压铸生产线（精选9篇）
压铸生产线 篇1
压力铸造在铸造工业中,以有效提高铸件精度、表面质量、生产效率,容易再加工等多方面的优势显示出其技术的先进性。近年来,随着汽车、摩托车、IT行业以及相关产业的快速发展,有色金属(尤其是铝镁合金)压力铸造的应用范围也在不断扩大。
20世纪90年代,中国有色金属压铸技术及压铸工业发展令人惊叹,已成为一个新型产业群。据资料统计,全国共有有色金属压铸企业300余家,产品产量从1995年的26.6万t上升至2006年的87.0万t,年递增13%,其中铝合金压铸件所占产量比重为3/4,镁合金、锌合金产量比重占1/4。同时,压铸技术及相关产业也发生了巨大变化。
1 压铸技术的发展情况
20世纪60年代,压铸三段式压射工艺(慢压射、快压射、增压工艺)得到普遍应用,20世纪70年代,出现了抛物线压射系统,20世纪80年代,无飞边压射系统得到发展,20世纪90年代,无飞边压射系统进行了突破性的工艺改进,进入21世纪,随着计算机技术的快速发展,过去由人工调控的压力、压射速度等机器操作工序由计算机自动控制。
近年来,为解决压铸件内部存在气孔、缩孔等问题,生产出高精度、高致密度,可以热处理,可以焊接的新型压铸件,我们采用了以真空压铸技术为主的压铸新工艺。
1)真空压铸技术是将压铸模具型腔内的气体抽空,或部分抽空,在压力作用下利用镁溶液充填型腔,以获得致密压铸件。排除型腔内空气主要有两种方法:一是从模具中直接抽气;二是置模具于真空箱内除气,此方法的关键是排气位置设计、排气抽出时间、排气量、真空度的精确选择[1]。
2)充氧压铸技术是在压铸前将O2充入型腔取代其中的空气。当金属液进入型腔时,一部分O2从排气槽中排出,使残留的O2和金属液发生反应,生成氧化物散粒,形成型腔中的瞬间真空,从而获得无气孔压铸件。此技术的关键在于充氧量的控制、降低型腔压力和保证生产安全[2]。
3)半固态压铸技术。半固态压铸是在液态金属凝固时进行搅拌,在一定冷却速度下获得约50%甚至更高固相组分的浆料,然后通过压铸使浆料成形的技术。
4)挤压压铸技术。挤压压铸又称“液态金属模压技术”,铸件致密度高,力学性能好,且无浇口冒口,是一项前沿性的新技术[1]。
2 镁合金的应用
目前,镁合金是实际应用中最轻的金属结构材料,具有密度小,强度高,阻尼性、切削加工性和铸造性能好等特点,减震性、电磁屏蔽性也很好,并且易回收利用,广泛应用于汽车、通信、航空、航天等行业。我国镁合金压铸件平均年增长率达到18%,生产主要集中在珠江三角洲、长江三角洲等汽车工业生产发达地区,镁合金压铸企业形成了一定规模[2]。
3 太原地区建设铝镁合金压铸基地的条件
1)铝及铝合金。山西作为有色金属能源大省,储量分布地区多,矿藏丰富,加工能力位于全国前列。据资料统计,2007年原铝生产超过100万t。山西还集中了中国铝业山西分公司、山西省关铝股份有限公司等上市股份制企业,太原市的新东方铝业有限公司也迈入全国大型铝加工企业行列。
2)山西作为全国主要的镁及镁合金能源大省,原镁产量占全国总产量的80%。山西的镁业具有全球竞争力,现有镁企业70多家,总资产约10亿元,从业人员1.3万人,镁锭、镁粉、镁粒等90%出口,运销40多个国家和地区。
3)有色金属压铸生产能力。太原地区有色金属压铸(主要是铝合金)生产主要集中在国防企业,一些中、小企业也有一定压铸和低压铸造能力。近年来,中国台湾富士康集团入驻太原,以其先进的压铸技术、压铸设备、熔炼工艺、熔炼设备在世界镁合金加工中占有领先位置。
4)太原地区原镁生产能力居全国第一,已达到年产10万t以上,通宝镁业、同翔镁业、恒特镁业、易威镁业等企业年产原镁都在万吨以上。镁的加工能力除富士康集团已形成一定规模,太原同翔镁业镁合金型材加工能达6万t,压铸件1 200 t;风华镁业铸造产品品种达120种。相对太原市原镁产能,镁合金加工还未形成一定产业,镁合金本身价值没有得到充分发挥。
4 打造世界最具竞争力的镁产业基地
1)丰富的资源优势。我国是世界上镁资源最为丰富的国家之一,以皮江法炼镁的原料白云石资源遍布全国,主要集中在山西、宁夏、河南、吉林、青海及贵州等省区。其中,支撑全国原镁产能一半以上的白云石矿地处山西五台,其矿石品质得到冶炼企业的一致认可。此外,太原市焦炉煤气产量丰富,主要用于金属镁冶炼、煤气发电及化工产品等,特别是正在实施天然气代替焦炉煤气计划,将使更多的煤气用于金属镁生产[3]。
2)突出的产业优势。太原是我国最早发展镁产业的城市之一,是山西最大、全国重要的产镁地区。2006年,全国原镁产量前10名企业中,山西省占8家,其中,太原市占5家。随着世界级压铸企业富士康的落户,太原市一跃成为全球最大的3C产品制造基地[3]。
3)一定的研发优势和政策优势。“十五”期间,山西省被国家科技部确定为“国家级镁及镁合金产业化基地”,山西省也将镁及镁合金基地作为“十一五”重点建设的三大基地之一。在研究开发方面,太原市拥有以中北大学、太原理工大学等为代表的镁及镁合金研发机构和研发人才。随着我国振兴老工业基地和中部崛起战略的实施,国家将从政策、资金、重大建设布局等方面给予老工业基地和中部地区大力支持。山西省是全国著名的老工业基地,太原市是山西省能够享受老工业基地改造优惠政策的4个城市之一,太原镁产业主要基地之一阳曲县还可享受西部大开发政策,太原完全可以抓住机遇大力发展镁产业[3]。
4)太原地区模具制造业及机器材料制造业已形成一定规模并具有一定技术优势,模具新材料应用、数字化加工技术为提高压铸模具的制造精度提供了技术人才支撑。富士康太原科技园不断引进国外先进的模具制造加工技术,促进了模具制造业的发展。
5 建设太原地区有色合金压铸基地的方案
1)利用清徐、阳曲两地现有的原料生产基地,扩建生产厂房,整合调入太原地区现有的加工资源进行改造,有计划的引进国内外先进的压铸设备、熔炼配套设施,对原料就地就近组织生产。
2)依托富士康太原工业园和太原市现有的铝镁合金加工强势单位,对太原市现有加工企业进行整合,利用现有设备进行技术改造,增加加工能力。根据订单,分门别类的进行生产,提高各种铝镁及合金产品的附加值。
参考文献
[1]崔红卫,赵鹏.镁合金的应用及发展动态[J].铸造技术,2002(7):7-9.
[3]刘奎立,杜远东.关于镁合金及成形技术研究[J].周口师范学院学报,2003,20(5):88-91.
[3]张兵生.全力打造世界最具竞争力镁产业基地[J].太原科技,2008(5):5-6.
压铸生产线 篇2
压铸生产中遇到的质量问题很多，其原因也是多方面。生产中必须对产生的质量问题作出正确的判断。找出真正的原因，才能提出相应切实可行的有效的改进措施，以便不断提高铸件质量。
压铸件生产所出现的质量问题中，有关缺陷方面的特征、产生的原因（包括改进措施）分别叙述于后。
一、欠铸
压铸件成形过程中，某些部位填充不完整，称为欠铸。当欠铸的部位严重时，可以作为铸件的形状不符合图纸要求来看待。通常对于欠铸是不允许存在的。
造成欠铸的原因有：
1）填充条件不良，欠铸部位呈不规则的冷凝金属
Ø当压力不足、不够、流动前沿的金属凝固过早，造成转角、深凹、薄壁（甚至薄于平均壁厚）、柱形孔壁等部位产生欠铸。
Ø模具温度过低
Ø合金浇入温度过低
Ø内浇口位置不好，形成大的流动阻力
2）气体阻碍，欠铸部位表面光滑，但形状不规则
Ø难以开设排溢系统的部位，气体积聚
Ø熔融金属的流动时，湍流剧烈，包卷气体
3）模具型腔有残留物
Ø涂料的用量或喷涂方法不当，造成局部的涂料沉积
Ø成型零件的镶拼缝隙过大，或滑动配合间隙过大，填充时窜入金属，铸件脱出后，并未能被完全带出而呈现片状夹在缝隙上。当这种片状的金属（金属片，其厚度即为缝隙的大小）又凸于周围型面较多，便在合模的情况下将凸出的高度变成适为铸件的壁厚，使以后的铸件在该处产生穿透（对壁厚来说）的沟槽。这种穿透的沟槽即成为欠铸的一种特殊形式。这种欠铸现象多在由镶拼组成的深腔的情况下出现。
Ø浇料不足（包括余料节过薄）。
Ø立式压铸机上，压射时，下冲头下移让开喷嘴孔口不够，造成一系列的填充条件不良。
二、裂纹
铸件的基体被破坏或断开，形成细长的缝隙，呈现不规则线形，在外力作用下有发展的趋势，这种缺陷称为裂纹。在压铸件上，裂纹是不允许存在的。
造成裂纹的原因有：
1.铸件结构和形状
Ø铸件上的厚壁与薄壁的相接处转变避剧烈
Ø铸件上的转折圆角不够
Ø铸件上能安置推杆的部位不够，造成推杆分布不均衡
Ø铸件设计上考虑不周，收缩时产生应力而撕裂。
2.模具的成型零件的表面质量不好，装固不稳
Ø成型表面沿出模方向有凹陷，铸件脱出撕裂
Ø凸的成型表面其根部有加工痕迹未能消除，铸件被
Ø成型零件装固有偏斜，阻碍铸件脱出。
3.顶出造成
Ø模具的顶出元件安置不合理（位置或个数）Ø顶出机构有偏斜，铸件受力不均衡
Ø模具的顶出机构与机器上的液压顶出器的连接不合理，或有歪斜或动作不协调
Ø顶针顶出时的机器顶杆长短不一致，液压顶出的顶棒长短不一致。
4.合金的成分
1）对于锌合金
A有害杂质铅、锡和镉的含量较多
B纯度不够
2）对于铝合金
A含铁量过高，针状的含铁化合物增多
B铝硅合金中硅含量过高
C铝镁合金中镁含量高
D其它杂质过高，增加了脆性
