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PQ图
2图PQ
2图是压铸制程的理论基础,P代表压力,PQQ代表流率,他说明了压铸在高速射出这个阶段的情形。
在浇口处以高速射出,但汤料是否能以我们所希望的速度射出,则牵涉到要达到此速度所2图就是用来预测压铸机可否提供足需要的压力及压铸机是否可以提供给足够的压力。
PQ够的压力,进而预测浇口速度是否可以达到我们要求,
1.压力需求曲线
我们由流体力学可以得到下面这个公式
2?
?
?
?
?
?
……..×V=Cd(1.1)/
√其中V时浇口速度
Cd是流量系数,代表有能量损失与无能量损失的速度比值,通常对镁、铝其值约为0.5,对锌其值约为0.6g是重力加速度ρ是金属液密度P是压力
这个式子在压铸上的意思是:
若我们想要在浇口处有V的速度,就必须供给压力P.
由于Q=V×Ag…….(1.2)其中Q是流率V是浇口速度Ag是浇口面积
我们将(1.2)式带入(1.1)式,然后整理一下,可得到
222Cd……………(1.3)QP=ρ/2gAg
为横轴的坐标平Q为纵轴,P)画在一个以压力1.3对于一个固定的浇口面积,把式(.
面,我们可以得到1.6的图形。
Q
坐标上压力需求曲线P-Q1.6图
,21.7如此压力需求曲线就会变成一条直线,如图QQ为了使用方便,通常把坐标由变成所示,浇口面积愈大,愈偏向1.8所示。
而不同的浇口面积,就可以画出不同的直线,如图右下方。
2Q
2坐标上的压力需求曲线P-Q图1.7
浇口面积小
面口浇图
不同浇口面积对压力需求曲线的影响图1.8
压力供给曲线2
压力,而这个压力来源就是压铸机的PV的速度,必须供给由式(1.1)可知,我们要得到它们会有下列关P,储能器。
但储能器的压力并非就等于
22..(1.4))V(1-……………………/VP=PDRYAP1是压射速度,也等于入料V:
其中P是油缸中的有效压力;P:
是储能器提供的最大压力;AP1是空压射速度,代表此压铸机克服内部阻力所表现出来的射出能;V桶中的金属液速度DRY是相对位置A、A2、、P、PP是压力,A1力。
图1.9是一个简化的压铸机射出系统图形。
21而由静平衡可知=P1.4)可知P的截面积。
当柱塞中速度V=0时,由式(A1PAP=(PA-PPA=PA-PA)/A22212
111A当P很小时,p=P而当V=V时,P=0,这代表所供给的能量全部变成金属液的动能。
1DRA21P
A图1.9
所以式(1.4)的意义就是:
当柱塞的速度为零时,入料桶中的有效压力最大,而当柱塞有速度时,所供给的能量一部分成为入料桶的有效压力,一部分转变为金属液的动能。
而当入料桶内没有阻力时,所有的能量变成动能,这就是空压射。
又,由于Q=V×A……………………(1.5)P其中Q是流率
V是柱塞速度PA是料管截面积(入料桶)
将式(1.5)带入式(1.4),我们可得到
2Q)(1-=PPA12
A2V..DRY12QAP=PA(1-)…………………..(1.6)2
AVA2..DRY2为横轴的坐标平面上,我们可以为纵轴,Q同压力需求曲线一样,我们把(1.6)画在以P得到一条直线,如图1.10
接下来我们要看的一下当我们变动压铸机的一些设定时,对这线条会有什么影响
(1)当我们把储能器的压力加大时,最大压力会变大,空压射速度也会变大,因此整条线会向上移动。
反之,当我们把储能器的压力减小时,整条线会向左下方移动。
如图1.11所示。
(2)当我们把料管直径变大时,最大压力会变小,但流率会变大,因此整条线会以逆时针方向变动。
当料管直径变小时,其情形相反,整条线会顺时针方向变动。
其动态如图1.12所示。
(3)若我们调整压铸机高速阀时,则最大压力不会改变,但空压射速度会改变,其变化如图1.13所示。
2Q
1.10图
大
小
1.11图
P
小料管
图1.12
大阀开
小阀开度
2Q
1.13图
2图3.PQ
2所示。
图,如图1.14当我们把压力需求曲线和压力供给曲线画在一起时,这就是PQ
P
浇口速度=60M/
操作区域
浇口速度=30M/
充填时间=0.06秒
2Q
而这两条线的交点就代表在特定的模具和压铸机设定时,高速射出的状况。
而我们也就可以依次点的值,算出浇口速度与充填时间
那么这个交点应该交在哪里?
