中国结构件压铸生产之真空技术

william 发表于2017/9/15 10:22:29 压铸结构件真空技术

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虽然目前高压结构件仍只是压铸件市场的一小部分，但是增速很快。随着技术逐步成熟，可承接结构件压铸的厂家会增多。近期，我们会针对大家感兴趣的汽车结构件产品展开探讨！

真空技术

Vacural法
德国Muller-Weingarten公司和Vaw公司联合开发。将熔化炉通过升液管和压射室直接相连, 抽真空时先将金属铝液吸入到压射室内, 接着继续抽真空至预定真空度后再压射成形。需要专用设备, 且技术受专利保护, 所以价格成本高。

MFT （Minimum Fill Time）法
Alcan-BDW公司开发，使用普通压铸机,其工艺特点是采用多浇道和大面积内浇口以保证金属铝液在极短时间内充填型腔。使用普通压铸机, 设备门槛低, 因而普及率较高。

Vacuum Golve Box 法
Yamaha公司开发，将整个模具装在一个密封罩内,设置有几个抽气回路来抽取密封罩内模具中的空气,确保了模具型腔中的高真空度。影响操作便利。

Structural法

Buhler公司开发，基于通用压铸机和熔化设备，双回路抽真空，配合辅助工艺措施，优化压铸工艺和控制压铸过程，与通用真空压铸工艺接近。
容易形成生产力，生产转化方便，实际生产中获得广泛应用。

真空系统组成及工艺过程

真空系统由真空泵P、真空罐T、真空度调节装置、电动阀O、测量装置C、气动控制装置、ＰＬＣ触摸屏操作装置、管道及真空阀（块）V 组成

两类真空阀：机械阀和触发阀

机械阀：利用金属液流动的惯性力使阀芯关闭。
1.机械式真空切断阀是型腔中获得良好真空状态的最有效方式。
2.当前进中的金属液前沿接触到触发活塞发生转向时，阀即关闭，全程抽真空。
3.抽气面积大效果好，滑动部分会受油污、铝液飞溅物影响不能及时关闭导致堵塞。

机械式真空阀

1.VDS快动阀闭合时间在1到3毫秒之内，推荐将型腔抽真空到小于50毫bar的绝对压力，即，残留压力小于大气压力的5%。
2.方达瑞 Supervac真空阀依靠金属动能在1毫秒内机械关阀。
3.日本丰兴工业制作所真空阀门关闭速度7豪秒。

触发阀：通过信号（行程、时间、温度）控制使阀芯关闭。

1.这种阀为用户提供了最高级别的控制。
2.触发阀关闭信号：
3.冲头位置信号：表明金属液接近真空抽气口。
4.温度信号：使用极快的温度传感器-具有小于1毫秒的时间常数-嵌入模具内壁不同位置。这些传感器可以跟踪金属液实时通路，可以得到最佳的阀关闭触发时间。
5.触发阀控制更加精确，阀关闭时间在几毫秒级
6.机械布置简单，触发高速阀易于维护，而且相当坚固实用。
7.最佳的触发参数一旦确定，激励高速阀工作可靠性和重复性非常高。
8.但是找到最佳参数必须小心注意，而且可能需要花费较多时间。由于所有这些原因，激励阀被特别推荐用于长期生产的模具上。
9.可提前关闭真空阀，避免堵塞,生产安全。
10.充型未结束停止抽气，型腔内会产生烟气、模具漏气等，真空度降低，非全程抽气。

真空阀优点：

可以使用较大的排气面积，排气能力强；
真空工艺过程可以精确控制，重复性高；
排气道设置灵活，投影面积占用相对较小。

缺点:

一次性投资成本较高；
堵塞的风险；
使用不当效果不明显
需要及时维护及备件储存。

激冷排气块

形式
采用很薄的波纹状排气槽, 金属液在流入排气时会迅速凝固堵住气道而不致使金属液进入真空管道。

优点
1.机构简单，使用及维护方便；
2.无需真空阀，价格低；
3.可实现全程排气；

缺点
1.由于排气道截面积（厚度一般0.2mm）,排气阻力大，排气能力较低；
2.真空停止由冷却块中金属凝固来实现，无法精确的控制排气量；
3.真空度波动较大，重复精度难于保证；
4.占用面积较大。

真空要求

无真空： 一般压铸件气体含量在10-50ml/100g
型腔真空度50~ 80 kPa(型腔内绝对压力200-500mbar）： 压铸件性能虽然有所提高, 但100 g 铸件中气体含量达5~ 20 ml,依然不能进行热处理或焊接，不能用于结构件生产。
型腔真空度91~ 96 kPa( 型腔内的绝对压力50~100mbar)：100g 铸件内气体含量为1~ 3ml, 可以实施热处理或焊接加工。

相关定义
普通真空压铸： 100-300毫巴
高真空压铸： 50至100毫巴
超高真空压铸： 50毫巴以下

目前真空水平
罐内：10毫巴
型腔内：30毫巴

真空度对铸件延伸率和表面质量的影响