以共性关键的挤压压铸技术推动压铸和挤压铸造产业升级

发布日期:[09-04-12 18:59:15] 浏览人次:[]

摘 要 纵述了挤压压铸技术的特性,对相关的压铸、液态模锻(挤压铸造)技术的特性进行了比较,提出了一些新概念,更新明晰了传统观念。以挤压压铸工艺与传统压铸、挤压铸造以及其它特种铸造工艺的共性兼容关系,推动传统产业升级;提出建立全国性生产与技术推广体系的构思。

关键词:压铸、挤压铸造 挤压压铸工艺 液态模锻 技术推广

一、 挤压压铸是一项什么样的技术

挤压压铸技术的全称是“真空挤压压铸模锻工艺与装备及其模具”技术,1997年由我国工程技术人员发明。

挤压压铸是为了解决普通压铸和传统挤压铸造(液态模锻)两项技术存在的主要问题,集合了两项工艺的优势提出来的。它是两项技术突破现有技术瓶颈,走向综合的必然结果,具有强大的技术优势和诱人的经济价值。挤压压铸也是型腔模具成形工艺一项多年来寻求突破的技术。

挤压压铸的工艺特征是:普通压铸充型,挤压铸造补缩。它是在压铸充型之后通过增加挤压补缩工步,以解决传统压铸、真空压铸技术普遍存在的气密性(主要是缩孔与缩松)质量问题,消除各种收缩性缺陷。挤压压铸也可说是在压铸机上实现挤压铸造的技术。

这项挤压压铸技术不仅提出了一项工艺原理,更重要的是提出了实现工艺的装备,它简单实用,使挤压压铸工艺的技术与经济价值得到最充分的表达。

挤压压铸的工艺流程是:合模、锁模、压射缸压射充型、主缸动力挤压补缩、开锁、分模、顶出、复位。以主缸动力挤压补缩,是该技术区别于现有以压射机构同时作为挤压补缩机构的“挤压铸造机”或“精、速、密压铸机”最大的技术特征。

挤压压铸的技术经济指标达到:可用主缸动力对全零件投影面积进行挤压补缩,挤压补缩比压最低50 MPa,最高1000 MPa以上;充型比压(压铸比压)从0—150MPa(或更高)连续无级可调,充型速度无级可调,其工艺特性覆盖普通压铸、挤压铸造、低压铸造、差压铸造、重力铸造范围,可实现与上述设备的兼容设计;模具可设计安装的面积就是零件最大可充型面积(以低压铸造充型,挤压铸造补缩的工艺实现),比传统压铸工艺提高50—100倍;具有挤压与锁模双动力机构,挤压主缸动力与锁模力相同,设备成本的提高可控制在5%以内。传统压铸机可改造成为挤压压铸机;可压铸带型芯铸件,铸件可进行固溶强化热处理,挤压压铸件的车间成本与传统压铸件基本相同。

二、传统相关技术的现状和存在问题

传统挤压铸造工艺的特征是:开式浇注立式挤压。它最大的问题有两方面:一是充型能力不足,复杂的铸件不能很好充型;二是轴向(厚度)尺寸精度低。这个两个方面的问题属于该技术在生产适应能力方面的。传统压铸技术存在的主要问题,是压铸件内部普遍存在收缩性缺陷,其气密性缺陷主要是缩孔、缩松,属于其工艺特性必然产生的质量问题。值得说明的是,真空压铸只能解决铸件气孔中的气的存在问题,并不能解决气孔的产生或存在问题,它完全不能解决压铸工艺存在的缩孔与缩松问题。缩孔与缩松,顾名思义是铸件收缩时形成的真空孔隙,是因为铸件内部不能补缩而产生的,孔隙内部并没有气体。传统挤压铸造技术在冷凝补缩方面具有绝对的工艺优势,而传统压铸技术在充型方面的优势则非常明显,有相当完善的压射充型系统。

现在的压铸机已普遍进行了改进,压射系统基本上按“精、速、密压铸”工艺原理进行设计,增加了由压射缸在铸件开始冷凝时再“加力”进行补缩的工步。但这种“补缩”,与挤压铸造完全不是一回事,这从该方法问世40年不能解决压铸件缩孔、缩松问题的结果反过来得到认证。以抽芯装置用于向前挤压补缩,只能解决零件的一个“热节”问题,并不能算作挤压铸造工艺。

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