由ADCI的建议,浇口速度应在30m/s~60m/s,我们可用式(1.1)找出相对所需要的压力值。
而充填时间应该不长于0.06秒,我们可以用
t=V/Q…………(1.7)
其中t为充填时间
V为铸件体积
Q是流速
2图上就会出现一个区域,如图1.14PQ称为操作区域,算出相对应的流速,因此在交点在这个区域内,都可以接受。
2图可知,当浇口面积加大时,交点万一射出情形不理想时,盖如何调整呢?
由PQ会向下方移,如图1.15.这代表了压力降低,而导致浇口速度降低。
但流率会变大,使充填时间变短。
P
浇口加大
若希望速度增加,充填时间也变短,就需要把储能器压力加大,使交点位置向右上方移动。
2Q
22图不久可以帮助我们了解压铸PQ由以上举例子。
PQ可知图是压铸制程的理论基础,在高速射出时的情形,更可帮助我们预测压铸制程参数变化所产生的影响。
合金溶解温度:
锌合金的溶解温度:
420~450℃
铝合金的溶解温度:
660~680℃
镁合金的溶解温度(热试机)通常在630~650℃
镁合金的溶解温度(冷试机)通常在650~680℃
铸造压力
热式机此压力等于高速射出时储能器所提供的压力
冷室机则会再有一增压之动作。
铸造压力范围:
2350kg/cm75~锌合金通常在
21000kg/cm~500铝合金通常在
2280kg/cm~镁合金(热室机)通常在170
2、550kg/cm350镁合金(冷室机)通常在~
2、1800kg/cm铜合金通常在700~
模具温度
锌合金150~200℃
铝合金180~300℃
镁合金200~250℃
铜合金300~450℃
压铸机的选择
通常以锁模力的大小来选择压铸机
1.3AP2)cm1.3:
是成品投影面积加上流道,成品投影面积(其中T:
锁模力(吨)A:
T=1000溢流井等的全投影面积概算比率。
即1.3A是铸件全投影面积,
2)选铸造压力可参考下表:
kg/cmP:
是铸造压力(
铝合金铸造压力
铸造压力铸件品质要求
2)kg/cm(
500~600只要求外观品质:
列如:
手工具,马达零件
600~800要求无沙孔铸件:
列如汽车等零件
800~1000要求无泄漏铸件:
列如阀类油压零件
锌合金铸造压力
铸造压力2)kg/cm(
铸件品质要求
100~200
小型简单压铸件
200~300
一般压铸件
300~400
大型复杂压铸件
铸件缺陷分析种缺判断方原
一.尺寸差1尺寸量,称3,1收缩率估算错误2模穴
积量寸不正确寸缺心稍数目太多
4飞溅毛边影响分模面尺寸5局部模具冲
蚀尺寸差异;6.顶出事铸件温度太高而变形;7增压压力太高8循环时间不定9浇口速度太高10模具温度不稳定11锁模时间太短12分模面平整度不良
2飞溅毛边
1.目视判断;2体积量测;31.浇口速度太高;2增压压力
尺寸量测太高3循环时间太短4模具温
度太高5锁模力不足6模具合
6.
模不良
3.充填不
完1.目视检查2x-ray;3.尺寸1.模流模式不良;2浇口系统
全
测量;4体积测量5.称重不良;3.逃气设计部良4.浇口速度太低5.料管充填率太低
柱塞低速度太慢7充填时间太
4.体积差异5变形
1.体积量测;2线性量测;3密度量测4称重目视判断;线性量测
长8高速切换太慢9.射出系统功能不良10模具太冷11.循环时间太长12.,熔汤太冷13.冷却系统设计部良14合金成分部正确1.模具温度变化。
2锁模力不足3分模面受污染4浇口速度太高5增压压力太高6锁模时间太短7循环时间变化1.顶针位置不正确;2离型剂
种类错误或使用不足;3.定出时铸件温度太高4.拔模角不适锁模时间6循环时间太短5当.
