当前位置: 技术 > 压铸工艺
​述压铸曲线识别与工艺符合性确认
发布时间:2020年09月24日 11:32


文:重庆瑞通精工科技股份有限公司 叶立

摘 要:随着科学技术的日新月异,信息技术和传感器技术在压铸机制造领域也得到广泛应用,压铸工艺参数的实时再现和记录已成为现实——由模拟曲线转换为实时曲线。充分利用实时曲线,快捷,准确的分析,判定工艺上存在的问题,并解决问题,成为当今压铸现场工艺员的必备技能。

关键词:压铸曲线;速度;压力


本文以图文并茂的方式,将生产过程中不同的曲线状态和问题的关联进行了论述。以下曲线模式引用于力劲IMPRESS PLUS 压铸机型。

产品工艺:慢速:0.15-0.35m/s;二速:4.5m/s;高速切换位置700mm;增压启动位置850mm;填充行程:236mm;空打行程:970mm;增压比压:945bar;


1、曲线识别

通过“图1”看到,工艺曲线分为蓝色线,红色线,绿色线共三大主线,也称“三线”。



1)蓝色线即“位置线”,对应左侧纵座标“S”,0-1500 范围值,单位“mm”。记录了一个压射单循环冲头运行各阶段的距离及总的压射行程,包含了匀加速的慢压射行程阶段,高速填充阶段及增压凝固阶段。

2)红色线即“速度线”,对应左侧纵座标“V”,0-8 范围值,单位m/s。记录了一个压射单循环中冲头运行各阶段的速度变化。

3)绿色线即“压力线”,对应右侧纵座标“P”,0-2000 范围值,单位bar。记录了一个压铸单循环中冲头作用于合金上各阶段的压力变化。


三条曲线实时记录了一个压射单循环中,不同压射阶段各工艺参数的实际达成情况,该实时记录曲线与工艺设置曲线符合程度,决定着产品质量的稳定情况,或者说,符合性差即是产生质量异常的根源。


2、关键参数识别

2.1 慢压射阶段(图2,“Ⅰ”,速度“V1”)

该阶段为合金液抵达内浇口前的运行阶段,要求压射头运行平稳,合金液不形成飞溅或者浪卷,容杯中的气体能够完全从内浇口排除,模具的内浇道成为先期排气通道。其技术要求:

1) 压射头无卡滞,速度曲线平滑无波动;

2) 匀加速设置应避免大跨度分段,以100 毫米/0.10-0.15m/s 逐次递增;

3) 过慢会形成后端困气无法排除,同时合金液温度损失快,增加产品填充质量缺陷风险;


2.2 高速填充阶段(图2,“Ⅱ”,速度V2,压力P1,P2




该阶段为合金液高速(V2)通过内浇口至型腔充满阶段。同时为产品外观成形关键段,涉及充型比压(P1),涨型比压(P2),增压启动位置的选择,高速切换点的选择等。其技术要求:

1) 高速切换点S1=空打行程-高速行程-料柄厚度-(10-15)mm

2) 高速行程:

a、计算公式:高速行程S2=(渣包重量+产品重量)/合金比重÷压射头截面积㎝²;

b、高速切换过早容易在内浇口前后处形成乱流卷气,影响产品质量,同时对模具冲蚀严重,致使模具提前发生龟裂,寿命缩短;高速切换过晚,虽有利于型腔排气,减缓模具冲刷,但过晚会导致合金温度损失,影响流动性,从而产生冷隔,流痕,气孔以及抛丸起皮等缺陷。

3) P1 是为了获得高速所需的比压。a、 V2 设置越高,P1 就越高;

4) 如果产品无气密要求,壁薄且投影面积大,只需用充型比压P1 计算锁摸力来选择设备,即实现小设备生产大产品。P2 是型腔充满瞬间,合金液撞墙式的冲击形成的涨型力。a、如果无刹车功能,P1 越大,P2 就大,易产生飞边或飞料;b、如此时因增压设置错误,P3 开启过早,与P2 形成叠加效应,也有导致飞料泄压的风险。


2.3 增压补缩阶段(图3--①,“Ⅲ”,P3,V3,S3)



合金从液态凝固成固态,相变过程本身就产生体积收缩,在压力作用下凝固只是让收缩的体积通过浇注系统得到补充,从而减少产品内部收缩缺陷。增压的作用是压缩内部气体,细化晶粒,提高产品致密度,对产品进行补缩。


3 、异常曲线案例分析

3.1 压射启动阶段卡滞曲线分析

在正常情况下,慢压射启动阶段冲头运行基本平稳,速度线与压力线无波动现象,尤其前腔快排阀即插装阀属伺服控制亦是如此,因其根据工艺设置既定的需求速度来控制插装阀开度,平衡压射缸前与后腔的压力差实现控速。见“图3--②”中速度线低速段的异常图示,该异常图示告诉我们启动阶段发生波动,冲头运行出现卡滞,容杯内铝液会随之激荡或浪卷裹气而影响产品质量。造成原因见表1。

 



3.2 增压提前曲线分析

压铸过程中,对于有气密等特性要求的产品,需在凝固阶段采用增压对其补缩,以获得优质的产品。见“图4”异常曲线,V3,P1-P2-P3(起点),在压射头未完全停止状态下(充型阶段)增压提前达到峰值,此时增压储能器释放的压力被转换为速度V3,P3 与涨型压力P2 形成叠加效应, 而此时合金并韭处于收缩凝固阶段需要增压补缩,故增加了卡压射头或飞料的风险,产生安全事故。产生原因见表2。




压铸过程中,由于诸多因素影响,导致增压延迟,使正处于收缩凝固阶段的合金未能及时得到增压补缩。见“图5”中速度线异常曲线V3 前段型腔填充结束,压射头已停止运行,此时压力线陡然爬升,增压瞬间完成建压,并达到压力峰值,补缩阶段可见速度曲线V3 微有浮动,说明型腔内合金已基本凝固,补缩的仅仅是浇注系统或极少的内浇口未凝固部分,因此,难以获得优质产品。



4、结论

综合所述,即时查看压铸实时曲线,快速分析和判断工艺参数的正确性,确保产品质量的稳定性,提高生产效率和产品合格率,降低生产成本,是我们每位压铸工程师努力的目标。