镁合金齿轮箱压铸工艺设计.docx

1镁合金齿轮箱压铸工艺设计徐宁朱建风福州大学福建信息职业技术学院福建福州摘要近年来随着我国汽车电子等行业的迅速发展对镁合金压铸件的需求也不断的增长本文主要讲述镁合金齿轮箱产品研发过程中压铸模的设计理念和生产方面的经验该模具在制造的过程中应用镁合金压铸工艺采取主浇道环型结构内腔采用分型结构设计了个滑块个方向抽芯实验结果显示该模具不仅压铸件成形好压铸的缺陷也会相对减少模具的寿命也会增加关键词镁合金模具设计压铸工艺齿轮箱中图分类号文献标识码文章编号面对竞争日益激烈的市场竞争对镁合金压铸的要求也越来越严格使得设计者们被动的不断地提高着产品的质量缩短着研发时间在不存在特殊原因的情况下镁合金的产品与其他合金的铸件设计有许多的相似之处但又要做到在设计中既要突出镁合金的特征与优势又要避免容易出现的问题就需要压铸件与模具相互适应充分发挥出镁合金的优点确保获得高质量的产品镁合金的发展现状镁合金与目前正在使用的相对较多的材料相比具有密度小比强度高以及良好的压铸工艺性导热性减振性电磁屏蔽性可回2收利用等特点能够满足不同行业的需求供求量很大作为轻质合金材料未来的前景不可限量已经广泛的应用于社会生产中许多国家已经利用镁合金做出了重大的研究将其定义为二十一世纪的重要战略材料因为镁合金的许多优点和无法取代的特点让镁合金的需求量大幅度上升镁合金压铸件在汽车产业制造中占有比例很大亚太地区市场约占北美市场约占欧洲市场约占其他地区约占而我国的镁合金产业虽然才发展不久但自在年代以后我国的汽车电子通讯等领域发展已经得到了很大程度上的提高在如今这个科技发展迅速的时代只有不断的研发创新才不会落后我国作为镁资源生产大国存储量占世界的年产量截止到年底全国余家镁企业的产量仅达万吨通过不断的努力我国的镁工业从镁产品的进口国变身成为世界最重要的产品出口国压铸模设计镁合金齿轮箱结构如图所示内部结构较为复杂要求模具结构设计合理为保证成型质量要有合理的浇注系统较大的浇道面积较高的填充速度和较短的充填时间压铸机的选择对于镁合金铸件的生产环境的温度不论是热室压铸机还是冷室压铸机都和生产出的铸件的壁厚有关通常情况下为了保证壁薄的3小于的铸件则需要热室压铸机大件的基本选用冷室压铸机该齿轮箱采用冷室压铸机进行压铸成型模具设计由于镁合金有着很好的压铸工艺性能在生产的过程中应该相对地把镁合金的优点和不可代替的优势融合进去并且选用适合镁合金的工艺参数和模具设计标准与铝合金不同的是因为熔化的镁合金不易与钢铁融合所以使模具的使用寿命得到了延长至于其他的例如热学约和机械力学比压对模具的冲压与加工铝的时候都有些相同现在我们可以做到压铸件壁薄至的薄壁件因为镁合金的液体可以再模具腔内迅速凝固要求充型时间短压射冲头的速度比铝高出实践表明铸件的抗拉强度与第二级压射速度有着直接的关系主要因素是短的充型时间和充型期间产生的漩涡压铸模喷涂的频繁表面会有喷涂材料的微粒和氧化物会改变溶液在内浇口的速度大约在这样的改变就会减少内浇口速度造成的破损镁合金压铸模特点充型时间比铝短内浇口的速度为斜度小模具温度在需要用模具控制器镁的流动性好边角固定好对模具塑固要求高镁合金压铸模的应用近些年我国的大型成套设备中齿轮是最关键的部分之一通过引4进相关的技术和不断的创新也代表着制造业的发展水平的高精度以及在这方面所取得成就从发展趋势上看是在不断的进步占据主导地位并会持续相当长的发展阶段由图结构图所示镁合金的齿轮箱的压铸由动模套版顶出机构动模型芯定模型芯抽芯滑板定模板套动模固定板和浇道等部分组成该模具大体还是选取了铝合金压铸模的结构成分但又做了一定程度的改变突出了镁合金的特点与优势做了一些大胆的创新首先在模具的浇道上做了一定的改变选取厚度为宽度为的增压型环