3）对于镁合金
铝、硅含量过高
5）合金的熔炼质量
A熔炼温度过高，造成偏析
B保温时间过长，晶粒粗大
C氧化夹杂过多
6）操作不合理
A留模时间过长，特别是热脆性大的合金（如镁合金）
B涂料用量不当，有沉积
7）填充不良、金属基体未熔合，凝固后强度不够，特别是离浇口远的部位更易出现。
三、孔穴
孔穴包括气孔和缩孔
1、气孔
气孔有两种：一种是填充时，金属卷入气体形成的内表面光亮和光滑、形状较为规则的孔洞。另一种是合金熔炼不正确或不够，气体熔解于合金中。压铸时，激冷甚剧，凝固很快，熔于金属内部的气体来不及析出，使金属内的气体留在铸件内而形成孔洞。
压铸件内的气孔以金属卷入型腔中的气体所形成的气孔是主要的，而气体的大部分为空气。
产生气孔的原因
1.内浇口速度过高，湍流运动过剧，金属流卷入气体严重
2.内浇口截面积过小，喷射严重
3.内浇口位置
不合理，通过内浇口后的金属立即撞击型壁、产生涡流，气体被卷入金属流中
4.排气道位置不对，截面积不够，造成排气条件不良
5.大机器压铸小零件，压室的充满度过小，尤其是卧式冷压铸机上更为明显
6.铸件设计不合理。a形成铸件有难以排气的部位；b局部部位的壁厚太厚
7.待加工面的加工量过大，使壁厚增加过多。
8.熔融金属中含有过多的气体
2、缩孔
铸件凝固过程中，金属补偿不足所形成的呈现暗色、形状不规则的孔洞，即为缩孔。其原因有：
I.金属浇入温度过高
II.金属液过热时间太长
III.压射的最终补压的压力不足
IV.余料饼太薄，最终补压起不到作用
V.内浇口截面积过小（主要是厚度不够）
VI.溢流槽位置不对或容量不够
VII.铸件结构不合理，有热节部位，并且该处有解决
VIII.铸件的壁厚变化太大
在压铸件上，产生缩孔的部位，往往是容易产生气孔的处所，故压铸件内，有的孔穴常常是气孔、缩孔混合而成的。
四、条纹
填充过程中，当熔融金属流动的动能足以产生喷溅或虽然聚集成流束，但又相连得不紧密的条件时，边界——凝固层便具有“疏散效应”，而处于这种状态金属在随后的金属主流所覆盖之前，早就凝固，于是，在铸件表面上便形成纹络，这就是压铸件上常见的条纹。铝合金铸件上条纹最为明显，而在铸件的大面积的壁面上，就更为突出。
这种条纹呈现不同的反射程度，有时比铸件的基体的颜色稍暗一些，有时硬度上也稍有不一样。根据工厂初步测定条纹的深度约在0.2毫米以内，而深度为0.05毫米起，外观就已经明显地看出来。
对条纹作化学的、摄谱的和金相的研究发现，条纹与铸件本身相同的化学成分，可而条纹不是硅偏析、渣滓、污损，也不是合金的其它化学本性原因造成的。条纹的深度仅0.08~0.20毫米。有时条纹有着清晰的边界，有时条纹与铸造组织混杂在一起，看不到明显的过渡区。条纹的微观组织基本上没有不同于主要组织，只是它更细致一些。对于铝合金来说，条纹内铝—硅共晶组织更加细致，合金组元中的金属间化合物也是如此。条纹也呈现硅的不足（暗的组成物），但没有发现化学上的差异。在条纹更细的组织中，硅的分布也不一样，既然硅比铝要黑些，因而条纹的颜色常常看来更暗。
综上所述，压铸件表面的条纹，是填充过程中必然发生的结果，尤其是铝合金铸件的表面更为突出，而条纹的组织和性质对于压铸件的使用来说，在一般的情况下没有影响的。只有在壁很薄时，才对条纹的深度有限制。至于在光饰要求高的表面上则还是不应该存在的。
既然条纹是由于边界——凝固层的“疏散效应”所形成，而根据填充过程的特性，便可对产生这种“疏散效应”的原因作如下的分析：
I.填充时，剧烈的湍流将气体卷入金属流中，从而对金属流速产生弥散作用。
II.在填充过程中，铸件的外壳层（边界——凝固层）常常不是整个地同时形成的（在填充理论的叙述中已经提到）在尚未形成壳层的区域便出现“疏散效应”。对于有大平在面的铸件，在大的平面壁上就更为明显。
III.模具温度低于热平衡条件所应有的温度，使“疏散效应”更为强烈，产生的区域亦大为增多。
IV.金属流撞击型壁而产生溅射所造成的“疏散效应”十分明显，当撞击后的金属分散成密集的液滴，便成为麻面。这就是铸件表面上总是带有强烈的溅射痕迹的原因。正对内浇中的型壁是撞击溅射最常见的区域。
V.涂料涂层不匀，厚的部位受到金属流的炽热混杂在金属中，并使金属产生“分隔”，从而造成“疏散效应”。
VI.涂料局部沉积而气体又未挥发干净，余下的气体被金属流所包卷，对金属流产生弥散作用。
VII.排溢系统不合理，逸气不通畅，型腔中的气体过多，金属流因气体而弥散的作用增强。
根据条纹产生的原因，可见其深度是随时变化的。所以，生产中，常常按深度的不同，将条纹分别称为花纹、流痕、麻面和冷纹等等。而冷纹的深度则是条纹中最深的一种。
五、表层疏松
压铸件的外壳层（边界——凝固层）一般约为0.5~0.8毫米左右。在这个壳层（也称表皮层）上有一种呈现松散不密实的宏观组织，即为表层疏松。
表层疏松的形成的原因与条纹相似，故其性质也很接近，也是有时有清晰的边界，有时则无明显的过渡区。但其深度则较条纹更深一些，而且总是与涂料过多而沉积有关，因此，表层疏松的颜色比条纹更为灰暗，反射更差。有时，也带有涂料受炽热而烧灼的颜色，所以有时这种还与涂料的本色有关。
深度很浅的表层疏松，一般来说没有妨碍，但光饰（涂覆）则不允许存在。
六、冷隔
金属流互相对接或搭接但未熔合而出现的缝隙，称为冷隔。对于大铸件来说，冷隔这种缺陷出现较多。
出现冷隔的部位通常是离内浇口远的区域。它是由于金属流分成若干股地流动时，各股的流动前沿已呈现冷凝状态（称为凝固前沿），但在后面的金属流的推动下，仍然进行填充，当与其相遇的金属流同样具有凝固前沿时，则相遇的凝固层不能再熔合，其接合处便呈现缝隙，这种缝隙便称为冷隔。严重的冷隔对铸件的使用有一定的妨碍，应视铸件的使用条件和冷隔的程度而定。
产生冷隔的原因有：
1.金属流在型腔中分成若干股地进行填充
2.溢流槽位置与金属流股汇集处不吻合3.合金浇入温度过低
4.模具温度过低
5.内浇口速度太小
6.金属流程过长
七、凹陷
铸件表面上的瘪下部位称为凹陷，产生的原因有
1.铸件的热节部位填充满（内部有空洞），收缩时，表皮层虽有一定的强度，但在不破裂的情况下，仍然受到内部的收缩作用而表面呈现凹陷，即称为缩凹。
2.填充时，气体被挤在金属流与型腔壁面之间而未被排除出去，该处即出现凹陷。这凹陷的表面光洁，多出现在型腔难以排气，而铸件则是端旁边缘部位上。
3.在机器压射机构的性能较差（如旧的立式机器）的情况下，当工作液压力不稳定，压射压力也不稳定。推动金属的压力不连续，造成铸件的表皮层不止一次地形成，但是每次表皮层的边缘位置不同，前一次的表皮层有部分边缘未被后一次所覆盖，便产生条状的凹陷。
4.模具型腔有残留物，这在前面对产生欠铸的原因中已经提到过。但产生时凹陷，型腔的残留物并不一定是片状，而是带有不规则的各种形状，残留物高出型面的高度也不大，故铸件的入深度也较浅。
八、气泡
铸件表皮下，聚集气体因热胀将铸件表面鼓起的泡，称为气泡。气泡的表皮仍然是压铸表皮。产生的原因有：
1.型腔内气体过多
2.模具温度过高（或冷却通道失去作用）。
九、擦伤
铸件的表面顺着出模方向的拉伤痕迹，即为擦伤。它有两种特征：
1.金属流撞击型壁后，引起金属对型壁的强烈焊合或粘附（如同将稠糊状泥浆用力掷在墙上的粘附现现象一样，用力愈大，粘附愈多），而当粘附部位在脱模时，金属被挤拉而把表皮层撕破，铸件该部位就出现拉伤。
2.模具成形表面质量较差时，铸件脱模造成拉伤，多呈直线（脱模方向）的沟道，浅的不到0.1毫米，深的约有0.3毫米。
擦伤严重时，便产生粘模，铸件甚至脱不出来。擦伤现象以铝合金最为严重
产生擦伤的原因有：
1.成形表面斜度过小或有反斜度。
2.成形表面光洁度不够，或加工纹向不对，或在脱模方向上平整度较差。
3.成形表面有碰伤。
4.涂料不足，涂料性质不合要求。
5.金属流撞击型壁过剧。
6.铝合金中含铁量过低（小于0.6%）
7.金属浇入温度过高。
十一、网状痕迹、网状毛刺
模具零件热裂造成铸件表面上的痕迹和突出金属刺，而又因模具热裂多呈现网状（放射状），当热裂程度较轻时，印在铸件上的即为网状痕迹；而热裂程度严重时，常形成裂缝，铸件上便有网状毛刺。熔点愈高的合金，这种热裂造成的现象愈严重。例如铜合金的模具，热裂就较为严重。而黑色金属压铸就更为严重。
压铸上的网状痕迹一般是不作限制的。而网状毛刺在轻微程度时，通常都允许的；当达到严重程度时，则按使用条件而定。
造成模具热裂的原因有：
1.内浇口附近磨擦阻力最大，经受熔融金属的冲蚀最为严重，最易产生热裂。
2.模具成型零件有较大平面是薄弱（实体厚度小）区域。
3.冷却系统调节不当。
4.水剂涂料未经过预热，或喷涂不当，对模具激冷过剧。
5.涂料有化学腐蚀作用（如氟化钠）。
6.成型零件上镶拼（包括型芯孔至边缘过小）造成薄弱的部位，也会产生早期热裂，但这热裂是条纹状的。同样也再现痕迹和毛刺两种。
7.推杆和型芯（压铸件为小圆孔）处于经受金属流冲蚀较剧烈的部位（如浇口、浇道）时，其配合的孔口上缘将产生早期热裂，裂纹呈放射状扩展。使压铸件表面也会产生痕迹和毛刺。
8.模具材料有原始缺陷，锻造工艺不当、热处理方法不对所造成的潜在裂纹。
十二、接痕
