提高锌合金压铸件质量及控制生产成本
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第1篇一、实验目的1. 了解压铸工艺的基本原理和操作流程。
2. 掌握压铸工艺参数对铸件质量的影响。
3. 提高对压铸工艺缺陷的分析和解决能力。
二、实验设备与材料1. 实验设备:压铸机、压铸模具、加热炉、冷却水系统、实验台等。
2. 实验材料:铝合金、锌合金等。
三、实验原理压铸工艺是一种将熔融金属在高压下快速充填型腔,并在冷却固化后获得所需形状和尺寸的金属零件的加工方法。
实验主要研究压铸工艺参数对铸件质量的影响,包括压力、速度、温度、时间等。
四、实验步骤1. 准备工作:根据实验要求,选择合适的压铸模具和材料,并对模具进行清洗和预热。
2. 加热:将熔融金属加热至适宜的温度,确保金属流动性好,便于充填型腔。
3. 充填:启动压铸机,将熔融金属在高压下快速充填型腔。
4. 冷却:在金属凝固过程中,通过冷却水系统对模具进行冷却,保证铸件尺寸精度。
5. 开模取件:待金属凝固后,打开模具取出铸件。
6. 检查与分析:对铸件进行外观检查,分析铸件缺陷产生的原因,并提出改进措施。
五、实验结果与分析1. 铸件外观质量:实验过程中,铸件外观质量良好,无明显的缩孔、气孔、裂纹等缺陷。
2. 铸件尺寸精度:实验中,铸件尺寸精度较高,与模具设计尺寸基本一致。
3. 铸件内部质量:实验中,铸件内部质量良好,无明显的缩松、夹渣等缺陷。
六、实验结论1. 压铸工艺参数对铸件质量有显著影响。
在实验过程中,通过优化压力、速度、温度、时间等参数,可提高铸件质量。
2. 压铸模具的设计对铸件质量有重要影响。
合理设计模具结构,有利于提高铸件尺寸精度和内部质量。
3. 在压铸过程中,应注意控制熔融金属的温度和流动性,以保证铸件质量。
七、实验改进措施1. 优化压铸工艺参数:通过实验,进一步优化压力、速度、温度、时间等参数,以提高铸件质量。
2. 优化模具设计:针对铸件缺陷,对模具结构进行改进,以提高铸件尺寸精度和内部质量。
3. 加强操作技能培训:提高操作人员对压铸工艺的理解和操作技能,确保实验顺利进行。
锌合金成分控制与压铸件质量一、锌合金的特点1.比重大。
2.铸造性能好,可以压铸形状复杂、薄壁的精密件,铸件表面光滑。
3.可进行表面处理:电镀、喷涂、喷漆。
4.熔化与压铸时不吸铁,不腐蚀压型,不粘模。
5.有很好的常温机械性能和耐磨性。
6.熔点低,在385℃熔化,容易压铸成型。
使用过程中须注意的问题:1.抗蚀性差。
当合金成分中杂质元素铅、镉、锡超过标准时,导致铸件老化而发生变形,表现为体积胀大,机械性能特别是塑性显著下降,时间长了甚至破裂。
铅、锡、镉在锌合金中溶解度很小,因而集中于晶粒边界而成为阴极,富铝的固溶体成为阳极,在水蒸气(电解质)存在的条件下,促成晶间电化学腐蚀。
压铸件因晶间腐蚀而老化。
2.时效作用锌合金的组织主要由含Al和Cu的富锌固溶体和含Zn的富Al固溶体所组成,它们的溶解度随温度的下降而降低。
但由于压铸件的凝固速度极快,因此到室温时,固溶体的溶解度是大大地饱和了。
经过一定时间之后,这种过饱和现象会逐渐解除,而使铸件地形状和尺寸略起变化。
3.锌合金压铸件不宜在高温和低温(0℃以下)的工作环境下使用。
锌合金在常温下有较好的机械性能。
