原標(biāo)題：重慶建設(shè)·雅馬哈唐和雍高工：壓鑄件包緊力的動態(tài)分析

壓鑄件凝固過程中，合金的收縮對模具產(chǎn)生包緊力，模具材料也在溫度變化過程中收縮，鑄件與模具的協(xié)同變化造成包緊力的動態(tài)變化。鑄件從模具頂出到冷卻至室溫時還會收縮。模具設(shè)計(jì)手冊推薦鋁合金壓鑄件的收縮率為0.4%～0.7%。這種動態(tài)變化造成模具設(shè)計(jì)者選擇收縮率出現(xiàn)困難。實(shí)際上鑄件的包緊力與起模斜度、模具光潔度、頂桿布局、脫模劑濃度、模具溫度、鑄件溫度等都緊密相關(guān)。鋁合金壓鑄件包緊力從模具內(nèi)的冷卻開始到頂出鑄件的過程中，始終是動態(tài)變化的。模具與合金隨溫度變化對應(yīng)有不同的熱膨脹系數(shù)，模具設(shè)計(jì)時應(yīng)根據(jù)不同壓鑄合金選擇不同的收縮率。壓鑄生產(chǎn)中因?yàn)闇囟茸兓斐傻捻敵鲨T件故障可以通過調(diào)整溫度來解決。從模具和鑄件的收縮率，熱膨脹系數(shù)進(jìn)行分析，提供設(shè)計(jì)時選擇模具收縮率的參數(shù)，并給出了一種由于溫度變化引起的鑄件頂出困難問題的有效對策。

圖文結(jié)果

壓鑄模具常用材料為8407、DIEVAR、H13、SKD61等。對于鋁合金壓鑄，模具正常生產(chǎn)時的溫度在75～425℃之間（見圖1）。不同的壓鑄模具使用溫度存在差異，企業(yè)可以根據(jù)大數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)確認(rèn)，通過模具的使用溫度確定對應(yīng)的模具熱膨脹系數(shù)。

圖1 模具溫度與熱膨脹系數(shù)之間的關(guān)系

圖2 壓鑄鋁、鎂合金的熱膨脹系數(shù)

圖3 模具的熱成像溫度

表1 壓鑄件與模具溫度變化的熱膨脹系數(shù)變化

表2 不同鑄件尺寸對應(yīng)模具設(shè)計(jì)收縮率

注：(1)模具尺寸與鑄件尺寸D與溫度變化的對應(yīng)表：計(jì)算公式：D2=D1[1+r(t2-t1)];(2)模具常溫20℃時收縮率α=[模具尺寸/鑄件尺寸]-1。其中，常溫時產(chǎn)品的公稱尺寸為D1，熱膨脹導(dǎo)致的模具變化為D2,t2為熱膨脹時溫度，t1為開始溫度。

圖4 鑄件（公稱尺寸為40mm）與模具在不同溫度下的尺寸變化

研究結(jié)論

造成鑄件包模頂出困難的原因之一就是生產(chǎn)中的停頓使鑄件溫度下降到C區(qū)附近，鑄件的收縮使尺寸小于模具的尺寸造成包緊力更大。采用烘烤方法使鑄件的溫度上升，熱膨脹量增加到合理的B區(qū)，甚至A區(qū)，使包緊力減小，但也不可以任意溫升過高，這樣會減小鑄件的強(qiáng)度導(dǎo)致頂穿。在此過程中可以一邊烘烤一邊嘗試頂出，這種方法效果較好。

本文作者：

唐和雍 李永杰 羅久林
重慶建設(shè)·雅馬哈摩托車有限公司

來源：《特種鑄造及有色合金》雜志