為滿足投影機(jī)光學(xué)系統(tǒng)的強(qiáng)度、散熱等要求,其結(jié)構(gòu)零件 通常使用的是壓鑄鎂合金或壓鑄鋁合金。而壓鑄鎂合金的相關(guān) 性能雖然優(yōu)于壓鑄鋁合金,但由于光學(xué)結(jié)構(gòu)件的復(fù)雜性,導(dǎo)致 其壓鑄的生產(chǎn)性較差,良品率不高。隨著鎂合金壓鑄技術(shù)的不 斷改進(jìn)與提升,可逐漸實(shí)現(xiàn)壓鑄鎂合金對壓鑄鋁合金的替代。
1 產(chǎn)品概況
某產(chǎn)品壁厚4.4mm,輪廓尺寸91mm×93mm×60mm,凈質(zhì)量 113g,材料AZ91D,乃為常見型鎂合金壓鑄件。此產(chǎn)品具有復(fù) 雜結(jié)構(gòu),模具在上下左右方向各有1側(cè)滑塊。介于產(chǎn)品功能, 零件原先諸多部位具有過小的圓角,這對零件成形不利。
2 廢品分析
依據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得知,此產(chǎn)品廢品率高達(dá)24%。通過深 入分析259373件廢品,發(fā)現(xiàn)250378件為欠鑄(96.53%);缺肉 為8995件(3.47%)。
3 欠鑄分析
(1)合金液被氧化過于嚴(yán)重,流動性下降。因存在溢流 及澆注系統(tǒng),外加產(chǎn)品不合格,在持續(xù)壓鑄中,通常會產(chǎn)生> 50%的回爐料。因鎂合金材料在進(jìn)行熔煉過程中具有非常高的 防護(hù)性要求,工廠中并無符合此要求的熔化爐,精煉條件并不 滿足,在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中,回爐料被直接送至保溫爐,操作者僅僅 簡單化處理了合金液表面所漂浮的渣料。與精煉的成品合金錠 相比,回爐料具有十分嚴(yán)重的被氧化情況,另外,流動性也比 較差,此乃造成產(chǎn)品欠鑄的關(guān)鍵因素。
(2)具有過低的模具 溫度及合金澆注溫度。壓鑄過程中溫度把控乃是關(guān)鍵性工藝 參數(shù),為較好滿足充型條件,獲取更佳成形質(zhì)量,需運(yùn)用更為 適宜的模具溫度與合金澆注溫度。設(shè)定保溫爐溫度為670℃, 采用便攜式測溫儀,對加料前及加料后澆注腔當(dāng)中合金的溫度 進(jìn)行測量,數(shù)值:加料之前為662℃,加料30s后為661℃,加 料3分鐘之后為647℃,加料后溫度呈現(xiàn)顯著降低。壓鑄鎂合金 過程中,采用模溫機(jī)經(jīng)熱油加熱模具,乃為最為理想方式,熱 油持續(xù)流經(jīng)模具內(nèi)管道,自內(nèi)部加熱模具,促使模具達(dá)到并維 持所需溫度。此種加熱方式,模具會始終具有穩(wěn)定溫度,可使 產(chǎn)品質(zhì)量顯著提升,另外,還可達(dá)到延長模具壽命的目的,使 生產(chǎn)具有穩(wěn)定節(jié)律。壓鑄鎂合金時(shí),模具中溫度通常維持在 180~280℃。設(shè)定模溫機(jī)溫度為240℃,采用紅外測溫儀,對 持續(xù)生產(chǎn)中的模具溫度進(jìn)行測量,得知靜模為170~180℃,動 模190~200℃,靜模具有偏低的溫度。由數(shù)據(jù)得知,模具及合 金液具有較低溫度,在壓鑄時(shí),易出現(xiàn)冷隔及欠鑄等缺陷。
4 對策及驗(yàn)證
4.1 成品合金錠與回爐料分作原料對比
由于鎂元素具有較為活潑的化學(xué)特性,易被氧化,在精煉 與特殊除渣工藝缺乏狀況下,壓鑄過程中,將回爐料作為原料 時(shí),鎂合金液流動性較之成本,要低于后者。為了能夠更為確 切的驗(yàn)證原材料流動性對于鎂合金欠鑄缺陷所產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)性影 響,分別于不同批次,取成品合金錠與回爐料進(jìn)行生產(chǎn),不改 變其余工藝參數(shù),經(jīng)統(tǒng)計(jì)得知,回爐料欠鑄廢品率為23.4%, 成品合金錠則為19.0%,由此得知,運(yùn)用成品合金錠作為原 料,相比于回爐料,在合金流動性方面要好于后者,能夠降低 欠鑄比例。
4.2 提升合金液溫度
為對合金液溫度對鎂合廢品率所產(chǎn)生的影響進(jìn)行驗(yàn)證,將 合金液的溫度維持在690℃,保持其他工藝參數(shù)不變,分用合 金錠與回爐料,然后進(jìn)行生產(chǎn)。經(jīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得知,回爐料廢品 率16.2%,成品合金錠廢品率為13.4%。經(jīng)比較可知,當(dāng)合金液 的溫度維持在66℃時(shí),對欠鑄廢品率進(jìn)行通解可知,當(dāng)升高合 金液的溫度,無論是成品合金錠還是回爐料,均會使得欠鑄廢 品率顯著下降。其中成品合金錠具有最好的工件質(zhì)量,且具有 最低的廢品率。
4.3 提高模具溫度
因合金液溫度會嚴(yán)重影響模具溫度,將模溫機(jī)溫度分別 設(shè)置為240℃與280℃,然后將合金液的溫度分設(shè)為660℃與 690℃,分4次現(xiàn)場監(jiān)控模具溫度,結(jié)果見表1。
會隨之而得到提升(20℃左右),但提升模溫機(jī)40℃后,此 時(shí)的模具溫度僅提了5℃左右。經(jīng)深入分析得知,可能是模具 加熱流道在設(shè)計(jì)上存有問題,將模溫機(jī)原定溫度提高,難以將 模具溫度提高。
5 結(jié)語
總而言之,當(dāng)提高模具溫度及合金液溫度之后,便會增加 合金液的流動性,還可大幅提升充型能力,顯著降低欠鑄廢品 率。運(yùn)用成品合金錠進(jìn)行生產(chǎn),能夠降低廢品率,但幅度并不 大,可通過改善壓鑄工藝條件,將廢品率高及回爐料流動性差 的問題予以解決。