因模具零件的镶拼、活动零件或分型接合处所造成的高低不平的印痕，称为接痕。接痕交界的两相邻表面的斜度有同一方向的和方向相反的两种。
十三、顶出元件痕迹
模具上顶出元件（如推杆）与铸件接触的顶面处于型腔内的工作位置时，与原型面不一样平齐，铸件便出现顶出元件痕迹。
顶出元件痕迹又有凸出凹入两种，其凸起高度和凹入深度应根据铸件要求而定。
十四：铸件变形
铸件的变形一般是指整体变形而言。常见的变形有翘曲、弯扭、弯曲等。
产生变形的原因有：
1.铸件本身结构不合理，凝固收缩产生变形。
2.模具结构不合理（如活动型芯带动、镶拼不合理等）。
3.顶出过程中，顶出温度过高（铸件的）、顶出结构不好、顶出有冲击、顶出力不均衡，都会使铸件产生变形。
4.已产生粘模，但尚未达到铸件脱不出的情况下，顶出时也会产生变形。
5.浇口系统、排溢系统（主要是溢流）布置不合理，引起收缩时的变形。
十五、铸件几何形状、尺寸与图纸不符
造成铸件几何、形状与图纸不符的原因有：
1.模具成形部分已损坏，但生产并未发现而继续生产。
2.模具的活动成形部分（如滑块）已不能保持在应有的工作位置上（如楔紧不够、装固位置变动）。
3.模具分型面金属物未清理干净，致使与分型面有关的尺寸发生变动。
4.型腔中有残留物。
十六、合金的化学成分不合标准
主要原因是：
1.熔炼过程没有按工艺规程进行。
2.保温时间、熔点低的元素容易烧损，成分发生变化。
3.保温时间过长，坩埚受到浸蚀，坩埚的某些元素渗入合金中，这一现象以铸铁坩埚较为明显，使合金的铁含量有所增加，其中又以铝合金最为严重
4.回炉料管理不善，不同牌号的合金混杂，回炉料的等级未严格区分。
5.回炉料与新料配比不当。
6.原材料进厂时未作分析鉴定。
7.配制合金时，配料计算不正确，加料有错误，称重不准。
十七、合金的机械性能不合标准
主要原因是：
1.合金的化学成分中对机械性能有主要影响的元素含量不对，特别是杂质含量过高。
2.保温时间过长或过热温度过高，合金晶粒粗大。
3.熔炼不正确。
4.回炉料与新料配比不当，回炉料过多或回炉料未加分级。
5.合金锭在室外露天堆放，氧化物过多。
压铸生产线 篇3
压铸(压力铸造)是一种生产效率快、尺寸精度高、适合大规模生产的铸造方式。压铸产品应用行业广泛,机械化程度较高,工艺过程规范,重复的简单动作较多,对铸件精度要求较高。随着CAMCAE软件的模拟与仿真在铸造行业的应用,铸造条件如温度、流速、压力等的要求越来越精确,促使铸造机器人在铸造行业迅速发展。
1.1国际上压铸生产的自动化程度已经达到较高水平
早在1970年,瑞士就已经成批生产一种带自动浇注装置、自动取件机械手和辅助切边装置的全自动400铝合金压铸机,基本实现了无人操作。美国Unimatoin公司生产的专用铸造机器人,其机械手臂的工作半径可达5m,可以操作2台1200t的压铸机。此款机器人除了压铸外,还可以按照程序设定对模具喷涂料、取铸件和检查等,从而实现铸造自动化。国际上比较成熟的压铸机器人,如应用在铸造行业的FANUC铸造专家型系列机器人等,都基本实现了生产能力以及动作精巧度的极大突破。
1.2国内压铸生产自动化与国际的差距
我国的压铸生产始于20世纪40年代中后期。1956年起,我国开始拥有自己设计制造的压铸机;20世纪90年代以后,我国压铸机的发展非常迅速,压铸机的设计水平、技术参数、性能指标、机械结构、制造品质等都有不同程度的提高,有的已经达到或接近国外先进水平。江苏中联铝业有限公司2011年开始导入重力铸造机器人系统,现已有10多组浇铸机器人系统投入生产。另外,力劲科技集团的压铸自动化单元也提供了很好的压铸产品自动化解决方案。总之,我国压铸配套生产线的自动化程度还非常低,与发达国家尚存在较大差距。一些大的压铸企业,自动化生产线往往从国外成套进口;而一些中小型压铸企业,由于资金问题,无力购买昂贵的自动化设备,很多工序依然依靠人工操作,严重影响其工作效率和生产效益。因此,如何吸取国际先进工艺经验、技术方法,开展与其相关的理论和实验研究,使我国的压铸产品生产自动化水平与国际接轨,最终到达国际领先水平,迫在眉睫。
2基于压铸产品水口冲裁自动化生产线的设计
2.1我国中小型压铸企业生产现状———半自动化压铸生产线
目前,我国国内中小型压铸企业还属于半自动化生产,即使用自动化的压铸机进行产品成型,而其产品的取出、运输、切边、分拣仍为人工操作。一般压铸产品生产线流程如图1所示。
此种半自动压铸生产线存在部分问题:第一,生产现场条件恶劣,高温、油雾等严重影响工人健康;第二,随着整个社会人工成本剧增,使企业的生产成本不断上升;第三,因为这种生产配套设备自动化水平不高,产品质量不稳定,生产效率较低,所以企业利润直线下降。因此,这种半自动的压铸产品生产方式已不能满足企业生产需要,企业迫切需要完成压铸生产的全自动化产业升级。
2.2实现压铸产品全自动化———设计压铸产品水口冲裁自动化生产线
根据我国大多数中小型压铸企业的具体情况,设计一套压铸产品水口冲裁自动化生产线。将原来复杂的功能要求分解成不同的动作组合———取出机械手、定位机械手、分拣机械手等,使得整个动作流程清晰,操作周期缩短,降低生产成本。压铸产品水口冲裁自动化生产线如图2所示。
压铸产品水口冲裁自动化生产线的主要优点为:第一,充分体现人本主义,改善压铸产品生产线工人的工作状况,把工人从繁重和危险的工作环境中解放出来;第二,在生产过程中剔除人为的不确定性,提高产品质量的稳定性,提高产品生产效率;第三,实现机器代人,减少用工人数,降低生产成本,提高企业生产利润。压铸产品水口冲裁自动化生产线流程如图3所示。
2.3压铸产品水口冲裁自动化生产线的研究内容和设计分析
压铸产品自动化生产线主要涉及制品取出、定位、运输、冲裁、分拣等各个环节,要求定位精准,运输过程平稳,同时进行有效冷却、冲裁制品外形精准以及制品分拣正确迅速等。
主要研究内容包括:取件机械手的设计制造、仿真与优化的研究;机械手精细动作控制研究;制品取出后,顺利放入下一道工序的二次定位研究。如图4所示。
定位机械手的设计制造、仿真与优化研究,定位方式及精准度的研究,滑块式缓冲运输线的设计制造、仿真与优化研究,运输制品定位方法和冷却方式的研究,如图5所示。
分拣机械手的设计制造、仿真与优化研究,机械手动作精准度的研究和残次品的辨别与分拣研究,如图6所示。
2.4压铸产品水口冲裁自动化生产线的试制
通过和宁波某铸件生产公司合作,开发了一套压铸产品水口冲裁自动化生产线。
(1)压铸机。完成产品的压铸机,由客户自行提供。
(2)取件机械手。本装置完成产品的压铸模内取出工作,并准确移送至下一操作位置。本机械手采用两轴伺服配置,取出主臂可提供制品旋转功能;垂直手臂辅助将产品放置在缓冲线上。
主要技术参数:X轴行程1300mm;Z轴行程400mm;Y轴行程120mm;R轴角度90°;驱动方式为X、Z轴伺服,Y轴(引拔)、R轴(旋转)气动;最大载荷5kg;最小取出时间1.5s;工作气压5~7Bar;耗气量10n L/cycle;电源AC380V,50Hz。
(3)定位机械手。本装置接取取件机械手上的产品,并将其定位于缓冲线上。缓冲线采用滑块式输送,每个滑块对产品都采取仿形定位。机械手将适当位置上的产品放置到冲压模具上。本机械手采用单轴伺服配置。
主要技术参数:Y1轴行程500mm;Z1轴行程120mm;缓冲滑块7Piece;驱动方式为Y1轴伺服,Z1轴(上下)气动,滑块气动;最小放件时间1.0s;工作气压5~7Bar;耗气量15n L/cycle;电源AC380V,50Hz;耗电量0.5k VA。
(4)液压机。本机对产品实行冲裁操作。主要技术参数:冲压行程300mm;容模间距450mm×300mm;模板间距100mm×400mm;驱动方式为液压(快速设计);冲压力3Ton;冲压时间3.0s;吹气气压5~7Bar;耗气量30n L/cycle;系统压力6.3MPa;电机功率7.5k W;电源AC380V,50Hz。
(5)分拣机械手。本装置在液压机冲裁完成后,将产品和水口一并夹取并移出液压机,分别将其放置在相应的物流通道上,完成对产品的分类处理。本机械手采用单轴伺服配置。
主要技术参数:Z2轴行程120mm;驱动方式为Y2轴伺服,Z2轴(上下)气动;最小取件时间1.0s;工作气压5~7Bar;耗气量5n L/cycle;电源AC380V,50Hz;耗电量0.5k VA。
2.5压铸产品水口冲裁自动化生产线试制结果
该压铸产品水口冲裁自动化生产线投产以后,将使每条生产线工人由原来的5人减少为1人,大大降低了用工数量,同时将生产效率提高50%左右,且大大提高了产品质量的稳定性。
3结论
研究应用压铸产品水口冲裁自动化技术,用自动化设备代替人工劳动。具体地,用取出机械手、定位机械手、分拣机械手等模拟人的动作完成制品取出、冲裁、分拣等动作,真正实现压铸生产流程的全自动化,从而提高产品质量的稳定性,缩短生产周期,以达到减少人工、提高压铸产品的生产质量和生产效率的目的,最终提高企业的市场核心竞争力。
参考文献
[1]付宏生.压铸成型工艺与模具[M].北京:化学工业出版社,2008.
[2]郭平.自动化生产线安装与调试[M].北京:中国水利水电出版社,2015.