型主浇道以保证在填充的过程中速度得到了提升由于齿轮箱的结构复杂设置的辅助浇道可以减少充填的时间流动的阻碍减少甚至减少了喷溅冷隔紊流等缺陷其次根据齿轮箱结构复杂这一特点也做了一些设计设计成个抽芯的结构方式滑块之间的距离为以内销子与模具内孔之间的距离为以内模具的制作工艺精度高达级此外选取内腔结合处不用去毛刺的直接加工的分型结构可以大大的减轻成本负担还可以保证压铸产品的质量与速度压铸工艺设计与工艺压铸是镁合金铸造的最主要的成形工艺世界上镁合金铸件总数的是通过压铸工艺成形的这最主要的原因就是镁的压铸工艺工艺性能很好对于镁合金齿轮的成分分析见表镁合金具有的一系列特征使得镁合金零件的压铸工艺与铝合金的压铸工艺有着显著的不同与铝合5金比较来说镁合金有着低比热容和低相变潜热低动力学粘度高流动性凝固时间短等特点选取填充速快更节约时间的充填时间的压铸工艺与镁合金进行综合研究和生产真空压铸真空压铸是指在压铸的过程将腔内的气体抽出减少压铸件内的气孔和溶解气体从而达到提高铸件质量的目的由于镁合金在凝固的过程易产生枝晶被枝晶占据的地方会因阻碍液体形成负压析出有利位置因为镁合金中的疏松对气孔的形成起着帮助作用充氧压铸充氧压铸又叫做无气孔压铸在金属液充型前在型腔内冲入氧气或者其他气体来替换腔内的空气金属液体进入腔内时会与活性气体产生化学反应生成金氧化物微粒这种微粒分散在墙内分解了存在的空气使压铸件可以通过热处理强化使铸件比普通铸件的塑造效果更明显而普通镁合金是无法进行力学性能测试的挤压铸造北美压铸协会对挤压铸造的解释是运用低的充型速度和最小的运动达到金属液体在高压下凝固的目的高精度的从而获得铸造工艺充型压力高是挤压铸造最突出的特点比重力金属型铸造要高几个级别而对铸件造成的影响合金与铸型间的传热系数的增加减少腔内金属液体中的气体析出从而提高铸件的密度与质量半固态铸造6虽然有了挤压铸造常规铸造充氧铸造等方式可以塑造出高质量快速度复杂多样的镁合金铸件但也很难逃脱在生产过程中遇到的各种问题所以必须过热保证合金液的流动来克服众多的问题例如镁合金的氧化燃烧这主要是利用半固态有充型平稳金属液氧化损失较少无金属喷溅可进行热处理铸件寿命长等特点填充时间对于镁合金填充时间要短保压的作用就是让压力传递给还没有凝固的液体通过高压结晶获取高质量的压铸件除此以外因为镁合金的特殊性的缘故在利用镁合金进行压铸制造产品时在其开发以及生产的过程中还应该对镁合金的生产中的其他一些工序进行多加注意其中在生产过程中镁合金的熔化保温以及压铸和对镁合金的后续加工以及对镁合金的处理等过程中都应该采取一定的安全防护措施这样才能更加保证产品的质量安全操作镁具有易燃易爆的特性因此在生产过程中必须有较强的安全意识在生产时基本保护用品必须佩带齐全如工作服安全帽口罩防护模具等等为穿戴齐全不可靠近镁合金生产中涂料不易喷放过多以免引发危险设计员者们应时刻注意着以免造成不必要的伤亡结语根据多年的设计铝锌等多种金属产业以及多年压铸生产积累下来的经验现在已经自主设计了镁合金齿轮压铸模的一系列工序并且7已经按照成功的设计制造出了模具经过多方面的实际检验制造的模具有效使用时间长的特点制定的镁合金齿轮箱压工艺十分合理并且在稳定性上也超出世面上的其他产品的平均水平而且在压铸成型的质量以及表面的质量上也比世面上的许多同类型产品高出许多而且利用我公司的自主设计的工序成产制造出的产品的成品率也比以往的工序生产制造出产品的成品率提高了不少参考文献张玉海阎峰云黄晓锋镁合金压铸工艺的研究铸造李远发洪艳况志强饶辉镁合金盖压铸模具设计特种铸造及有色合金程晓宇熊守美镁合金压铸件致密性与压铸工艺研究铸造熊守美镁合金压铸成形技术研究进展航空制造技术高兰汽车用镁合金高压压铸技术及生产新进展中国金属通报