鋅合金壓鑄模具型腔的制造工藝

一、概述

在外貿(mào)出口的眾多工藝品中，無毒 、無害、無污染、質地古樸的金屬工藝品倍受外商青睞 。這些產(chǎn)品的共同特點是形狀復雜，表面均有清晰 、逼真的花紋或動植物造型圖案，壁薄 、重量輕，表面要求光整、美觀，但尺寸和形狀精度要求不高。其材料多選用熔點低 、鑄造性能好、熔化足壓鑄時不吸鐵 (即不易粘模 )的鋅合金，其制造工藝為滿足大批量、高效率的生產(chǎn)要求而多選用壓鑄方法。外商訂貨時只提供產(chǎn)品實物而不提供圖紙。深圳譽格如何利用產(chǎn)品實物快速地制造出低成本的壓鑄模具就成為關鍵性問題

二 、綜合分析

1.壓鑄模具的材料及其制造工藝分析

壓鑄是在高壓 (從幾兆帕到幾十兆帕)、高速 (5~50m／s)下將液態(tài)或半液態(tài)金屬充填入壓鑄型腔并在壓力下快速凝固成型的一種鑄造方法。壓鑄模型腔的工作條件惡劣，它是直接和具有高壓、高溫 、高速金屬液接觸的，壓射時 ，在極短的時間內(nèi)除受高溫高速沖擊外 ，溫差變化很大，因而其熱疲勞大 ，易變形和開裂。所以譽格鋅合金壓鑄模型腔常用的材料是 5CrNlMo,或3Cr2W8V．可代用的材料通常是 T10A 或 5CrMnMo等耐熱合金鋼。這些村料除自身費用高外，其模具制造工藝也較復雜。通常都是在紫銅或石墨電極上手工雕刻出花紋圖案，用電火花機床加工成型后，由深圳譽格的模具鉗工修磨打光做成模具型腔或者采用現(xiàn)代的電鑄工藝制造，但其制造成本高、周期長。為了簡化模具的制造工藝，降低成本，譽格實驗性的用灰鑄鐵做模具型腔材料并采用簡單的制造方法，取得了滿意的效果。

2.用灰鑄鐵作鋅合金壓鑄模具型腔的可行性分析

灰鑄鐵價格低廉，鑄造和就誒些加工性能好，缺點是導熱性、強震和延伸率都不太好，特別是在高溫下 (425°C以上)的生長現(xiàn)象，使機械性能下降而容易產(chǎn)生裂紋及燒傷．因此灰鑄鐵型腔的壽命非常有限。深圳譽格要想想提高模具壽命就必須控制模具的工作溫度。譽格所要壓鑄的鋅合金壓鑄件。是一個直徑為Φ80mm 園缺形 的薄片，重量只有20g，充填型腔時所帶給模具的熱量很少，且鋅合金的熔點在400°C左右 。為克服灰鑄鐵的缺點．我們采取了以下工藝措施：

（1）控制金屬液的溫度≤400°C，對模具采用非循環(huán)式水冷卻方法 ，以避免灰鑄鐵的生長現(xiàn)象。

(2)嚴格控制壓鑄時的持往時間以減少模具對熱量的吸收。

(3)每次壓鑄前，須用涂料 (譽格選用 N7錠子油)涂刷型腔各部，以減少金屬液對型腔的“熱擊”作用 ，減少型壁的內(nèi)應力及金屬液與型腔間的熔焊現(xiàn)象

4)做好模具的預熱和在使用過程中的中間退火工作

在上述工藝措施的保障下，深圳譽格用不到 1000元制造的橫具型腔 ，其壽命達到 32萬次之多。

三、鋅臺金壓鑄模型腔的制造工藝

1．型腔材料   型腔材料為 HT200。

2．工藝流程

以實物樣品作模具 ，灌注出凹凸蠟模各一件 (罐注前務必在實物樣品上涂刷脫模劑)→精修蠟模 (保證花紋圖案清晰、逼真)→制備殼型→熔模精鑄模具型腔的鑄鐵毛坯→退火→機械加工型腔的各基準面→低溫退火→鉗工修磨型腔花紋圖案→中頻表面淬火 (要求表面硬度為HRC45～50) →回火→鉗工精慘打磨拋光。 

3．工藝要求

(1)由于用這種模具制造出的產(chǎn)品要經(jīng)過三次收縮 (制備蠟模、澆注鑄鐵、壓鑄鋅合金)，會產(chǎn)生尺寸誤差，這種誤差對于無嚴格尺寸要求的工藝品來說是允許的。但對于實物樣品中本來就很纖細的凸花紋，經(jīng)過這三次收縮后有可能變得橫糊不清，所以譽格在精修蠟模時應根據(jù)后續(xù)工序的收縮量適 當加深蠟橫在這些地方的凹陷深度 。   （2）在制備殼型過程中，當粘掛第一層面料漿時，深圳譽格必須用毛刷戳刷蠟模上的表面料漿，以消除料漿表面張力所形成的氣泡，這對于型腔花紋圖案的清晰至關重要，同時也可減輕鉗工修磨的難度和工作量

（3）焙燒殼型必須經(jīng)過低溫→保溫6h以上→高溫過程，以避免型腔毛坯表面出現(xiàn)氣孔

四、結束語 應用精鑄與修磨加工相結臺的工藝方法制造復雜形狀模具型腔，實質上就是利用實物樣品的造型或圖案復制出能制造同樣產(chǎn)品的模具型腔，從而把在金屬或其它材料表面的雕刻工作簡化為在蠟模上的修補工作。因此大大縮短了制造周期，降低了制造成本，具有一定的實用價值．深圳譽格用此種工藝制造具有不規(guī)則形狀的注塑橫型腔 (材料為鋁合金)，同樣取得了成功。