但在高温下抗拉强度和低温下冲击性能都显著下降。
图1时效时间对锌合金屈服强度和冲击韧性的影响图2温度对抗拉强度的影响二、锌合金种类Zamak 3: 良好的流动性和机械性能。
应用于对机械强度要求不高的铸件,如玩具、灯具、装饰品、部分电器件。
Zamak 5: 良好的流动性和好的机械性能。
应用于对机械强度有一定要求的铸件,如汽车配件、机电配件、机械零件、电器元件。
Zamak 2: 用于对机械性能有特殊要求、对硬度要求高、尺寸精度要求一般的机械零件。
ZA8: 良好的流动性和尺寸稳定性,但流动性较差。
应用于压铸尺寸小、精度和机械强度要求很高的工件,如电器件。
Superloy: 流动性最佳,应用于压铸薄壁、大尺寸、精度高、形状复杂的工件,如电器元件及其盒体。
不同的锌合金有不同的物理和机械特性,这样为压铸件设计提供了选择的空间。
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压铸件表面处理后制件表面缺陷及控制方法的探讨分析摘要:压铸制件在表面处理后很容易出现各种缺陷,对所出现的缺陷原因进行分析探讨,达到提高制件表面质量减少废品的出现,降低生产成本的目的。
关键词:压铸件表面处理缺陷众所都知压铸也是铸造当中的一种,它包含在铸造的范畴之内,所以压铸件也具有一般铸件所具有的缺陷,比如冷纹、裂纹、气泡、皮下气孔、缩松等。
但它本身又具有自己的特点-------金属液在高压高速下填充模具型腔,在压力下冷却形成制件的一种成型方法,生产效率极高。
由于具有以上的生产特点,所以不论是锌压铸件还是铝压铸件一般都具有以下的特点:表面较好,无需进行二次加工,其致密度由外到内越来越差,内部或多或少的存在气孔等。
依据我公司压铸的生产工艺过程及压铸件的后处理工序,部分最终处理完毕的制件会出现起皮、气泡等缺陷。
分析其形成原因,主要由以下几个方面:一、模具问题1、结构方面模具是压铸生产必备的工艺装备,而且直接影响到制件的最终质量。
模具浇注系统设计的好与坏更是重中之重。
不同的制件,其浇注系统会具有很大的差异,如设计不当就不会出合格的制件,有时甚至根本出不来件。
我们虽然具有十几年的开模经验,但在浇注系统的设计方面比之南方还有不小的差距,还应该进一步的学习和探讨。
2、毛刺方面模具去毛刺是每个公司都想要达到的高度,如果制件无毛刺,不但节约了生产成本,也提高了表面质量。
但就压铸的生产工艺,要想完全的去除毛刺是根本办不到也是不现实的,而且有些结构较复杂的制件,去掉毛刺后反而会增加其他补救不了的缺陷-------冷纹、气孔,特别是看不到的皮下气孔(喷塑、电镀后会看到)。
这是因为金属液在高压高速填充型腔的同时,把未来得及排出型腔的气体(由于模具达到了去毛刺的状态,影响到了模具的排气)卷入到制件中所造成的。
二、原材料问题国家研究人员通过大量的实验证明,金属具有遗传性。
通俗的说就是在原材料中所具有的缺陷(比如气孔),生产出来的制件也会有。
卫浴产品锌合金压铸件电镀质量的控制【摘要】锌合金压铸件电镀质量难控制是电镀行业多年来一直存在的老大难问题,通常从原材料生产到开模压铸毛坯,到抛光再到电镀成品往往不在同一个企业中完成,又出于商业竞争的原因,对这个问题的看法,分析众说纷纭没有定论。
本文认为毛坯件除了要控制锌材的成份还要控制皮下针(气)孔的深度、大小及分布,皮下浅层针(气)孔会导致电镀膜层厚度减薄组织粗大。