压铸管理 篇4
谈到管理课题,琳琅满目,科目众多,ISO质量管理体系、16949、14001、精细化管理等等，但许多工厂在执行后却收效甚微，其原因在哪里？笔者认为，主要是忽视了最基础的管理，现根据本人多年的管理经验，浅谈一下自己的一些看法；
一、绩效挂钩；企业不是老板的企业，是众多精英通力合作、共同奋斗的战场；如何才能让他们把工厂的事当作自己的事来做？关键是要让其持股分红，让其成为工厂真正的主人。本人在山东威海一压铸厂任总经理时，创业之初，老板信誓旦旦，谈到工厂一旦有发展，定与诸创业精英共享，众参与者齐心协力，不计工资高低，使工厂第二年就实现了盈利，年终老板告知说贷款未还清，分红之事来年再谈；一而再，再而三，至到第五年，工厂以二百万的投资实现年纯利润一百五十余万时，已成为公司顶梁柱的创业者仍然只能拿到微薄的工资；无奈之下，众人先后离开了自己倾注心血的地方；因人员的前后衔接问题，加之后来人员仅领一点微薄工资，对工厂感情薄弱，根本没有创业者的激情，最后工厂问题百出、效益逐步下滑；老板又与已离职人员联系，许之以诺，但已不复让人信任，无人肯再回去。但持股分红不要盲目，要尽量掌握以下原则，不然会弄巧成拙。
1、先分红，后持股；人的综合能力不可能在短期内得以体现，但身居高职，也不可只拿薪水，因此，就需要先参予公司分红，待公司考察其能力、品德足以在公司长期任职时，再付以股份。
2、分红持股额度要掌握适中；太少，提不起积极性，太多，后期工厂发展了，还会新增加不少主力，会影响老板的收入。一般小规模工厂总分配数控制在20%以下。
3、工资低点，分红高点；工资太高，会导致分红失去吸引力；一般分红要占到年工薪30%以上。
4、建立各主要骨干的岗位责任制度，将分红形成百分制考核办法，每次有违反或有成绩时做出公示，分红时兑现奖惩。
二、执行力差；有令不行,令行不止,一个好的举措,明眼人都能看出能给公司带来好处的,但在其落实中却阻碍重重,最终不是不了了之,就是改颜换貌,画虎类犬,不伦不类。什么原因呢？笔者分析如下：
1、求才不授权；楚汉相争，刘邦求将，“择良日，斋戒，设坛场，具礼”。韩信为将后，求刘邦赐一监军，次日稍迟，斩以立
威，众将服。做老板的，多数是外行，直接管理，必然形成“奴大欺主”的状态，求一总经理，首先要正名，召开正式职工大会 宣布此事，“名不正则言不顺，言不顺则事不达”。然后正式授权给对方，什么权利呢？那就是老板跑到幕后去，由其全权代表
老板行使权力；其遇到阻力时，做老板的要跳出声援，无论对错，切忌拖后腿；错了可以改正，但威信有损再想挽回就困难了。
如疑心过重，至多设一亲近之人管财务就是了，并应叮嘱其只管份内事，不可多生事端。至于其他职务，也是如此，我只给你订
几项考核指标，只要你达到就可以，至于怎么操作，那是你的事，我做领导的不管。
2、任人唯亲；用人之原则，在于用人唯贤，不管你是亲人还是旁人，只要你能称职，就可启用；但对于自己的亲人，要尽量不
用，用也严格约束，不准其越权；但凡老板亲人，不论其上级下级，在外人的眼里，那是代表老板存在的，可以直接与老板对话 的，或者说是老板相信的人，因此本身就会对其顾忌三分，做老板的再不作约束，就会形成权力泛滥,以至于工作中不是乱指挥 ,就是置领导安排于不顾,留之无用,弃之不能,比鸡肋还鸡肋;因工作关系，笔者先后去过数十家压铸厂，也有在工厂担任厂长、经理的经验，深有感触的是：‘用人唯亲，弊多利少’。
3、站位不正，高级领导（或老板）一竿子插到底；对于公司各负责人，定要明细其职责范围，做领导的，非自己直辖的，有反
映问题的，未经其直接负责人的，一概退回其直接负责人处理。
笔者初到东莞工作时，在一五金厂任厂长，因感觉其管理涣散，遂对各种规章制度进行了修正，并出台了一些举措；未想引起了
个别工人的反感，撺动反对制度执行，并找到了老板，老板与工人进行了会谈,并表示对其中严格的部分进行修改(其实此制度是
本人以前用了多年的,也是大众化制度),.后来了解到,此现象此前屡有发生,都是由老板出面解决,解决方式无非安慰、更改；了 解情况后，向老板作了汇报,请求其不能直接插手员工矛盾,要按程序依次解决;对工人进行了逐一调查，清查出其中的煽动人员，予以开除;并提出规定,工人有事情需要反映的,由低到高,不能解决的向上反应；未经程序或煽动众人参予的给予重罚。对于员
工提出的问题，不论对错，两周内必须给予最终答复，各环节不能拖延。此后，未发生类似情况。
因此，不论是老板还是公司的高级领导，要严格按程序做事，不宜直接插手下面事情，只需考察好自己的管理人员即可；否则，长此以往，将置基层管理人员于无用之地，无威信可言，执行力自然也就差了。
4、职责不明，工作中互相推诿扯皮；主要存在以下现象：（1）、公司管理过于粗放，无明确的责任划分，致使出现问题时相互推诿，无从追究。（2）、程序化管理控制过于死板，致使相关负责人责任意识下降；笔者曾经历一事，首件确认无误，工件出现严重的钻孔倾斜，致使报废数千件，这明显属于加工和巡检的责任；但讨论时，加工主管说，工程部在此未作详细规定；总经理欲问及工程部，笔者插言：也没有规定你睡觉时睡床上，你怎么不睡地上。此事谈来可笑，但也说明一个问题：质量属于质保，但不是单纯依靠
质保能抓好的，需要提高各生产人员的责任感才能有成就；其他亦然。（3）、管理制度过于繁琐，可操作性差；管理制度的完善是根据公司发展状况来制订的，公司规模越大，管理制度也就越精细，但相关管理费用也就越高，这是一个循序渐进的过程；但对于一些中小型企业，在员工综合素质偏低的情况下，生搬硬套只能会 让员工感觉无从做起。“五十人以下的工厂主要靠人看，50-100人的要有自己的管理制度，100-500人的要有自己的指导思想，500人以上要有自己的企业文化”，这句话是很有道理的。
曾见一小公司制订各主管岗位职责，大大小小近四十条，规定很细，就差没说上厕所要用什么纸了，但操作起来呢，束手束脚，几乎没起到什么作用；笔者根据其公司情况，对其进行了修改，仅保留了关于机器保养、生产效率提高、技术改进、人员流动、质量控制、生产安全等十条奖罚措施，启用后效果良好（此制度已发表在中国压铸网共享文件里）。
5、员工控制过差，未能体现工厂强势；在来广东之后，笔者发现了一个怪现象：员工对领导的缺乏根本的尊重，有时甚至不服 从工作安排；而工厂对此也没有作严厉的处理。这在笔者以前的经历中是不可思议的。对员工的管理，令行如一是最基本的标准，在很多日资、韩资企业里能更好的体现出这一点；是什么原因造成这种现象呢？笔者分析，估计与广东地区工厂过多，员工招
工困难有关；孰不知越是疏于管理，员工稳定性也就越差。可以从三个方面考虑解决：（1）、进一步强化基层管理人员的职权，对员工的奖罚、任用，要以基层管理人员意见为主导，上层领导要做好对基层管理人
员的维护，非特殊情况，不得随意更改基层管理人员的决定。（2）、进一步强化公司基本管理制度，加强对员工的约束，特别是在招工时，凡进厂员工要将公司相关规定告知，无论合法于
否（尽可能符合《劳动法》之规定，但更要切合工厂实际），让工人熟悉签字后上岗。（3）、将‘服从’写入公司制度，凡首次出现的，予以重罚，再次出现的，直接开除。
三、管理不够精细，相关的质量、数量及费用情况无明细；任何一个工厂，对于总的生产数量及费用情况都会作统计的，但不明
细出来，想要在管理中进一步精细与提高是不现实的。对于一般压铸厂来讲，笔者认为，以下几个数据要坚持统计并做好审核的。
1、物料使用及消耗情况；（1）、铝锭：建议每月月底做一次集中熔炼，将废料、残渣熔化成铝锭，然后汇总未入库产品核算期末铝重；以期初铝重减去期末铝重，得出当月铝锭的总用量（注意期初期末核算工厂各个环节的铝都要统计在内，不要有漏项）。以各产品单重*各入库产品 的数量得出产品当月实际用量。两数字相减，就是当月的铝损耗；通常铝的损耗率在3-5%左右；如数字有差异，就应查找生产过 程中是否存在烧损过重或流失现象。（2）、燃料（或电）消耗：1吨煤可以熔化多少公斤铝?熔化的铝液能生产多少模次的产品?实际生产多少模次?中间的差额就是燃
料的多余消耗；对于此类与费用直接相关的数据，许多公司却没有统计分析，当然燃料是否存在浪费也就无从从抓起了。建议以每批燃料为一个核算周期，将此周期内压铸的所有的各种规格的机显数量*单重核算出每吨燃料熔铝的有效用量(此数据虽然不够精准 ,但可作为参考依据)，核算每天的最高值与最低值，总结分析其中的浪费环节。（3）、脱模剂、冲头颗粒（或油）、冲头、喷枪、钻头、刀具等低值易耗品的使用：依据公司的机器、模具、材料等综合情况，参考科学数据，核算出其标准用量，每月进行一次汇总审核，核算其使用正常情况。
2、生产数量及质量控制情况；（1）、生产数量：依据标准参数核定出各种规格的产能，建立日报表制度，对其生产数量与产能做比较，分析出生产环节中存在的 无效工时及其他浪费环节，予以改进。（2）、生产质量：建立《生产质量跟踪控制表》，从生产的第一环节跟踪到最后环节，每个环节产生的废品一一登录，每周一次统
计分析，核算成品率情况，并将各环节产生的户口反馈给各主管，从记工上予以扣除，降低成品件之外的附加费用；对于产生废品 量不合理的分析解决处理。
做好做细以上内容，可以使生产环节的数量、质量、材料消耗等清晰明了，是否有问题一目了然，从而予以分析改进，达到精细化 管理的目的。
四、缺少定期的工厂诊断，对公司自身存在的问题认识不足；
1、公司在发展到一定时期后，明显问题得以解决，生产效益得以稳定，就会产生一种“岳母看女婿，越看越满意”的心态，难以发 现自身存在的问题，这种情况就需要利用外界专业人士的力量，对公司的主要问题作出诊断。??
2、管理程序建立后，公司未建立相应的监督控制系统，未成立公司诊断领导小组，未定期定时的进行确诊，从而导致形成一种
‘有程序无执行或半执行’的不伦不类的工作状态，此类管理程序，有不如无。
??
3、发现问题不解决，不了了之；曾见一公司例行周会，每次开会时，参会人员积极发表意见，主要领导也将发现的问题一一陈
述，但却没有安排落实，没有具体到责任人；等到下次开会时，上周讨论的问题解决如何？没有总结，然后又开始讨论，如此周而
复始，屁用没用；公司诊断也是如此，诊断之后，立即落实解决方案，限定时间，限定责任人，一抓到底，落实为止。
?
五、无销售意识或措施；众所周知,一个企业里有两大骨干部门,一是生产,一是销售;这是维系公司正常运转与发展主要环节;但
笔者发现许多小型工厂，建厂多年了，始终还是原有的老板凭关系拉来的几家客户，完全没有自主开发能力。
?
1、不重视宣传；在网络纵横交错的今天，宣传途径比比皆是，中国压铸网、中华压铸网、阿里巴巴、各专业群等，可以说，即
使不用投资，只需有人每天打打广告，浏览一些相关信息，也会有意想不到的收获。?
2、舍不得投资；订几种专业网站的会员，一年投资也不过五六千元，即使五年能招揽一家客户，投资也不过两三万元，但带来的收益呢？可能仅需要一两个月就能收回成本，但一些工厂，要么无心考虑，要么急功心切，半途而废。?
