(zhu)為(wei)(wei)(wei)Die Casting,英國則稱壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)(zhu)為(wei)(wei)(wei)Pressure Die Casting,而最(zui)為(wei)(wei)(wei)國內一(yi)般業(ye)者所熟悉的(de)是(shi)日本的(de)說法(fa),稱為(wei)(wei)(wei)壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)(zhu)。經由壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)(zhu)法(fa)所制造出來的(de)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件,則稱為(wei)(wei)(wei)壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(Die castings)。

  這些材料(liao)(liao)的抗(kang)拉強(qiang)度,比普通鑄造(zao)合金(jin)高近一倍,對于(yu)鋁合金(jin)汽車(che)(che)輪轂、車(che)(che)架等希望用更(geng)高強(qiang)度耐沖擊材料(liao)(liao)生(sheng)產的部件(jian),有(you)更(geng)積極的意義。

  歷史(shi)

  1838年,為了(le)制造活字印刷(shua)(shua)的(de)(de)(de)模(mo)具,人(ren)們發明(ming)(ming)了(le)壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)設備(bei)。第一(yi)(yi)個與壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)有(you)關的(de)(de)(de)專(zhuan)利(li)(li)頒(ban)布于1849年,它是(shi)一(yi)(yi)種(zhong)小型的(de)(de)(de),用(yong)來生產(chan)印刷(shua)(shua)機鉛字的(de)(de)(de)手動(dong)機器(qi)。1885年奧托·默根特勒(Otto Mergenthaler)發明(ming)(ming)了(le)Linotype排字機,這(zhe)種(zhong)機器(qi)能夠將一(yi)(yi)整行文字壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)成一(yi)(yi)個單獨的(de)(de)(de)鉛字,它給印刷(shua)(shua)界帶(dai)來了(le)前所(suo)未有(you)的(de)(de)(de)革新。在印刷(shua)(shua)業進(jin)入大規模(mo)工(gong)業化(hua)后,傳(chuan)統的(de)(de)(de)手壓(ya)(ya)(ya)字模(mo)已經被壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)取代。1900年左右,鑄(zhu)(zhu)字排版進(jin)入市場使得印刷(shua)(shua)業自動(dong)化(hua)技術(shu)進(jin)一(yi)(yi)步提(ti)高,因此有(you)的(de)(de)(de)時(shi)候在報社內(nei)能看見十多臺壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)機。隨著消費(fei)產(chan)品的(de)(de)(de)不斷增長,奧托的(de)(de)(de)發明(ming)(ming)獲得了(le)越(yue)來越(yue)多的(de)(de)(de)應用(yong)。人(ren)們可以利(li)(li)用(yong)壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)大批量地(di)制造零(ling)部件產(chan)品。1966年,通用(yong)動(dong)力發明(ming)(ming)了(le)精速密壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)工(gong)藝,這(zhe)種(zhong)工(gong)藝有(you)時(shi)也被稱(cheng)作(zuo)雙沖頭壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu) [1] 。