在现今制毛坯工艺无法完全消除皮下针(气)孔的情况下,必须使皮下针(气)孔更细更散更深。
微孔铬这一电镀工艺是弥补锌合金压铸件存有皮下针(气)孔这一缺陷的最好选择。
【关键词】皮下针(气)孔抛光镀层膜厚镍封微孔铬密度锌合金压铸件可一次成型,产品尺寸精度高,表面质量好,生产效率高,特别是对形状复杂和机械加工难度大的零件,既方便有效,成本费用也较低。
所以在卫浴龙头各式样的把手中被广泛采用。
锌合金压铸材料大多数选用GB/T 13821-2009标准中YX040A。
材料中主要成份是锌,其标准电极电位为-0.76V,化学性质相当活泼,表面硬度低,在运输保管使用中表面极易腐蚀和撞伤,失去光泽,降低美观度,缩短使用寿命。
对锌合金压铸把手进行表面装饰防护是市场的必然需要。
卫浴行业特别讲究美观,北美和欧洲市场中高档产品质量要求符合ASTM G85标准中48小时酸性盐雾通过(10级)无缺陷测试。
这就给锌合金压铸把手的电镀质量控制带来很大的难度。
对压铸毛坯件质量要求:第一,采购优质锌锭,存放保持干燥、清洁,熔炼不得混入退镀品、污脏水口料。
第二,压铸毛坯无缺料、无变形、无缩水、无起泡无脱皮、无隔层无裂纹、无气孔、无飞边。
第三,表面干净无油渍,无碰撞伤痕。
第四,经150℃炉箱内烘烤1小时,无起泡。
第五,皮下针孔距离抛光表面深度必须大于0.30mm。
第六,抛光件密度大于6.58g/cm3。
第一,单独抛光,不得与铜件同场地,同抛光材料。
在工件表面若残存有大量铜原子,因为是抛光外力将其侵入,铜原子与锌基体属机械粘连没有扩散互容,在镀碱铜时,必定影响镀层与基体间的结合力和镀层本身的组织结构,从而降低防腐性能。
锌合金压铸技术锌合金压铸技术是一种应用广泛的金属加工方法,它在工业领域中扮演着重要的角色。
本文将介绍锌合金压铸技术的原理、应用领域以及发展趋势等方面。
锌合金压铸技术是一种通过在高温高压环境下,将熔化的锌合金注入到铸模中,并经过凝固后形成所需产品的一种金属加工方法。
其特点在于生产效率高、成本低、产品精度高以及表面光洁度好等优势。
锌合金压铸技术具有以下几个主要的原理:首先,通过预热的方式提高锌合金的流动性,以保证熔融合金在模具中流动平稳;其次,通过高压环境下的模具封闭,使得熔融合金能够迅速冷却凝固,从而形成所需产品;最后,通过模具的设计和排气系统,避免产生气泡等缺陷,提高产品质量。
锌合金压铸技术在众多领域中得到了广泛的应用。
首先,在汽车制造行业中,锌合金压铸技术可以制造轻量化零部件,提高汽车的燃油效率,并降低其总重量。
其次,在电子产品制造领域,锌合金压铸技术可以生产精密的外壳和散热结构,保证电子产品的正常运行。
此外,锌合金压铸技术还广泛应用于通信设备、军工制造、家居装饰等领域。
随着科技的快速发展,锌合金压铸技术也在不断创新和进步中。
首先,材料科学的进步使得锌合金的性能得到了提升,提高了产品的质量和可靠性。
其次,模具设计和制造技术的不断改进,使得锌合金的制造过程更加精确和高效。
此外,数字化制造技术的应用也在锌合金压铸技术中得到了体现,提高了生产过程的自动化程度和生产效率。
总结而言,锌合金压铸技术作为一种重要的金属加工方法,以其高效、低成本和高精度等优势,在各个领域得到了广泛的应用。
随着科技的不断发展,锌合金压铸技术将更加精细化、智能化,并在未来的工业生产中发挥更重要的作用。