3、无业务员；一个小的加工厂，可能没有实力来培养一些专职的业务员，但是，招募一些兼职业务人员，给予高提成，不给工资的方式还是可取的，此方式对工厂有百利而无一害，又何乐而不为呢。
?? 中小型工厂存在的问题还有很多，以上所述都是笔者根据自身感触总结的一些常见问题，也是基础问题，不解决这些，工厂难以取得质的飞跃。遂写出来，以供参考，也为自己此后的求职增加一些筹码。
优先采用砂型铸造据统计
在全部铸件产量中，60～70％的铸件是用砂型生产的，而且其中70％左右是用粘土砂型生产的。主要原因是砂型铸造较之其它铸造方法成本低、生产工艺简单、生产周期短。所以象汽车的发动机气缸体、气缸盖、曲轴等铸件都是用粘土湿型砂工艺生产的。当湿型不能满足要求时再考虑使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。粘土湿型砂铸造的铸件重量可从几公斤直到几十公斤，而粘土干型生产的铸件可重达几十吨。
一般来讲，对于中、大型铸件，铸铁件可以用树脂自硬砂型、铸钢件可以用水玻璃砂型来生产，可以获得尺寸精确、表面光洁的铸件，但成本较高。
当然，砂型铸造生产的铸件精度、表面光洁度、材质的密度和金相组织、机械性能等方面往往较差，所以当铸件的这些性能要求更高时，应该采用其它铸造方法，例如熔模（失腊）铸造、压铸、低压铸造等等。铸造方法应和生产批量相适应
例如砂型铸造，大量生产的工厂应创造条件采用技术先进的造型、造芯方法。老式的震击式或震压式造型机生产线生产率不够高，工人劳动强度大，噪声大，不适应大量生产的要求，应逐步加以改造。对于小型铸件，可以采用水平分型或垂直分型的无箱高压造型机生产线、实型造型生产效率又高，占地面积也少；对于中件可选用各种有箱高压造型机生产线、气冲造型线，以适应快速、高精度造型生产线的要求，造芯方法可选用：冷芯盒、热芯盒、壳芯等高效制芯方法。
中等批量的大型铸件可以考虑应用树脂自硬砂造型和造芯。
单件小批生产的重型铸件，手工造型仍是重要的方法，手工造型能适应各种复杂的要求比较灵活，不要求很多工艺装备。可以应用水玻璃砂型、VRH法水玻璃砂型、有机酯水玻璃自硬砂型、粘土干型、树脂自硬砂型及水泥砂型等；对于单件生产的重型铸件，采用地坑造型法成本低，投产快。批量生产或长期生产的定型产品采用多箱造型、劈箱造型法比较适宜，虽然模具、砂箱等开始投资高，但可从节约造型工时、提高产品质量方面得到补偿。
低压铸造、压铸、离心铸造等铸造方法，因设备和模具的价格昂贵，所以只适合批量生产。3 造型方法应适合工厂条件
例如同样是生产大型机床床身等铸件，一般采用组芯造型法，不制作模样和砂箱，在地坑中组芯；而另外的工厂则采用砂箱造型法，制作模样。不同的企业生产条件（包括设备、场地、员工素质等）、生产习惯、所积累的经验各不一样，应该根据这些条件考虑适合做什么产品和不适合（或不能）做什么产品。4 要兼顾铸件的精度要求和成本
各种铸造方法所获得的铸件精度不同，初投资和生产率也不一致，最终的经济效益也有差异。因此，要做到多、快、好、省，就应当兼顾到各个方面。应对所选用的铸造方法进行初步的成本估算，以确定经济效益高又能保证铸件要求的铸造方法。1 优先采用砂型铸造据统计
在全部铸件产量中，60～70％的铸件是用砂型生产的，而且其中70％左右是用粘土砂型生产的。主要原因是砂型铸造较之其它铸造方法成本低、生产工艺简单、生产周期短。所以象汽车的发动机气缸体、气缸盖、曲轴等铸件都是用粘土湿型砂工艺生产的。当湿型不能满足要求时再考虑使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。粘土湿型砂铸造的铸件重量可从几公斤直到几十公斤，而粘土干型生产的铸件可重达几十吨。
一般来讲，对于中、大型铸件，铸铁件可以用树脂自硬砂型、铸钢件可以用水玻璃砂型来生产，可以获得尺寸精确、表面光洁的铸件，但成本较高。
当然，砂型铸造生产的铸件精度、表面光洁度、材质的密度和金相组织、机械性能等方面往往较差，所以当铸件的这些性能要求更高时，应该采用其它铸造方法，例如熔模（失腊）铸造、压铸、低压铸造等等。2 铸造方法应和生产批量相适应
例如砂型铸造，大量生产的工厂应创造条件采用技术先进的造型、造芯方法。老式的震击式或震压式造型机生产线生产率不够高，工人劳动强度大，噪声大，不适应大量生产的要求，应逐步加以改造。对于小型铸件，可以采用水平分型或垂直分型的无箱高压造型机生产线、实型造型生产效率又高，占地面积也少；对于中件可选用各种有箱高压造型机生产线、气冲造型线，以适应快速、高精度造型生产线的要求，造芯方法可选用：冷芯盒、热芯盒、壳芯等高效制芯方法。中等批量的大型铸件可以考虑应用树脂自硬砂造型和造芯。
单件小批生产的重型铸件，手工造型仍是重要的方法，手工造型能适应各种复杂的要求比较灵活，不要求很多工艺装备。可以应用水玻璃砂型、VRH法水玻璃砂型、有机酯水玻璃自硬砂型、粘土干型、树脂自硬砂型及水泥砂型等；对于单件生产的重型铸件，采用地坑造型法成本低，投产快。批量生产或长期生产的定型产品采用多箱造型、劈箱造型法比较适宜，虽然模具、砂箱等开始投资高，但可从节约造型工时、提高产品质量方面得到补偿。
低压铸造、压铸、离心铸造等铸造方法，因设备和模具的价格昂贵，所以只适合批量生产。3 造型方法应适合工厂条件
例如同样是生产大型机床床身等铸件，一般采用组芯造型法，不制作模样和砂箱，在地坑中组芯；而另外的工厂则采用砂箱造型法，制作模样。不同的企业生产条件（包括设备、场地、员工素质等）、生产习惯、所积累的经验各不一样，应该根据这些条件考虑适合做什么产品和不适合（或不能）做什么产品。4 要兼顾铸件的精度要求和成本
压铸模型芯加工技术研究 篇5
压铸模型芯模具生产的制品所表现出来的高效率、低耗能、高一致性、高精度和高复杂程度, 是其它任何加工制造方法所不及的。压铸模型芯模具作为特殊终形与近似终形最有效的、最好的成形方法, 它有较好的经济指标和制造效益, 因此这也使许多的压铸件在工业制造行业得了非常广泛的应用, 从而促使了它的快速发展。
一、当前我国压铸模型芯的发展现状
随着现代制造技术的快速发展和现代建设的需求, 工程设备、家用轿车、电子仪器、家用电器等许多产品都涉及到压铸件, 因此压铸模型芯制造质量的高低直接决定着我国工业发展的快慢程度, 目前世界各国都在不断地开发压铸模型芯模具的新型材料。通常压铸模型芯金属材料主要有:锌合金、镁合金、铜合金和钢铁等四大类, 除此之外如DIEVARADC3H13等高性能材料也正在被广泛地使用。而加工压铸模型芯的机床主要有KURA-KI、OKUMA、FIDIA, 还包括五轴立卧高速五轴钻铣等其它高级数控机床, 从而使其变得更加符合当代生产要求, 造福于人类。随着制造技术的不断发展, 材料的表面处理技术也被重视起来, 通过改进其强硬化热处理新工艺和表面强化处理新技术来改善材料的使用性能, 另外在压铸模型芯加工的机床选择和改善方面也有较明显的进步。
二、压铸模型芯加工技术要求及其影响因素
1. 压铸模型芯加工技术要求
通常所有模具的型芯以及型腔结构往往都是由各种自由的曲面和不规则的形面所组成的, 因此对于具有型芯的产品加工, 适合用数控机床上来进行各种加工。压铸模型芯作为现阶段的比较常见且有极为重要的加工产品, 自然对其加工技术有着较高的要求: (1) 型芯的尺寸精度要高; (2) 要具有较好的互换性能; (3) 要具有比较好的脱模性能; (4) 型芯的材料要耐热疲劳和导热性及其它性能。
2. 影响压铸模型芯加工质量的因素
由于压铸模型芯自身结构的独特和使用环境的特殊, 因此对其加工质量的影响因素主要有: (1) 加工材料的性能没有达到设计要求, 加工时出现问题; (2) 加工方法选择的不够合理, 最终达不到理论设计要求; (3) 加工环境对其质量有非常大方的影响, 高温时会使压铸模型芯材料的性能发生巨大的变化, 使其失去了原有的性能要求; (4) 在加工时机床的设备精度也会对其尺寸精度有着较大的影响。
三、现阶段国内压铸模型芯加工技术存在的问题
压铸模型芯模具工作时与高温的液态金属接触, 这易使压铸模型芯腔长时间受热, 同时也会承受着很高的压力, 而且还会受到压铸模型芯腔内部反复受到加热和冷却以及金属液流的高速冲刷, 进而产生磨损和腐蚀。然而在现阶段许多生产者却轻视了铸模型芯加工技术事项, 其主要表现在: (1) 压铸模型芯材料选择不够合理, 很多的压铸模设计制造研究人员未能针对各种不同的型芯进行不同的分析, 致使在选择加工材料时不能很好的满足使用性能的要求。 (2) 型芯热处理和表面处理不够恰当, 通常压铸模型芯表面的热处理和强硬化处理对其使用性能有较好的强化作用, 但是目前许多厂家为了追求个人利益却忽视了它的加工处理, 缩减了它的使用寿命。 (3) 型芯加工技术方法的选取和分析不够准确, 许多加工设计者对其加工技术总是一概而论, 缺少系统合理的总结分析, 胡乱的进行型芯加工。 (4) 型芯压铸过程所受冲击力计算不够准确, 当前许多的设计计算都只是基于理论条件下的计算, 缺少实际生产经验的参数计算, 最终达不到相应的要求。
四、改善影响加工质量的有效措施
针对这些问题必须要有合理的解决方法才可以使其变得满足加工质量要求, 目前解决这些问题的主要措施有:
(1) 在压铸模型芯加工材料方面进行准确的控制, 要合理的选择合理的、优质的、高性能的工具钢。要做到对于不同的型腔加工必须要用不同的材料。另外在选择材料时要根据型芯使用功能和材料的基本性能两方面来进行分析、比较选取。
(2) 型芯热处理和表面处理是一项非常重要的工序, 因此在进行型芯热处理的时候要准确无误地将硬度控制在46HRC左右, 不可太硬, 太硬容易脆断, 但也不可以太软, 太软难以达到使用要求。
(3) 对于型芯加工技术选取和分析要准确无误。通常在压铸模型芯的加工过程中, 前端角不能太利, 通常倒角为R0.25左右, 型芯的根部也不能有利角。另外在其比较容易折断或是应力集中易断裂的地方要有合理的改善, 可先通过绘图软件模拟后在进行加工处理。 (4) 在进行型芯压铸过程受冲击力计算时, 要充分的将理论和实践经验结合起来考虑, 以保证所得结果是符合实际生产要求的, 这样才可以保证设计的型芯能够得到高质量的型芯, 延长其使用寿命。
结束语
近些年来我国压铸模具行业结构调整取得了很大的成绩, 正在向着合理化的发展方向发展。另外由于压铸型芯特殊性能的要求, 新型压铸材料也得到了广泛的研究与发展, 也取得了显著的进步, 同时也在提高压铸型芯质量和缩压铸型芯设计加工制造周期等方面做出了贡献。更重要的是对它的完善不仅具有理论扩展意义, 逐步促使我国工业技术快速向国际化和标准化方向发展。
参考文献
[1]汪晶;压铸模型芯加工技术[J];模具制造, 2012年11期.
[2]张明;压力铸造过程数值仿真分析及应用研究[D];天津大学, 2012年.
