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(zhì)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(fù)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(guān)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(fù)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(dǎo)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(yīng)力及金屬液與型腔間的熔焊現(xiàn)象

4)做好模具的預(yù)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?zāi)８饕患?(罐注前務(wù)必在實物樣品上涂刷脫模劑)→精修蠟?zāi)?(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?zāi)！沧㈣T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?zāi)r應(yīng)根據(jù)后續(xù)工序的收縮量適 當(dāng)加深蠟橫在這些地方的凹陷深度 。   （2）在制備殼型過程中，當(dāng)粘掛第一層面料漿時，深圳譽格必須用毛刷戳刷蠟?zāi)Ｉ系谋砻媪蠞{，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(guān)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(jié)束語 應(yīng)用精鑄與修磨加工相結(jié)臺的工藝方法制造復(fù)雜形狀模具型腔，實質(zhì)上就是利用實物樣品的造型或圖案復(fù)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?zāi)Ｉ系男扪a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。