锌合金压铸缺陷分析及解决办法作者:耿晓超等来源:《华中电力》2014年第09期摘要:随着经济水平的不断发展,锌价格逐渐上涨,导致锌合金生产企业的成本增加和利润下降。
面对这种情况,要控制好锌合金压铸缺陷的产生,保证质量的提高,减少不必要的损耗和浪费。
本文主要对锌合金压铸缺陷进行分析,并提出解决方法。
关键词:锌合金,压铸缺陷分析,解决办法1 前言锌合金压铸件在市场上广泛得到应用,这就要求压铸件的质量要得到满足,具有良好的表面处理性能,然而在压铸过程中常常出现起泡缺陷,下面将进一步分析起泡缺陷的产生原因,并提出解决方法。
[1]2 起泡缺陷产生原因2.1压铸件孔洞压铸件孔洞主要是气孔和收缩孔,气孔往往是圆形,而收缩孔多数是不规则形[2]。
1、压铸件缺陷中,出现最多的是气孔。
气孔特征:有光滑的表面,表现形式可以在铸件表面、或皮下针孔、也可能在铸件内部。
(铸件壁内气孔)一般呈圆形或椭圆形,具有光滑的表面,一般是发亮的氧化皮,有时呈油黄色。
(表面气孔)气泡可通过喷砂发现,内部气孔、气泡可通过X光透视或机械加工发现,气孔、气泡在X光底片上呈黑色。
气体来源:(1)合金液析出气体与原材料和熔炼工艺有关。
(2)压铸过程中卷入气体与压铸工艺参数和模具结构有关。
(3)脱模剂分解产生气体与涂料本身特性和喷涂工艺有关。
原材料及熔炼过程产生气体分析:铝液中的气体主要是氢,约占了气体总量的85%。
熔炼温度越高,氢在铝液中溶解度越高,但在固态铝中溶解度非常低,因此在凝固过程中,氢析出形成气孔。
氢的来源:(1)大气中水蒸气,金属液从潮湿空气中吸氢。
(2)原材料本身含氢量,合金锭表面潮湿,回炉料脏,油污。
(3)工具、熔剂潮湿。
压铸过程产生气体分析:由于压室、浇注系统、型腔均与大气相通,而金属液是以高压、高速充填,如果不能实现有序、平稳的流动状态,金属液产生涡流,会把气体卷进去。
2、缩孔产生原因:(1)金属液在凝固过程中,由于体积缩小或最后凝固部位得不到金属液补缩,而产生缩孔;(2)厚薄不均的铸件或铸件局部过热,造成某一部位凝固慢,体积收缩时表面形成凹位。
锌合金压铸工作原理锌合金压铸是一种常见的金属加工方法,它利用压力将熔融的锌合金注入到模具中,随后冷却凝固成型。
这种工艺广泛应用于汽车、电子、机械等领域,因为它可以高效地生产各种形状的金属零件。
锌合金压铸的工作原理可以简单地概括为以下几个步骤:1. 准备模具:根据所需零件的形状和尺寸,制作模具。
模具通常由两部分组成,上模和下模,它们可以互相组合成零件的形状。
2. 加热锌合金:将锌合金加热到熔点,通常约为419℃。
锌合金的成分可以根据需要进行调整,以提供所需的机械性能和耐腐蚀性能。
3. 注入模具:一旦锌合金达到了适当的温度,就通过喷嘴将熔融的锌合金注入模具中。
注入时需要施加一定的压力,以确保锌合金充满整个模具腔。
4. 冷却凝固:注入模具后,锌合金会立即开始冷却,并逐渐凝固成型。
冷却时间通常在几秒钟到几分钟之间,具体取决于零件的尺寸和形状。
5. 脱模:当锌合金完全凝固后,模具会打开,将成型的零件取出。
在取出之前,需要确保零件已经达到足够的硬度和强度。
锌合金压铸的工作原理主要依靠锌合金的熔点和凝固过程来实现零件的成型。
通过控制加热温度、注入速度和冷却时间等参数,可以实现对零件质量的控制。