镁合金压铸技术的综述 篇6
关键词：镁合金,压铸
镁合金具有比强度、比刚度高, 阻尼减震性能优良, 机械加工方便, 易于回收利用, 符合环保要求等特性, 在汽车、航空及3C领域等行业的应用呈现快速的增长, 是当今实际生产中采用的最轻的金属结构工程材料[1,2]。镁合金熔点低、比热容和相变潜热小, 与铁的亲和力弱[3], 镁合金压铸具有耗能少、充型和凝固速度快、生产周期短、模具使用寿命长等优势。目前, 70%以上采用镁合金压铸成形。
1 镁合金压铸设备的研究
镁合金用压铸机有热室和冷室两大类。一般来说, 通讯产品等许多小薄壁件采用热室压铸机;大、壁厚及复杂零件, 如汽车、摩托车上使用的镁合金件, 通常使用冷室压铸机。镁合金冷室压铸机可采用普通铝合金冷室压铸机, 而镁合金热室压铸机广泛采用专门设计的专用压铸机。
近年来美国、日本和英国等国的公司相继成功开发出镁合金半固态触变射压铸造机。JSW和Husky两家公司已于2003年开发出第二代触变注射成形机, 目前已研制生产出从6000k N到20000k N的半固态铸造用压铸机, 成形件重量可达7kg以上[4]。据最新报告, 国内首台30000k N镁合金压铸机通过国际鉴定大吨位镁合金压铸机即将投入生产, 必将使我国在镁合金材料的应用及压铸业的整体技术水平再上一个台阶。
最近, 力劲集团已推出第一台镁合金专用压铸机, 压射速度是铝合金压铸的1.5-3倍, 型温用循环热煤油等介质可精确制在270±5℃, 并实现了外围设备和原辅材料的专业化生产。在近年, 我国在镁合金压铸设备上取得了一定的成绩。但是, 目前的国产压铸机性能与国外先进设备相比有较大差距, 液压、电器元件可靠性差, 压铸机普遍缺少先进的检测与控制仪表, 制约我国镁合金压铸技术的迅速发展。为此, 合理地选择适用的压铸机, 是一项技术性和经济性都很强的工作。
2 镁合金压铸工艺参数的研究
在压铸生产过程中, 选择合适的工艺参数是获得优质铸件先决条件。压铸时, 影响合金液充填成型的因素很多, 其中主要有压射压力、压射速度、充填时间和压铸模温度等。热室机的压射比压在40MPa左右, 冷室机的比压要高于热室机, 通常的比压为40-70MPa。实验表明, 薄臂镁合金铸件的浇口速度超过80m/s, 比锌合金和铝合金的压铸模浇口速度要大的多。镁合金的浇住温度在热室机压铸时要低一些, 通常在620-640℃, 冷室压铸机的温度要高一些, 一般在650-680℃。镁合金压铸过程中的模具温度一般保持在180-280℃之间。
Roland Fink[5]在对“镁合金压铸工艺的优化”问题进行研究的过程中, 通过对镁合金压铸经济性、冷室压铸和热室压铸过程分析提出, 一般情况下小于1kg的铸件需要采用热室压铸机, 以保证薄壁件的充满, 大件则推荐采用冷室压铸机。镁合金铸造性能如流动性对型温和浇注温度相当敏感。
张永忠[6]通过正交实验表明:压铸态AZ91D镁合金性能影响显著的因素是浇注温度, 其次是压射比压和压铸型温度。吴有伍[7]等人对ZA85压铸合金力学性能及铸造性能进行了研究, 认为影响最大的三个工艺参数分别是:压射比压、浇注温度和模具温度。江运喜等人[8]采用数值技术对半固态AZ91D镁合金的压铸过程进行了研究, 结果表明:压铸速度对型腔中镁合金温度影响很大, 压铸速度为0.5m/s时, 型腔末端大部分区域处于固相线温度以下, 因此压铸速度应不小于1m/s, 并认为模具温度选择为200℃是不合适的。张庭风[9]等对镁合金的压铸工艺进行了系统的全面的研究, 分别研究了压射比压、浇注温度、模具温度、压射速度等压铸工艺参数对镁合金抗拉强度、硬度、延伸率、冲击韧性、流动性等性能影响。
3 镁合金压铸工艺的研究
3.1 镁合金传统压铸
传统的压铸技术使镁合金液以高速的紊流和弥散状态充填状态充填压铸型腔, 使型腔内的气体及由压铸涂料产生的气体无法顺利排出, 这些气体在高压下或者溶解在压铸合金内, 或者形弥散分布在压铸件内的高压微气孔。在高温下, 这些高压下溶解的气体和微气孔析出或膨胀导致铸件变形和表面鼓泡。因此用传统的压铸方法生产的镁合金压铸件, 不能进行热处理强化, 也不能在较高温度下使用。
3.2 镁合金真空压铸
真空压铸的主要优点有;减少铸件内部气孔、改善铸件表面质量和有利于生产过程铸件尺寸的稳定性。其它方面还有:压射时的比压可降低约40%, 有利于延长模具寿命;选用稍小的压铸机;增加压铸件的可热处理性和可焊。
雷黎[10]等人运用有限元模拟软件对镁合金AZ91D零件在普通压铸与真空压铸下进行计算机数值模拟, 比较真空压铸与普通压铸对铸件气孔率的影响。结果表明:与压铸相比, 真空压铸能有效减少铸件的气孔率、改善铸件质量。由此看来, 真空压铸在减少铸件内含气量方面无疑是十分有效的, 但是。只有以常规压铸为基础, 真空压铸才会有明显的效果, 并且采用真空压铸时, 还应注意真空气道的设计及其面积的计算, 尤其是计算临界面积。以免错判真空压铸的效果真空压铸对其模具加工精度要求较高, 另外需附加一套真空专用设备, 模具精度要求较高的, 提高了成增加了技术难度和成本。上海交通大学轻合金国家工程中心对镁合金AZ91D的真空压铸进行了研究[6], 结果表明:真空压铸可以明显降低AZ91D压铸含量, 提高合金的致密度, 特别是提高远离浇口处的密度, 使铸件达到了可以进行热处理的水平, 解决了普通压铸件密度随距离浇口位置的增大而减小的问题。
3.3 镁合金充氧压铸
充氧压铸是在金属液充填压铸型前, 将氧气充入型腔取代其中的空气, 当能与氧气发生反应的金属液压入型腔时, 一部分氧气通过排气槽排出, 而残留在型腔中的氧气就与金属液发生反应, 生成氧化物微粒, 呈弥散状分布在铸件中, 从而消除了压铸件中的气孔。与普通压铸相比, 充氧压铸具有消除或减少了压铸件内部气孔, 提高了铸件致密度, 因而使得充氧压铸件强度可提高, 伸长率增加, 并可进行热处理。
熔化状态易与氧气发生反应的铝、镁、锌合金均适合充氧压铸。镁合金采用充氧压铸除具备一般充氧压铸的优点外, 还可以大大缩短镁合金的时效时间。与普通压铸, 经时效时处理后充氧压铸镁合金的冲击韧性增加得十分显著。汪之清[11]通过研究发现:充氧压铸可消除压铸件的气孔, 使压铸件可以热处理或焊接。
3.4 镁合金触变压铸
镁合金半固态压铸是一种非常新的金属成形技术[13~14]。与压铸、挤压铸造以及传统的锻造相比, 触变成形有许多优势。随着镁合金铸件的需求, 镁合金触变压铸成形得以突飞猛进的发展, 大致先后经过两个阶段:触变注射成形和新一代触变注射成形。JSW与日本汽车轮毂厂合作已开发出镁合金/铝合金复合材质的汽车轮, 这种两片式轮毂采用铸锻组合法, 首先采用触变注射成形镁合金轮毂, 切除浇道后, 把轮毂再加热进行温锻, 以提高力学性能, 再与铝制轮缘结合 (用镀铬螺栓) 。整个过程只需一次注射成形, 一次锻造, 再经热处理后, 经极少量的机加工就可完成。第二代触变注射成形机提高了成形安定性、尺寸精度及优良品率, 可更容易地生产薄壁笔记本外壳等[13~14]。
肖泽辉[17]采用双螺杆机械搅拌方式制备半固态浆料, 研究了AZ91D镁合金半固态浆料的流变压铸成形工艺。结果表明:压射压力在40-50MPa, 压射充型速度在10-15m/s内, 固相率在10%-60%的浆料都能流变压铸成薄壁圆形铸件, 半固态流变压铸成形比液态压铸成形的强度、伸长率分别提高, 并可施以热处理, 进一步提高性能, 易于实现“净近成形”。
4 结束语
目前, 镁合金成形方法有许多。根据镁合金的性能特点及产品的结构特点, 在现有的研究基础上研究出最适合镁合金成形的成形方法, 对加大镁合金的应用很有实际意义。
压铸镁合金的充型规律、充型性能与充型临界壁厚、压铸工艺参数的关系的研究, 对促进镁合金研究的发展是不可忽略的。
压铸生产线 篇7
近年来,随着压铸工业不断快速发展,国内压铸企业在引进国外先进技术的同时,也在不断地进行技术创新,提高压铸机的工作性能。机器和结构部件的失效大多数是由于发生疲劳造成的[1,2,3],而压铸机为动载工况下的加工机械,其零部件80%以上为疲劳破坏[4],因此,对于压铸机的疲劳分析及寿命估计是至关重要的。
头板是压铸机最重要的零件之一,在工作中受到交变载荷的作用,在开合模运动过程中不断产生冲击,经过一定的循环次数以后容易产生疲劳破坏[5]。
本研究基于Solidworks Simulation软件对头板进行疲劳分析,预测头板的疲劳寿命并改进头板结构,实现头板的优化设计。
1 理论基础
Solidworks Simulation是一款基于有限元(即FEA数值)技术的设计分析软件,它能直接在二维建模界面里完成其设计方案的分析工作,为用户得到高质量分析结果提供简单而高效的方法,同时满足高端用户在简单的FEA软件中实现完全的分析控制的需求[6]。Simulation一般包括前处理,求解和后处理3个部分,即几何模型的建立、定义材料属性、加载、网格的划分、求解和结果分析[7]。它基于应力-寿命(S-N)的方法进行疲劳分析,其中含有一些有限元基本理论:
(1) 单轴应力-寿命:
(2) 单轴应变-寿命曲线:
式中 σf′—疲劳强度系数;εf′—疲劳延展系数;b—疲劳强度指数;c—疲劳延展指数;E—弹性模量。