  壓鑄(zhu)過程

  傳統壓鑄(zhu)(zhu)工(gong)藝主要由四個(ge)步驟組成(cheng)(cheng),或者稱做(zuo)高(gao)(gao)壓壓鑄(zhu)(zhu)。這四個(ge)步驟包(bao)括模(mo)(mo)具準備、填充、注射以(yi)(yi)及落砂(sha),它(ta)們(men)也是各種改良版壓鑄(zhu)(zhu)工(gong)藝的基礎(chu)。在準備過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)需要向模(mo)(mo)腔內噴上潤(run)滑劑(ji),潤(run)滑劑(ji)除了可(ke)以(yi)(yi)幫助(zhu)(zhu)控(kong)制模(mo)(mo)具的溫度之(zhi)外還可(ke)以(yi)(yi)有(you)助(zhu)(zhu)于鑄(zhu)(zhu)件(jian)脫模(mo)(mo)。然后(hou)(hou)(hou)就可(ke)以(yi)(yi)關閉模(mo)(mo)具,用(yong)高(gao)(gao)壓將熔(rong)融金(jin)屬(shu)注射進(jin)模(mo)(mo)具內,這個(ge)壓力范(fan)圍大約(yue)在10到175兆帕之(zhi)間。當熔(rong)融金(jin)屬(shu)填充完(wan)畢后(hou)(hou)(hou),壓力就會(hui)一直(zhi)保持直(zhi)到鑄(zhu)(zhu)件(jian)凝固。然后(hou)(hou)(hou)推桿(gan)就會(hui)推出所有(you)的鑄(zhu)(zhu)件(jian),由于一個(ge)模(mo)(mo)具內可(ke)能(neng)會(hui)有(you)多個(ge)模(mo)(mo)腔,所以(yi)(yi)每次(ci)鑄(zhu)(zhu)造過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)可(ke)能(neng)會(hui)產生多個(ge)鑄(zhu)(zhu)件(jian)。落砂(sha)的過(guo)(guo)程(cheng)則(ze)需要分(fen)離殘渣,包(bao)括造模(mo)(mo)口、流道、澆口以(yi)(yi)及飛邊。這個(ge)過(guo)(guo)程(cheng)通常是通過(guo)(guo)一個(ge)特別的修整(zheng)模(mo)(mo)具擠壓鑄(zhu)(zhu)件(jian)來完(wan)成(cheng)(cheng)的。其它(ta)的落砂(sha)方法(fa)包(bao)括鋸和(he)打磨。如果澆口比較易碎(sui),可(ke)以(yi)(yi)直(zhi)接摔打鑄(zhu)(zhu)件(jian),這樣可(ke)以(yi)(yi)節省人力。多余的造模(mo)(mo)口可(ke)以(yi)(yi)在熔(rong)化后(hou)(hou)(hou)重復使用(yong)。通常的產量大約(yue)為67%。

  高壓注射(she)導致(zhi)填(tian)(tian)(tian)充模(mo)具的速(su)度非常快(kuai),這樣在(zai)任何部(bu)分(fen)凝(ning)固之(zhi)前(qian)熔(rong)融(rong)金(jin)屬就(jiu)可(ke)填(tian)(tian)(tian)充滿整個(ge)模(mo)具。通(tong)(tong)過(guo)(guo)(guo)這種方式(shi),就(jiu)算(suan)是很難(nan)填(tian)(tian)(tian)充的薄壁部(bu)分(fen)也(ye)可(ke)以避免表面(mian)不(bu)連續性。不(bu)過(guo)(guo)(guo)這也(ye)會導致(zhi)空(kong)氣滯留(liu),因為(wei)快(kuai)速(su)填(tian)(tian)(tian)充模(mo)具時空(kong)氣很難(nan)逃逸。通(tong)(tong)過(guo)(guo)(guo)在(zai)分(fen)型線(xian)上安(an)放排(pai)氣口的方式(shi)可(ke)以減少這種問題,不(bu)過(guo)(guo)(guo)就(jiu)算(suan)是非常精密的工藝也(ye)會在(zai)鑄(zhu)件中(zhong)心(xin)部(bu)位殘留(liu)下氣孔。大多數壓鑄(zhu)可(ke)以通(tong)(tong)過(guo)(guo)(guo)二次加工來完(wan)成(cheng)一些無法(fa)通(tong)(tong)過(guo)(guo)(guo)鑄(zhu)造完(wan)成(cheng)的結構,例如鉆孔、拋光。

  落砂完(wan)畢(bi)之后就可以檢查缺(que)陷了,最(zui)常見的缺(que)陷包括滯流(澆(jiao)(jiao)不滿)以及冷疤。這些缺(que)陷可能是由模具或熔(rong)融金屬(shu)溫(wen)度不足、金屬(shu)混(hun)有雜質、通氣口(kou)太少、潤滑(hua)劑(ji)(ji)太多等原因造成。其它(ta)的缺(que)陷包括氣孔(kong)、縮(suo)孔(kong)、熱裂以及流痕(hen)(hen)。流痕(hen)(hen)是由澆(jiao)(jiao)口(kou)缺(que)陷、鋒(feng)利(li)的轉角或者過多的潤滑(hua)劑(ji)(ji)而(er)遺留(liu)在(zai)鑄(zhu)件(jian)表面的痕(hen)(hen)跡。