二内部缺陷
1.气孔
1.加工后肉眼观察2.X-RAY;3.加工后LPT;4.热
太短7熔汤温度太高8.Fe含量太低9浇口速度太高1.溶解不良(含H太多)2.柱2塞低速度太高;3浇口速度太
处理;5密度量测
高4充填时间太短,来不及逃气;5高速射出设定太早6增压反应时间太长7增压压力不足8料管填充率太低9料头太薄10模具在浇口处温度太低11.离型剂不适当12.离型剂使用过量13离型剂混合比例不正确14浇口位置不良15浇口与浇道系统设计不良16逃气设计不良
2.硬点
1.X-RAY2.加工后肉眼观察3金相显微镜(30X-50X)4.湿化学分析5破断面检查
1.溶解温度太高形成氧化增加2保温时间太久形成α-ALO323.废料使用量太多4空气中湿
3缩孔
泄3超音波测试2.1.X-RAY
气太重5.自动给汤未处理氧化物6柱塞低速度太高增压压力太低,传送不到;1.
漏测试4密度测试5.加工后肉眼观察6.加工表面LPT
2.柱塞温度太低3.模具浇口处温度太低4浇口位置不良5浇口太薄6合金成份不正确,凝
三、表面缺陷
1.表面起泡(blister)
1.目视检查;2表面隆起
固区间过大7铸件厚度差异过大8局部过热1.柱塞低速度太高2.浇口速度太低3高速开始设定太早4锁6模时间太短5循环时间太短模具温度太料管填充率太低7离型剂高8离型剂使用过多9浇11.10逃气不足种类不正确熔12.口系统形状与位置不良℃热处理加热350汤未除气13以上
2.冷接纹ColdshutColdlapsFlowmarks
1.肉眼2X-RAY3LPT
1.充填时间太长2.模具温度太低3充填模式不对4充填路径)gatevelocity太长(filltime×5.铸件几何形状干扰6柱塞低速速度太慢7浇口速度太低8.料管充填率太循环时间太久9
Swirls.misruns
浇口位11柱塞温度太低10低
Chills,knitlines;poorfillpeel
3.流纹
1.目视检查,2.表面粗度量测3.表面隆起
置不良12浇口设计部良13熔汤温度太低14合金成分部正高速切换太慢确151.溶解温度太低;2.模具温度太低;3.充填模穴柱塞速度太
FlowlinesflowmarksHeatwavesFlowfigures
4.顶出痕迹5缩陷
1.目视检查2.表面隆起3.X-RAY1.目视检查;2抛光后目视3
浇口离型剂量太多;5慢;4.模具表面粗后形成熔汤挤流6度太细1.顶针杆太长;2顶针杆太短;3顶出孔间隙太大形成毛边;4肉厚薄处顶出杆直径太小1.模具温度太高;2.熔汤温度
Sinks,heatsinks,surface
sinks,heat
marks,surface
,shrinkage
表面隆起量测4x-ray
太高3.熔汤合金成分部正确4铸件壁厚变化大
shadows
6.顶出刮痕
1.目视检查;2表面粗度测量,3LPT
1.浇口速度太高;2增压压力太高;3锁模时间太长;4.模具温度太高;5.离型剂种类不
7粘模
目视检查
正确6.离型剂量不足;7Fe含量太低;8拔模角太小9模具冲蚀后产生1.浇口速度太高,造成冲蚀2.高速阀开始设定太早;3.增压压力太高;4循环时间太短;5
模具温度太高;6.模具表面状况不良7浇口位置不良8浇口设计不良9浇口面积太小10
8.表面污垢9模具裂纹
目视检查1.目视检查;2表面粗度量测
熔汤温度太高11合金成分部适当1.模具温度太低;2离型剂种类不正确3离型剂使用太多4熔汤温度太低1.模具预热不正确2.过度喷离熔汤直接冲模穴表面;3.型剂.
4熔汤温度太高5。
熔汤速度太高6循环时间太长7冷却系
统太强或不适当冷却
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