(3) 单轴应力的应变-寿命:
(4) Von Mises应变:
2 三维模型的建立
本研究建立了160t型号压铸机头板的三维几何模型,如图1所示,并忽略头板上一些对整体受力影响不大的小孔,对其进行简化[8,9]。
3 静态分析
在进行结构疲劳分析前,必须对头板进行静态有限元分析。
(1) 定义头板材料为45钢,其中弹性模量E=205
GPa,泊松比为0.29,屈服强度和张力强度分别为355 MPa和600 MPa,选取材料的疲劳S-N曲线(如图2所示),插值选择双对数,应力比率R=-1;
(2) 设置边界条件:
对底板螺栓处进行完全固定约束,对4个台阶孔X和Y方向固定,限制其X和Y方向的自由度,而Z方向的自由度由头板的4个圆孔限制,对3个支撑杆凸台完全固定约束;
(3) 加载条件:
头板受到模具施加的反作用力大小为1 600 kN,模具受力面积为1 344 cm2,4个哥林柱拉杆由于变形而产生锁模力,故对每个台阶孔施加400 kN的作用力;
(4) 网格划分:
模型使用高品质单元创建网格,网格整体单元大小为44.993 mm,单元数为31 724个,节数为49 272个(如图3所示);解码器采用FFEPlus算法,对模型进行静态分析。求解结果如图4(应力图解)和图5所示(合位移图解)。
从图4中可以看出,压铸机最大的等效应力Von Mises[10]为242.7 MPa,发生在支撑杆凸台处,小于材料的屈服强度355 MPa,有一定的安全系数,故模型是安全的。
4 疲劳分析
疲劳寿命是指疲劳失效以前所经历的应力或应变循环次数。疲劳破坏的过程是:零部件在循环载荷作用下,在局部的最高应力处,最弱及应力最大的晶粒上形成微裂纹,然后发展成宏观裂纹,裂纹继续扩展,最终导致疲劳断裂。目前,疲劳分析的方法主要有3种:名义应力法、局部应力应变法和损伤容限设计法[11]。名义应力法以名义应力为设计参数,从材料的S-N曲线出发,考虑各种因素影响,得出零件的S-N曲线,并根据零件的S-N曲线进行疲劳设计,主要用于对弹性变形居主导地位的高周疲劳。局部应力应变法是一种高/低周疲劳都适用的用于估算疲劳寿命的方法。损伤容限设计是以断裂力学理论为基础,以无损伤检测技术和断裂韧性与疲劳裂纹扩展速率的测定技术为手段,以有初始缺陷或裂纹零件的剩余寿命估算为中心,以断裂控制为保证,确保零件在使用期内能够安全使用的一种疲劳设计方法[5]。
SolidWorks Simulation软件对于单个零件疲劳分析是基于名义应力法的,其分析过程首先根据载荷谱确定零件危险部位的应力谱;而后采用材料的S-N曲线,经过计算结构危险部位的应力集中系数,结合材料的疲劳极限图,通过插值将材料的S-N曲线转化为零件的S-N曲线;最后再由载荷谱确定的应力谱根据Miner线性损伤累积规则计算零件的寿命[11,12,13]。
创建疲劳算例,添加事件中循环周期输入150 0000,相关联事件为上述已经分析过的静态分析,比例为1。在疲劳属性窗口中,确定恒定振幅事件交互作用为随意交互作用,计算交替应力的手段设定为对等应力(von Mises),平均应力纠正为无,最后运行疲劳分析,损坏图解和生命总数图解分别如图6、图7所示。
由图7可以看出,头板经过1 500 000次承载循环后,其最大生命周期为1.000×1015,而最小生命周期为1.239×105,发生在支撑杆凸台处。
5 有限元分析
利用Solidworks Simulation软件对压铸机头板进行疲劳分析,头板上支撑杆凸台在频繁的开/合模过程中产生应力集中,最容易发生疲劳破坏。故在设计中应当考虑降低应力集中问题,对其结构优化改进,在头板上侧对称分布两个凸台,与中线距离为186 mm,使用圆角过渡,用来减小应力,重新进行有限元分析,以提高其疲劳寿命。改进后的三维实体模型,如图8所示。
对模型进行静力结构分析和疲劳分析,得出损坏图解(如图9所示)和生命图解(如图10所示)。
由图10可知,头板的最小生命图解为6.679e+007,可以看出通过结构优化后头板寿命显著增加了。
6 结束语
本研究通过有限元软件Solidworks Simulation对压铸机头板进行疲劳分析,得出头板的对等应力以及生命周期等相关数据,得知头板凸台处为薄弱区,对其进行结构改进后,重新进行有限元分析,提高了头板的生命周期。
研究结果表明,该研究为压铸机头板的优化设计及安全评估提供了一定的理论依据,在实际工程应用上具有一定的指导意义。
压铸模具的表面处理新技术 篇8
1 传统改进技术
传统的技术是热工艺处理压铸模具, 即用淬火-回火这种方法使压铸模具表面成型。而传统改进技术是在传统热工艺处理的基础上, 加入先进的表面处理工艺, 以达到是压铸模具表面光滑、精确度高、使用寿命长的目的。此类方法比如在传统的热工艺处理方法——淬火-回火中加入碳氮, 即NQN碳氮结合强化复合工艺, 采用这种工艺不仅能使压铸模具的表面具有更强的硬度, 而且能深入模具内部加强其内部强度, 并且其渗透层次分布均匀、逐层递减, 这种压铸模具不仅具有良好的回火稳定性, 而且还具有较高的抗腐蚀性, 这样在模具表面综合性能提升的同时, 其内部也有较大幅度的性能提升, 使其既具有较长的使用寿命也具有较精确的表面形状, 符合当代工业发展对模具的要求。
2 更改表面性质技术
更改表面性质的技术是指利用物理或者化学的方法将模具表层的物理性质和化学性质定向改变, 使其更符合生产需要。一般来讲更改表面性质技术的方法有两种:表面热、扩、渗技术和表面激光处理技术。
表面热、扩、渗技术:
这种技术主要是在热处理的基础上采用渗入碳, 渗入氮, 渗入硼, 渗入碳氮, 渗入硫碳氮等, 下面着重介绍几种常见的工艺。
1) 渗入碳
在对压铸模进行处理时渗入碳有助于加强模具表面的硬度, 尤其是在冷处理、热处理和塑料模具中效果尤为明显。其工艺操作方法主要采用将碳粉、碳气等通过固体渗透、气体渗透、真空渗透、离子渗透等方式渗入压铸模具内部。其中真空环境渗入碳和离子条件渗入碳是最近二十年才研发出来的新技术, 其效果明显, 渗入结果均匀, 压铸模具硬度分布均匀, 压铸模具硬度适中, 模具表明精确度高、碳浓度变化趋势较为平缓等。
2) 渗入氮
在压铸模具加工时渗入氮也是一种十分常用的表面处理方式, 这种工艺对材料的要求度不高, 工艺较为简单, 对温度要求较低 (一般渗氮技术的处理温度保持在480℃~600℃之间) , 造成的工件变形度较小, 压铸模具在经过渗氮处理后其表面硬度明显加强, 并且压铸模具表面会具有更好的加工打磨性和抗粘连性。
3) 渗入硼
渗入硼也是一种处理压铸表面的常见有效方法, 通过工艺将硼渗入到压铸模型表面有利于提高压铸模型表面的硬度和耐磨性, 并且使压铸模具具有更好的内腐蚀性和抗粘连性, 可是说渗入硼这种工艺是提升压铸模具表面性能最明显的、效果只好的, 但是其工艺条件十分苛刻, 所以渗硼工艺并没有得到大量的普及和使用, 但近些年来随着科学技术的不断进步, 渗硼工艺有了较大的改变和完善, 也使得这种工艺越来越多的被工业铸模工艺所采用。最近较为普遍使用的渗硼方式有两种, 多元素渗硼法和涂剂渗硼法, 这里着重介绍下涂剂渗硼法。这种方法是将混合涂料涂抹在模具表面, 在920℃的高温下持续加热8个小时, 之后冷却, 这种方法产生的模具具有韧性好、使用寿命长、表面构造性优良等特征。
2.2表面激光处理技术
这种技术也是进三十年兴起的模具表面处理技术, 激光处理表面一般来讲会以两种方式得到应用, 一种是增强压铸模具表面的物理性质, 即利用激光的热度使模具表面融化直接成型, 之后再与渗碳、渗氮、镀层等工艺相结合。另一种方法是将激光处理表面技术与一些物理性质较好的金属辅料相结合, 共同作用使压铸模具的物理性质变强, 具体做法为, 利用激光的热度使压铸模具表现融化成一层薄膜, 并与此同时将各种合金材料涂抹到薄层表面, 在激光的作用下使其融入压铸模具表面以达到增强其物理性质的目的。
3 上镀技术
上镀技术故名思意, 是一种为模具涂上镀层的方式, 做一个比方在必改模具本身的物理特型的前提下, 为模具穿上一层防护衣。上镀技术一般包括玻璃镀、冲压镀、塑料镀、橡胶镀等镀模方式, 其效果也不尽形同, 这样看模具的实际使用环境是怎样的, 具体环境具体分析, 找到最合适的镀膜方式。一般来讲镀膜最显著的特点是挣钱模具的耐磨性、耐腐性和抗冷热的能力, 模具的使用多在冷热交替环境之中, 模具的使用量也较为频繁, 最常见的涂镀方式是聚四氟乙烯复合镀, 这种镀层方法就能很好的满足模具日常使用的需要。
4 结论
模具性能的好坏将直接影响到工业生产的效率和出品的质量, 目前随着科学技术的不断进步, 越来越多越好的模具处理方式不断涌现, 企业要明确自身的发展方向和产品生产特点, 选取适合有效的压铸模具处理方式, 一方面要控制投入成本, 另一方面要符合生产需要, 尽可能地提高模具综合性能, 延长其使用寿命。
参考文献
[1]王昌.表面工程技术在模具制造中的应用[J].中国表面工程, 2002 (1) :8-17.
[2]彭文屹.H13钢铝合金压铸模的离子氮化[J].表面技术, 2002, 31 (3) :14-16.
[3]刘燕萍.硬铝合金化学复合镀——聚四氟乙烯性能的研究[J].电镀与精饰, 2001, 23 (3) :11-13.