同时,模具的设计和制造也至关重要,它决定了零件的几何形状和尺寸精度。
锌合金压铸工艺的优点在于生产效率高、成本低、零件表面质量好等。
然而,在实际生产过程中还需要注意一些问题,如锌合金的脆性和易氧化性,模具的寿命和维护等。
通过不断改进工艺和技术,可以进一步提高锌合金压铸的质量和效率。
锌合金压铸工作原理简单明了,通过熔融、注入、冷却凝固等步骤完成零件的成型。
它是一种重要的金属加工方法,广泛应用于各个领域。
随着科技的进步和工艺的改进,锌合金压铸将会在未来发展出更广阔的应用前景。
提高锌合金压铸件质量及控制生产成本
提高锌合金压铸件质量及控制生产成本
1 摘要
锌价格在近年不断上涨,此情况导致以锌合金为主要生产原材料的五金企业,在产销上出现了成本增加及利润下降等困难。
企业面对这个艰难时期,必需采取各项措施来应付原材料价格上涨这不利因素。
本文内我们讲解如何透过压铸技术方面的提升,及对生产流程的控制,减少不必要的损耗和浪费来降低成本,以弥补材料成本的上升,保护企业盈利。
2 引言
常有压铸厂家表示铸件在表面处理时,如喷油或电镀后出现不少比例的起泡及砂孔等不良品的情况,这些不良品不单做成额外的原材料损耗,同时亦浪费了每个工序的设备成本及工时。
我司一直致力提供各种技术支持服务,包括成份化验、金相分析等,鉴别铸件的问题成因,并与厂方协力找出改善方法。
总结我们与澳洲太平洋公司合作了十多年的分析经验,大部
份的不良品与模具浇注系统设计有着极其密切的关系。
因此在以下的部份将会分享如何优化模具浇注系统设计。
3 浇注系统的优化
3.1 浇注系统的重要性
高压铸造的浇注系统或流道系统是指从压铸机的压射系统到模具型腔之间的金属流动通道。
热室压铸机的浇注系统包括鹅颈管、喷嘴、分流锥、流道、内浇口和排气系统。
液态锌合金在浇注系统内的流动属于流体力学的范畴,因此可以用水力学的原理来进行分析。
锥形流道系统是应用水力学的基本原理,即锥形流道可以通过控制流体的速度来减小流道内压力的损失,并且获得高的内浇口速度以便缩短充型时间。
通过不断地收缩由鹅颈管到内浇口处的截面积可以达到上述的目的,这种设计还可以有效地降低空气混入到浇注系统金属液体内部的可能性。
在设计浇注系统时,首先要决定浇口的摆放位置,金属流以怎样的模式填充模腔。
填充模式由内浇口的位置和尺寸以及内浇口处流道的设计所决定。
良好的填充模式能将型腔内的气体通过排气通道排走,并使金属流有稳定的流动,均匀地填充整个型腔,避免金属的回流。
锥形流道设计提供稳定金属射流,让我们能预测型腔的填充模式。
一旦确定填充模式,浇注系统设计的主要工作就变成内浇口和流道尺寸的设计,以达到满意的填充模式。
3.2 浇注系统设计流程
决定浇注系统的浇口位置及填充模式计算内浇口的最佳面积计算每段流道的截面面积决定排气坑的位置及计算面积绘制图纸
3.3 流道及浇口面积计算
M = 铸件重量(g)
= 液相密度(g/cm3)
Ag = 浇口面积(mm2)
V = 填充体积(mm3)
vg = 浇口速度(mm/s)
t = 填充时间(s)
在设计浇注系统时,我们会采用
逆向推算,首先计算浇口面积,然后再按比例推算流道至射咀的截面面积。
在计算当中我们需要考虑锌合金从内浇口射出的速度及铸件的填充时间。
当填充物通过浇口时金属是液体状态,所以首先透过液相密度来计算填充体积:
实例:若生产一件重量165g的锌合金压铸件,浇口速度=45m/s,填充时间=0.02s,以下是内浇口截面面积计算方法:
由于浇口面积= 浇口长度x浇口厚度。
当计算了浇口面积=30mm2,浇口厚度和长度可根据铸件的外形而配合出不同的数值,但浇口面积是不变的,如图2所示。
3.4 流道分段面积
整个浇注系统从射咀经流道至浇口的截面面积必需从大到小,通常从喷嘴截面到内浇口的面积收缩比率应该在40到50%的范围之间。
当计算出内浇口面积后,再按比例计算每段流道的截面面积。
在浇注系统设计大致完成后,便可开始绘画模图。
3.5 铸件比例
铸件比例是铸件占全模(流道、溢流糟和披锋等)的重量,很多压铸厂商忽略铸件比例对生产成本的影响,他们只知道良好的浇注系统能生产良好填充的铸件,减少次品的数量。
而一个良好的浇注系统同时能增加铸件比例,减少回炉料的重量。
回炉料量多会直接做成整个生产过程的耗油量及锌渣
量上升。
图五显示了铸件比例对锌渣量的影响。
4 精益生产(小组式生产的应用)
作为压铸厂商或制造商需要時常思考如何降低生产成本,除了在压铸技术上改善铸件的质量以达致减少生产损耗外,我们同时利用控制生产工序来达到成本减省。
精益生产的概念始创于二次大战以后在丰田(Toyota)内实行的实时生产(Just In Time, JIT)概念,大前提是找出浪费、消灭浪费,不容许任何无增值、或即使增加价值但所消耗的资源超出了最低限度的活动或行为。
在精益生产中列举了几种典型的浪费:如次品、没有增值的工序、超额生产、多余的搬运、库存的积压、待料或设备故障做成的停工、没充分利用资源等。
很多压铸厂商亦明白到以上的概念,但在实行方面往往却不知从何入手;在消除次品方面,本文的上半部已探讨过如何透过模具设计上的改进来达致减少次品及原料的损耗。
现在我们集中研究如何将小组式生产应用在精益生产的压铸厂房内。
在压铸厂内的生产流程中,从一个工序到另一个工序都需为产品增值,若每次处理合金锭、铸件、回炉水口时没有增值便做成资源上的浪费。
在附图显示了两组不同的生产流程,图5a是典型的压铸合金厂的物料流程,当中有14次的物料运送(包括合金锭、回炉料及铸件),每次运送过程中物
料均会装箱再卸装,当中涉及到大量
的劳动力。
图5b显示小组式生产,我们利用小组生产模式将相关联的工序组合来减少多余的运送,整体搬运次数由14次减至7次。
另一方面,小组生产模式亦能有效地缩短生产流程所需的时间及减少存放区内屯积的物料。
传统生产模式在每个工序后均会停留在存放区,这些半制成品的储存时间视乎不同的压铸厂而有长短之别,但多个存放区做成大量的半制成品整批的被堆压在厂方内,不单占用厂房的面积,屯积的物料亦导致厂商面对营运资金上的压力。
(图6a及b)
5 总结
企业面对原材料价格接连上升这个艰难时期,必要同时透过压铸技术方面的提升及对生产流程的控制,减少不必要的损耗和浪费来降低成本,以弥补材料成本的上升。
要降低厂内的次品率,可通过良好的锥形流道设计和提高铸件比例来配合。
良好的流道设计不仅有助达到理想的填充模式﹐而且有效地降低铸件憋气的情况增加良好铸件的比率。
由于锥形流道比其它
流道较轻巧﹐又不需要太多溢流位令铸件比例提升﹐回炉料数量也可相應减少。
另一方面,小组式生产在连续而畅流的布置中,各生产步骤形成一群组,逐步依顺序安排。
这能减少厂内多余的运送及仓储做成的资金积压,最终能达致厂方在整个生产流程上的成本减省。