  水(shui)(shui)基潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)被(bei)稱作(zuo)乳劑(ji)(ji)(ji),是(shi)最常(chang)用的(de)(de)潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)類型,這是(shi)出于健康、環境(jing)以(yi)及安(an)全(quan)性(xing)方(fang)面(mian)的(de)(de)考慮(lv)。不像溶(rong)劑(ji)(ji)(ji)型潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji),如(ru)果(guo)將水(shui)(shui)中的(de)(de)礦物質運(yun)用合(he)適(shi)的(de)(de)工藝去除掉,它(ta)是(shi)不會在鑄件中留下(xia)副(fu)產物的(de)(de)。如(ru)果(guo)處理水(shui)(shui)的(de)(de)過程不得當,水(shui)(shui)中的(de)(de)礦物質會導致鑄件表(biao)(biao)面(mian)缺陷以(yi)及不連續性(xing)。主(zhu)要有四種水(shui)(shui)基潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji):水(shui)(shui)摻(chan)油(you)(you)、油(you)(you)摻(chan)水(shui)(shui)、半(ban)合(he)成以(yi)及合(he)成。水(shui)(shui)摻(chan)油(you)(you)的(de)(de)潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)是(shi)最好的(de)(de),因(yin)為(wei)使(shi)用潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)時水(shui)(shui)在沉積油(you)(you)的(de)(de)同時會通(tong)(tong)過蒸發冷卻模(mo)具的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian),這可以(yi)幫助脫模(mo)。通(tong)(tong)常(chang),這類潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)比例為(wei)30份的(de)(de)水(shui)(shui)混合(he)1份的(de)(de)油(you)(you)。而在極端情況(kuang)下(xia),這個(ge)比例可以(yi)達(da)到100:1。

  可以(yi)用于潤(run)滑劑的油(you)包括(kuo)重(zhong)油(you)、動物脂肪、植物脂肪以(yi)及(ji)合成(cheng)油(you)脂。重(zhong)質(zhi)(zhi)殘油(you)在(zai)室(shi)溫下粘性(xing)較高(gao),而在(zai)壓(ya)鑄工(gong)藝中(zhong)的高(gao)溫下,它(ta)會變成(cheng)薄膜(mo)。潤(run)滑劑中(zhong)加入其(qi)(qi)它(ta)物質(zhi)(zhi)可以(yi)控制(zhi)乳(ru)液粘度以(yi)及(ji)熱(re)學(xue)性(xing)能。這(zhe)(zhe)些物質(zhi)(zhi)包括(kuo)石墨、鋁以(yi)及(ji)云(yun)母。其(qi)(qi)它(ta)化學(xue)添(tian)加劑可以(yi)避免灰塵以(yi)及(ji)氧化。水(shui)(shui)基潤(run)滑劑中(zhong)可以(yi)加入乳(ru)化劑,這(zhe)(zhe)樣(yang)油(you)基潤(run)滑劑就可以(yi)添(tian)加進(jin)水(shui)(shui)中(zhong),包括(kuo)肥皂(zao)、酒精以(yi)及(ji)環氧乙烷。

  長久(jiu)以(yi)來,通常使(shi)用的溶劑(ji)為(wei)基礎的潤滑劑(ji)包括柴(chai)油以(yi)及汽(qi)油。它們有利于鑄(zhu)件脫出,然而每(mei)次壓鑄(zhu)過程中會(hui)發生小型爆炸,這導致模腔壁上(shang)積累起碳元素。相(xiang)比水(shui)基潤滑劑(ji),溶劑(ji)為(wei)基礎的潤滑劑(ji)更為(wei)均勻。

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