压铸镁合金的技术现状及发展 篇9
镁合金作为一种发展迅猛的绿色环保合金,具有密度小(1.75g/cm3—1.90g/cm3),比强度和比刚度高,尺寸稳定性好,电磁屏蔽性好,抗腐蚀性优良,减震良好性,加工性能优良,易加工且加工成本低,充型流动性良好和可再生利用等一系列优点,并且近年来价格逐年下降,因此成为钢、铁、铝和塑料等结构材料的替代品,在汽车、电子、家电、通讯、仪表及航空航天等领域的应用日益增多。就目前发表的研究成果看,虽然新的成型方法较多,但仍以压铸成型为主,即使新的成型方法也是由压铸基本原理派生而来的。
与铝合金相比,镁合金的密度、比热和凝固潜热较小,熔点较低,熔化和压铸时不与铁反应,因此熔化耗能少,凝固速度快,压射周期可缩短20%—30%,压铸型寿命长,一般可达20万次以上,美国还有压铸型寿命达300万次的报道。但镁合金液易氧化燃烧,铸造时热裂倾向比铝合金大,在熔化、浇注和压铸型温控制等方面都比铝合金压铸复杂。
镁合金可用冷室或热室压铸机压铸。热室压铸机的锁型力一般在7840k N以下,压铸生产效率约为同容量冷室压铸机的2倍,通常用于生产重量不大的薄壁压铸件,例如锁型力为9800k N的热室压铸机,压铸单件重量2.15kg的自行车架,生产能力为70件/小时。美国White Metal Casting公司生产的外形尺寸为610×610mm的计算机镁合金外壳也是用大型热室压铸机生产的。目前对热室压铸机的改进主要包括:采用储能器增压,压射柱塞的压射速度可达6m/s,感应加热鹅颈管和喷嘴,使之保持最适宜温度;采用双炉熔化保温,并采用绝热装置和再循环管道,精确保持熔池温度;易磨损件进行镀铬以提高其使用寿命。在冷室压铸机方面,美国Prince公司1986年研制了第一台锁型力11176MN的大型镁合金冷室压铸机,1990年又生产了锁型力13172MN的大型镁合金压铸机,该机集镁合金熔化、压铸于一体,并采用了取件机器人,使整台机组成为一个完整的压铸生产单元。该公司制造的镁合金冷室压铸机的压射柱塞最大速度达819m/s,增压速度变化时间控制在20ms以内,金属液所受的最小静压为419MPa。镁合金冷室压铸机的技术关键是自动浇注机构,目前采有叶片泵式、气压泵式、重力式和电磁泵式等,自动浇注熔池中的泵压为137k Pa的不锈钢泵将金属液经配管输送至压射室,自动浇注机构利用一定压力的氩气作用在密封坩埚内的熔池液面上,通过浸在熔池中的泵体将镁合金液定量压出,定量范围为200—2000g,重力式浇注系统通过升降装置使熔化炉熔池液面比浇注液口高出一定高度,利用重力浇注金属液,并通过控制阀门开启时间实现定量浇注;电磁泵式浇注系统利用电磁力输送金属液,可精确控制金属液的浇注量,误差不超过2%,浇注量调节范围较大。德国奥迪汽车的仪表板的长度为1440mm,壁厚3.15mm,重4.12kg,是在装有自动浇注机构的锁型力为24500k N冷室压铸机上压铸的。通用公司汽车上的直角承梁尺寸为1470×300mm,平均壁厚2mm,重1.18kg,用M60B镁合金在锁型力为21560k N的冷室压铸机上压铸而成,用冷室压铸机生产的镁合金压铸件还有汽车座椅框架和汽车轮毂等。
二、镁合金压铸技术的发展动向
与其他压铸合金一样,传统的压铸技术使镁合金液以高速的紊流和弥散状态充填压铸型腔,使型腔内的气体及由压铸涂料产生的气体无法顺利排出,这些气体在高压下或者溶解在压铸合金内,或者形成许多弥散分布在压铸件内的高压微气孔。这些高压下溶解的气体和微气孔在高温下析出和膨胀导致铸件变形和表面鼓泡。因此用传统压铸方法生产的镁合金压铸件,与其他合金的压铸件一样,不能进行热处理强化,也不能在较高温度下使用。为了消除这种缺陷,提高压铸件的内在质量,扩大压铸件的应用范围,近20年来研究开发了一些新的压铸方法,其中包括充氧压铸,半固态金属流变或触变压铸和挤压铸造,以及几经起伏的真空压铸,等等。真空压铸通过在压铸过程中抽除型腔内的气体而消除或显著减少压铸件内的气孔和溶解气体,提高压铸件的力学性能和表面质量。目前已成功地在冷室压铸机上用真空压铸法生产出AM60B镁合金汽车轮毂,在锁型力为2940k N的热室压铸机上生产出AM60B镁合金汽车方向盘零件,铸件伸长率由8%提高至16%。充氧压铸又称无气孔压铸,该法在金属液充型前,将氧气或其他活性气体充入型腔,置换型腔内的空气,金属液充型时,活性气体与充型金属液反应生成金属氧化物微粒弥散分布在压铸件内,从而消除压铸件内的气体,使压铸件可热处理强化。日本轻金属株式会社用充氧压铸法生产计算机的AZ91镁合金整体磁头支架,代替原先的多层叠合支架,不但减轻了支架重量,而且取得了很大的经济效益。该公司还用充氧压铸法成批生产了AM 60镁合金汽车轮毂和摩托车轮毂,与铝轮毂相比,重量减轻15%。充氧压铸镁合金件可像重力铸造镁合金件一样进行热处理强化,其力学性能优于普通压铸件和重力铸造件,而普通镁合金压铸件则在热处理时变形,无法进行力学性能试验。半固态流变压铸具有充型平稳无金属喷溅、金属液氧化损失少、节能、操作安全、减少铸件内孔洞类缺陷等优点。固相率为40%—50%的AZ91D镁合金在冷室压铸机上半固态流变压铸试件消除了气孔缺陷,抗拉强度达140—200MPa。美国Dow Chemica公司发明的镁合金半固态压铸法已实现了商业化,并取得了三项基本专利。该公司于1991年推出了第二代半固态压铸设备,其锁型机构与普通压铸机相同,而压射机构则采用带有电加热装置的螺旋式压射机构。加入该机构的颗粒状镁合金被螺旋输送至用氩气保护的控温加热区,在该区被加热和剪切成温度达580℃的半固态后进入加速压射区,压射速度约318m/s,型腔压力为34—41MPa,最大可达136MPa,一次循环时间为20s。与普通压铸件高达215%—310%的平均孔隙率相比,半固态压铸件的孔隙率仅为14%—118%。该法的另一优点是减少了铸件在型内的收缩率,对某些铸件甚至可采用零起模斜度,显著减小了铸件的脱型阻力,提高了铸件的尺寸精度。已生产出的镁合金半固态压铸件有汽车传动器壳体盖、点火器壳体等,所用合金为AZ91D。此外,用碳化硅等颗粒增强的镁合金基复合材料已进行了多年的研究开发,目前虽尚未达到在压铸领域商业应用的阶段,但已用砂型造、精密铸造等方法制成了叶轮、自行车曲柄、汽车缸套等铸件,并有将这种复合材料与半固态铸造相结合,应用于压铸和挤压铸造领域的发展趋势。
当前世界各国对压铸镁合金的工艺参数和力学性能关系的实验研究相对较多,而涉及压铸工艺对微观性能的研究成果非常少。因此,若能通过定量分析压铸工艺对镁合金组织与
合理选用消炎药和抗菌药
胡美娜
(黔东南民族职业技术学院,贵州凯里
摘要:消炎药与抗菌药是截然不同的两类药,二者不管是在定义上,还是在种类、作用、作用机制、临床应用、不良反应、注意事项与滥用后果等方面都是不同的,不但医学工作者要清楚这一点,而且普通的民众和患者也要学会区分,合理选用。
关键词:消炎药抗菌药不同
在日常生活中,常看到很多老百姓把消炎药与抗菌药混淆,甚至在一些药店,有些药品导购员也常因为概念不清误导消费者。实际上,消炎药和抗菌药分属两个领域,它们不管是在定义上,还是在种类、作用、作用机制、临床应用、不良反应、注意事项和滥用后果等方面都是截然不同的,我们应该认真区分,合理选用。
一、定义上的不同
消炎药是指能抑制炎症因子产生或释放,使炎症得以减轻至消退,同时是炎症引起的疼痛得以缓解的药物。抗菌药指的是一类对体内外病原微生物(细菌、立克次体、支原体、衣原体、真菌等)具有抑制或杀灭作用的药物。
二、包含种类的不同
消炎药包括非甾体类的解热镇痛药(如阿司匹林、对乙酰氨基酚、吲哚美辛、布洛芬)和甾体类的糖皮质激素(如氢化可的松、泼尼松、地塞米松),抗菌药则包括抗生素(如青霉素、红霉素)、化学合成药(如磺胺类、喹诺酮类)和抗菌中草药(如黄连)三类。
三、主要作用的不同
非甾体类消炎药具有解热作用、镇痛作用,除了对乙酰氨基酚外,大多数都有抗炎抗风湿作用,对非感染性炎症可迅速镇痛,消退关节炎症,减轻关节损伤;甾体类消炎药具有强大的抗炎作用,在炎症早期可减轻渗出、水肿、毛细血管扩张、白细胞浸润和吞噬反应,从而改善红、肿、热、痛等症状,在炎症后期可抑制毛细血管和纤维母细胞的增生,延缓肉芽组织生成,防止黏连及瘢痕形成,减轻炎症后遗症。消炎药是直接针对炎症来发挥作用的,而抗菌药则是针对引起炎症的各类病原微生物来发挥作用,有的可以抑制病原微生物的生长繁殖,有的则能杀灭病原微生物。
四、作用机制的不同
非甾体类消炎药主要是通过抑制炎症反应时前列腺素的合成和释放,从而缓解炎症反应;甾体类消炎药则是通过抑制炎症介质的产生和释放、诱导血管紧张素转化酶、调节细胞因子的产生、抑制一氧化氮合酶的活性等方面达到抗炎作用。抗菌药包含种类较多,作用机制各有不同,但总的来说都主要是通过干扰病原微生物的生化代谢过程而呈现抑菌或杀菌作用。
五、应用方向的不同
炎症,就是平时人们所说的“发炎”,是机体对于刺激的一种防御反应,表现为红、肿、热、痛和功能障碍。炎症,可以是感染引起的感染性炎症,也可以不是由于感染引起的非感染性炎症。消炎药一般多用于非感染性的炎症,非甾体类消炎药对控制风湿性及类风湿性关节炎的症状有肯定的疗效,能减轻炎症肿胀、缓解疼痛及改善症状;甾体类消炎药可用于治疗严性能的影响,来预测镁合金成形加工零部件的性能,将是一个很有潜力和应用前景的基础研究。
重感染,但在治疗中必须合用足量有效的抗菌药,以免导致感染病灶扩散而引发严重后果。抗菌药由于对引起炎症的病原微生物具有抑制和杀灭作用,因此多用于感染性炎症,但对病毒所致炎症无效。
六、主要不良反应的不同
消炎药多数都有消化道反应,严重时可诱发胃溃疡甚至胃出血;有些非甾体类消炎药可诱发肾乳头坏死甚至肾盂癌,还有的会对造血系统造成不良影响,出现血液系统疾病;而甾体类的糖皮质激素不良反应更多,可诱发加重感染、抑制生长发育、引起骨质疏松、肌肉萎缩等。抗菌药主要会出现二重感染、耐药性、肝脏损害、过敏性休克等不良反应。
七、应用注意事项的不同
非甾体类消炎药对炎性疾病过程本身并无作用,也不能根治,更不能阻止疾病的发展及并发症的发生,若停药可复发;甾体类消炎药在抑制炎症、减轻炎症的同时,能一定程度降低机体的防御功能,若使用不当可致感染扩散、阻碍创口愈合,长期应用,需尽早、逐渐减量停药,避免反跳现象发生。在抗菌药的应用过程中,则需注意充分考虑机体、病原微生物和药物三者之间的关系,注重调动机体的防御机能,减少或避免药物的不良反应,有效控制病原微生物的耐药性。
八、滥用造成的后果不同
滥用非甾体类消炎药容易使病态出现假象,造成误诊、耽误治疗,如某些急腹症、急性传染病,使用此类药后,掩盖了疾病的真正病因,造成了耽误治疗的危险;有的非甾体类消炎药长期应用还会出现成瘾,虽然不能与吗啡类成瘾相提并论,但会对个人健康、工作、生活和学习造成一定影响;而滥用甾体类消炎药,不仅会出现肥胖、多毛、痤疮、血糖升高、高血压、水肿、月经紊乱、胃及十二指肠溃疡等病症,而且可能对肾脏造成一些损害,如加重肾小球硬化、肾钙化或肾结石等,若较长时间、较大剂量使用会引起机体糖、蛋白质、脂肪及水电解质等一系列物质代谢紊乱,破坏机体的防卫系统和抑制免疫反应能力,引起一系列更严重的并发症,有些甚至直接威胁病人的生命。对于抗菌药,更是大众滥用最多的药物,而滥用抗菌药比滥用消炎药还要严重,世界卫生组织为此曾发出警告:滥用抗菌药将使人类回到无抗菌药的时代。抗菌药的滥用,会使得原本对某些药物敏感的菌株发生结构、生理、生化等方面的改变,对抗菌药物的敏感性下降或消失,医生手里对付病菌的武器也将会越来越少。
综上所述,消炎药与抗菌药是截然不同的两类药,二者不管是在定义上,还是在种类、作用、作用机制、临床应用、不良反应、注意事项和滥用后果等方面都是不同的,不仅医学工作者要清楚这一点,而且普通的民众和患者也要学会区别,合理选用,不要把消炎药当抗菌药使用,也不要把抗菌药当消炎药用,以免耽搁病情,延误治疗。
参考文献:
[1]张远.药理学[M].北京:北京大学医学出版社,2008.
摘要：本文作者通过对压铸镁合金技术现状的调研,着重阐述了压铸镁合金的优良性能。随着能源的紧缺和环境污染日益突出,绿色环保材料已经越来越多地被人们关注并应用到各行各业。本文针对对镁合金的压铸技术的现状与发展方向进行讨论,希望能给从业者一些参考。
关键词：压铸镁合金,压铸技术,发展动向
参考文献
[1]于海朋,王峰,于宝义等.工艺参数和热处理对压铸AZ91D力学性能的影响.特种铸造及有色合金,2002.
[2]张津,章宗和.镁合金及应用.北京:化学工业出版社,2004.