引言：壓鑄件包緊力在鋁合金型材在模具里的制冷一直到頂出鑄件的過(guò)程當(dāng)中，始終都是變化規(guī)律的。重點(diǎn)分析模具材料和合金制品隨溫度轉(zhuǎn)變相匹配有著不同的熱膨脹系數(shù)，模具設(shè)計(jì)的時(shí)候針對(duì)不同壓鑄鋁合金選擇不同縮水率。壓鑄加工廠(chǎng)在生產(chǎn)過(guò)程中由于溫度轉(zhuǎn)變所造成的頂出鑄件常見(jiàn)故障能通過(guò)溫度的變化去解決。
壓鑄鋁合金的凝固過(guò)程中，鑄件的伸縮對(duì)模具造成包緊力，模具原材料還在溫度危機(jī)中收攏，鑄件與模具的協(xié)作轉(zhuǎn)變導(dǎo)致包緊力量的變化規(guī)律。鑄件從模具頂出后有一定的溫度，在制冷至室內(nèi)溫度時(shí)也會(huì)收攏。模具設(shè)計(jì)手冊(cè)強(qiáng)烈推薦鑄件的縮水率為0.4%~0.7%。這類(lèi)動(dòng)態(tài)性的改變導(dǎo)致模具設(shè)計(jì)師挑選縮水率發(fā)生艱難。事實(shí)上鑄件的包緊力與起模傾斜度，模具光滑度，小鏈合理布局，離型劑濃度值，模具溫度，鑄件溫度等都密切相關(guān)。本課題研究單從模具和鑄件的縮水率，熱膨脹系數(shù)展開(kāi)分析，給予模具設(shè)計(jì)的時(shí)候挑選模具縮水率參數(shù)值。并提供了一種壓鑄生產(chǎn)商當(dāng)遇到由于溫度轉(zhuǎn)變所引起的鑄件頂出艱難后的合理防范措施。
1.金屬?gòu)?fù)合材料的熱膨脹系數(shù)
壓鑄環(huán)節(jié)中涉及的熱膨脹系數(shù)通常是模具鋼和壓鑄原材料兩方面。
1.1.模具鋁的熱膨脹系數(shù)：
壓鑄模具原材料常見(jiàn)8407，DIEVAR，H13，SKD61等都是屬于同一類(lèi)別的金屬?gòu)?fù)合材料。針對(duì)鋁合金型材壓鑄，模具加熱后正常生產(chǎn)后的模具溫度范圍在75~425 ℃中間（如圖1）。不同類(lèi)型的壓鑄公司模具應(yīng)用溫度有所差異，公司也可以根據(jù)大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行匯總確定，以依據(jù)模具的應(yīng)用溫度挑選相對(duì)應(yīng)的模具熱膨脹系數(shù)。
圖1：模具原材料的溫度與熱膨脹系數(shù)相互關(guān)系
1.2.鋁合金型材壓鑄鋁的熱膨脹系數(shù)：
壓鑄鋁合金型材、壓鑄鋁的熱膨脹系數(shù)關(guān)鍵和Si成分相關(guān)。同一溫度前提下Si成分越大，熱膨脹系數(shù)越低.圖2為3種常見(jiàn)壓鑄原材料ADC12，A380，AM50的熱膨脹系數(shù)，豎條是該材料成份市場(chǎng)需求的平均值。壓鑄生產(chǎn)廠(chǎng)家可以根據(jù)自身企業(yè)的常見(jiàn)Si成分開(kāi)展相匹配查看熱膨脹系數(shù)。
圖2：壓鑄鋁合金的熱膨脹系數(shù)
2.壓鑄模具縮水率的選中
壓鑄模具設(shè)計(jì)方案挑選縮水率時(shí)應(yīng)該根據(jù)模具原材料，鋁合金型材類(lèi)型，壓鑄時(shí)模具的溫度綜合選擇。
2.1壓鑄件和模具的溫度：
模具設(shè)計(jì)的時(shí)候所采用的縮水率理解是壓鑄件從模具頂出的一瞬間逐漸降溫到常溫下的鑄件規(guī)格的轉(zhuǎn)變。檢測(cè)的壓鑄鋁合金型材是ADC12，模具是8407后的溫度轉(zhuǎn)變。熱成像儀精確測(cè)量模具的Ar1地區(qū)最大溫度是289.5 ℃（鑄件頂出一瞬間模具仍在快速降溫），檢測(cè)的鑄件的內(nèi)部溫度在350 ℃，內(nèi)部結(jié)構(gòu)約400 ℃（這類(lèi)熱成像儀精確測(cè)量溫度有延遲時(shí)間，溫度小于具體溫度約50 ℃）(如圖3)
圖3：模具的熱像儀溫度
