[发明专利]一种镁合金导流罩的压铸方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合金导流罩的压铸工艺，具体涉及一种镁合金导流罩的压铸方法。

背景技术

镁合金的密度小于1.74g/cm3，是目前最轻的金属结构材料，具有比刚度和比强度高、良好的铸造性能、减震性等特点。近年来，由于人们对产品轻量化的要求日益迫切，镁合金性能的不断改善及压铸技术的进步，压铸镁合金的用量显著增长。在工程构件用镁合金中90％来自压铸行业，而其中的70％以上又用于汽车工业，因此，压铸工艺对其应用起着决定性的作用。镁合金在熔融态具有极高的流动冲型能力，用于压铸生产能充分发挥其材料优异特性。虽然镁合金压铸业在国内得到迅速发展，但是由于生产工艺还不成熟，铸件缺陷较多，如气孔、缩孔、疏松、热裂纹、飞边毛刺、内部裂缝、表面流痕、冷隔等。这些缺陷破坏了周围组织的连续性，降低了材料的强度和塑性，并且在它的前沿易造成应力集中，使得导流罩在较低的应力下就会产生裂纹。裂纹将大大降低铸件的力学性能，致使压铸件大量报废。在压铸件的实际生产过程中，传统上开发新的成熟的压铸工艺，工艺人员只能先试模，然后根据铸件的具体情况进行改进设计，修改模型。这样，不仅增加了试制费用，而且延长了生产周期。如果在正常生产线上试制，就会影响正常生产。

随着计算机数值模拟技术的发展，工艺人员在制定好工艺方案后，可以通过计算机模拟，发现方案中的不足，然后有针对的进行改进，并得到新方案，再进行模拟，最终得到满意的方案。但是，目前镁合金导流罩模拟过程中，浇注系统和压铸工艺参数的设计不能较好的结合，压铸的产品质量较低，成品率不高。

发明内容

本发明的目的是克服传统压铸方法的缺点，提供一种镁合金导流罩的压铸方法，本发明方法将模具工艺参数和压铸工艺参数的设计结合起来，提高镁合金导流罩的压铸成品率，缩短导流罩压铸件的开发周期，提高企业的生产效率和经济效益。

一种镁合金导流罩的压铸方法，包括以下步骤：

(1)根据导流罩的质量要求设计浇注系统，建立零件的三维模型，利用三维造型软件对导流罩进行造型，并添加浇注系统和溢流系统形成完整的压铸件实体模型；

(2)预设压铸工艺参数以及模具工艺参数：压射速度为：3～8m/s；浇注温度为：640～690℃；模具温度为：180～280℃；浇口厚度：0.6～3.0mm。

(3)利用Anycasting软件，计算机模拟研究压铸工艺参数(如：压射速度、浇注温度、模具温度)对模流、卷气和凝固过程的影响，优化压铸工艺参数；通过计算机模拟研究：分型面的选择位置，浇道、浇口、溢流槽形式及尺寸对压铸过程的影响，优化模具工艺参数。分析软件的模拟结果，根据是否存在缩松、缩孔、冷隔等缺陷，或者根据缺陷的大小，确定最终的优化工艺参数。模拟优化得到优化的参数组合如下，压射速度为：5～8m/s；浇注温度为：660～680℃；模具温度为：220～260℃；浇口厚度：1.0～2.0mm；并用优化的工艺参数进行压铸：采用模温机加热到预定的模具温度220-260℃，通过电阻式双室熔炼炉熔炼镁合金，使镁液温度为660～680℃。

上述镁合金导流罩的压铸方法，步骤(1)中：

所述的浇注系统包括直浇道、横浇道、内浇口、排气槽和溢流槽。

直浇道的设计包括冷室压铸机压室的选择和压铸模的浇口套的设计。使得压室充满度K限制在30％～70％之间。过低的充满度会导致铸件产生气孔和夹杂缺陷。

K＝4V/(πLD²)                  (1)

式中：V为镁液的体积(m³)；L为压室的长度(m)；D为冲头的直径(m)。

横浇道的设计包括起形状、长度、厚度。由于镁合金的比热小、熔化潜热低，一般选择镁合金液在型腔中的流动路径最短，以避免浇不足和冷隔等现象。横浇道的截面积根据从直浇道到内交口逐渐缩小的原则设计。

内浇口的设计包括截面积、宽度、厚度、长度等尺寸；内浇口的截面积根据镁液所需的充填速度和充填时间来确定，如下式所示：

A_g＝G/(ρvt)                   (2)

式中：A_g为内浇口的截面积(cm²)；G为通过内浇口的镁液质量(g)；ρ为镁液的密度(g/cm³)；v为充填速度(cm/s)；t为型腔的充填时间(s)。

排气槽和溢流槽作用是：排出气体、推出杂物、保持温度平衡、改善镁液的流动条件。排气槽的总截面积设计为内浇口总截面积的20％-50％。