鋁合金壓鑄模具設計與壓鑄現場使用分析

袁鵬鵬 安徽中鼎精工技術有限公司

引言：鋁合金壓鑄模具設計是一項十分復雜的工作，由于其直接影響了壓鑄件的質量，所以需要盡可能的提高模具的結構強度，避免在使用過程中發生變形或破損，但同時如果模具設計的過大，對材料也是一種浪費，也耗費了大量的加工時間，不利于經濟效益的增長，所以現如今需要從理論角度入手，深入分析當前壓鑄模具設計的缺陷，針對性的做出優化，滿足當前的市場需求。

1 鋁合金壓鑄模具發展現狀

鋁合金壓鑄材料與傳統金屬材料相比具有十分明顯的優勢，其結構強度更高，耐磨耐腐蝕性能更好，尤其是合金遠比傳統金屬材料的重量要輕，隨著汽車工業的發展以及冷室壓鑄機的發明，壓鑄鋁合金的種類得到了快速的發展，可以預測今后合金壓鑄工藝將會漸漸取代鋼鐵鑄件成為今后發展的主要方向。

鋁合金壓鑄質量的好壞有許多影響因素，其中比較典型的就是壓鑄模具設計，由于壓鑄件是在模具中生產的，一旦模具質量出現問題，都會影響到壓鑄件。比如壓鑄模具強度不夠就可能導致壓鑄時發生形變，致使成品零件與設計之間存在較大差異，或是模具內表面存在過多的孔隙和裂縫，材料質量低從而導致鋁合金在壓鑄中受到影響，零件表面凹凸不平，難以滿足實際需求。所以當前提高鋁合金壓鑄件質量的首要途徑就是提高模具的質量，但由于目前我國壓鑄模具在原材料的使用上仍有些不足之處，而且壓鑄模具的制造技術與發達國家相比還存在一定的缺陷，同時我國壓鑄模具產業相關配套體系和設施也不夠完善，這些原因都使我國壓鑄模具的發展受到了一定的影響。

2 鋁合金壓鑄模具設計優化方向

壓鑄模具的好與壞很大程度取決于模具排溢系統和澆注系統的設計，在實際的壓鑄過程中，諸如壓鑄件縮孔、冷隔或是氣孔缺陷等質量原因都是由于模具澆道形狀、澆口與排溢口位置以及壓鑄力參數選擇不合理而導致的。

2.1 模具排溢系統的設計

排溢系統主要由兩個部分組成，分別是溢流槽和排氣槽，溢流槽的作用是儲存混有氣體和涂料殘渣的金屬液，通過兩者之間的配合來引出腔內的氣體，從而保證模具內壓鑄件的質量，因此排溢系統是模具設計重要的一個環節。為了使溢流槽能夠充分發揮作用，一般在模具設計時事先保留好一定的設計余地，在試壓驗證結束后，根據實際情況來對整體的溢流布局進行調整，而且溢流槽作為一種儲存容器，容量不能太小，否則將會影響壓鑄的正常進行，但同時也不能過大，溢流槽容量增加意味著回爐料量的增加，這會在一定程度上提高壓鑄件的成本。而在排氣槽設計中，就需要充分結合實際情況來進行，只要金屬液在充填過程中不會封閉排氣槽，腔內的氣體就能夠得到很好的排除，所以一定要合理設計排氣槽的結構與位置，對于一些深腔模具，可以在深腔部位直接設置排氣塞來排氣。

2.2 模具澆注系統的設計

澆注的整體結構可以分成直澆道和橫澆道，直澆道是傳遞壓力的主要部分，澆筑模具的直澆道要充分考慮實際需求并結合使用的壓鑄機來進行設計。直澆道尺寸大小會影響到金屬液的流動速度與填充時間，如果直澆道的直徑太小，則金屬流動速度就會加快，噴射速度上升會使模具進一步受到損耗，同時也會產生渦流、卷氣、氧化夾渣、冷隔等缺陷，但盲目增加直徑也會有不良后果，比如增加金屬消耗、導致氣體增多，不利于模具的排氣等，所以直澆道的尺寸一定要滿足實際需求，做到科學合理。而橫澆道是連接直澆道與內澆口的通道，模具設計時一定要結合壓鑄件的形狀、結構、大小、澆注位置和型腔個數來科學設計橫澆道，橫澆道的截面積應當從直澆道連接處逐漸縮小，為了減少流動阻力，橫澆道的長度要盡可能縮短，并且在轉彎處采取圓弧設計。

3 鋁合金壓鑄模具現場使用

模具現場使用之前要進行詳細的測試，遇到實際問題要進行詳細科學的分析，得到準確的數據后對模具的設計進行優化，并針對性的采取相關措施，以適應實際的生產需求。在壓鑄中要總結并歸納主要缺陷產生的原因，并且嚴格控制周圍環境的影響，將溫度限定在一定范圍內，避免溫度過高或者過低影響壓鑄的質量，也要合理分析模具自身溫度的影響，將模具溫度穩定在一定范圍內，根據壓鑄件的厚度來選擇合適的控溫措施，避免在薄壁部分由于熱量散失過快導致壓鑄件出現一定程度的缺陷，結合型腔填充時間來分析整個過程的效率，保證限定在最佳填充時間之內。

4 結束語

隨著科學技術的不斷發展，鋁合金壓鑄模具的設計也得到了前所未有的突破，使鋁合金壓鑄件的表面質量和強度都提升了一個檔次，目前我國壓鑄件行業處于穩步增長中，具有十分廣闊的發展前景，為了進一步提高該技術的應用，需要完善壓鑄模具的設計理念，并結合實際來分析壓鑄中產生的各種問題，科學的尋找到解決辦法。