2.2模具鋼板材料和壓鑄合金制品熱膨脹系數(shù)在不同溫度下相匹配表：
常見(jiàn)的3種壓鑄材料為ADC12，A380，AM50的熱膨脹系數(shù)如表1。以壓鑄鋁合金型材ADC12（溶點(diǎn)580℃）為例子，模具材料種類(lèi)8407.壓鑄件在模具里的溫度t ℃從550℃逐漸下降至500℃，450℃，400℃，一直到室內(nèi)溫度20℃時(shí)，分別代表的熱膨脹系數(shù)r 為25.3,24.8，24.3,23.8等至常溫下時(shí)界定為0。對(duì)應(yīng)著鑄件的溫度，模具鋼8407的溫度分別是450℃，400℃，350℃，300℃（較鑄件低100℃）后的熱膨脹系數(shù)為12.89,12.69,12.51,12.33等。
表1：壓鑄件與模具溫度變動(dòng)的熱膨脹系數(shù)轉(zhuǎn)變相匹配表
2.3壓鑄鋁合金的縮水率
由表1中看得出，當(dāng)鑄件頂出模具時(shí)，鑄件內(nèi)部溫度350~400 ℃時(shí)，相匹配模具溫度為280~300 ℃，這時(shí)ADC12鑄件和8407模具的公稱(chēng)尺寸貼近。通過(guò)檢測(cè)模具和鑄件的溫度，及其統(tǒng)計(jì)分析生產(chǎn)過(guò)程中的模具尺寸溫度轉(zhuǎn)變，明確了表1中科學(xué)合理的最佳值（黑色框外數(shù)據(jù)信息僅參照）做為模具設(shè)計(jì)方案所需要的參考依據(jù)。當(dāng)持續(xù)生產(chǎn)時(shí)，模具溫度與鑄件的溫度轉(zhuǎn)變保持穩(wěn)定。ADC12在頂出鑄件溫度為370 ℃，模具溫度290 ℃分別代表的熱膨脹系數(shù)為23.6和24.1×10-6℃-1，由此依據(jù)表1算出ADC12的壓鑄件模具設(shè)計(jì)的時(shí)候縮水率0.005，同樣計(jì)算出來(lái)A380和AM50分別是0.006和0.007。
3.鑄件頂出艱難的基本原理及防范措施
壓鑄件在模具內(nèi)頂出艱難時(shí)使用烤制鑄件提溫再頂出鑄件的舉措。當(dāng)鑄件在模具內(nèi)頂出困境時(shí)，常用當(dāng)場(chǎng)處理事情的辦法是在鑄件與模具的相接處涂上一層植物油脂，隨后用天燃?xì)饪局畦T件后能夠再度頂出鑄件。方式簡(jiǎn)單高效。
圖4：鑄件（公稱(chēng)尺寸為40mm時(shí)）與模具在各個(gè)溫度中的規(guī)格轉(zhuǎn)變
依據(jù)表1作出鑄件公稱(chēng)尺寸為40mm時(shí)（別的規(guī)格直線(xiàn)斜率一樣）和模具隨溫度的改變關(guān)聯(lián)曲線(xiàn)圖如圖4。由此可見(jiàn)鑄件和模具尺寸都是會(huì)隨溫度的上升而上升，可是直線(xiàn)斜率不一樣，圖4里的A點(diǎn)是鑄件和模具膨脹量等與此同時(shí)的交接點(diǎn)，隨溫度得再上升，鑄件尺寸＞模具的尺寸。
導(dǎo)致鑄件包模頂出艱難的原因之一便是生產(chǎn)過(guò)程中的間斷使鑄件溫度下降至C區(qū)周邊，鑄件的收攏使規(guī)格低于模具尺寸導(dǎo)致包緊力更高。選用烤制方式使鑄件的溫度升高，熱變形量增加到有效B區(qū)，乃至A區(qū),超過(guò)了模具尺寸，使包緊力減少，但是也不可以隨意溫度太高,那樣也會(huì)減少鑄件強(qiáng)度造成頂穿鑄件。在此過(guò)程中可以采取一邊烘干一邊試著頂出的辦法，此方法迅速簡(jiǎn)單高效。不然必須下模具由模具工去除的辦法，耗時(shí)費(fèi)力。
4、結(jié)果
壓鑄件與模具鋁的熱變形直線(xiàn)斜率不一樣，這其中的交叉點(diǎn)是二者的熱變形量相同一個(gè)點(diǎn)。壓鑄公司在生產(chǎn)過(guò)程中碰到鑄件包模頂出艱難時(shí)使用烤制鑄件提溫的辦法，使鑄件的熱變形量達(dá)到直線(xiàn)斜率的相交點(diǎn)附近時(shí)能一定程度的降低鑄件的包緊力，進(jìn)而順利地頂出鑄件。
