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    通过压铸不足量金属液的方法来观察型腔的填充方向


    各种各样的压铸现象和压铸结果要求理论的正确指导,因此充型理论的建立和完善不仅为模具设计铸件的生产提供理论基础,也为压铸设备的结构设计和性能提出要求。为了研究和探明压铸时金属的流动状态和填充过程,国内外压铸工作者进行了长期的试验研究,比较典型的喷射理论勃兰特的全壁厚理论巴顿的三阶段填充理论。因压铸时的高温高压充型时间短测试困难和不直观等缺点,致使对充型理论众说纷纭,而这三种理论一直占据主导地位。

      对充型理论的认识不论哪种理论的产生都是以简单的矩形板类件或形件为试验对象,并在特定的压铸条件下得出的结论。众所周知,多数压铸产品的形状是极其复杂多变的,加之充型时间短。需要控制的参数多,很难用其中某一种理论对压铸时的填充过程和结果进行解释。事实上,压铸是一个包含着流体动力学热力学的复杂过程,尽管国内外专家发表了很多相关论文,迄今为止尚未有完整的填充理论。

      目前各厂所使用的压铸机都是三级压射机构,这也只是人们对压铸过程表面认识而机械适应的结果,要想对铸件填充过程真正地进行适时控制至少要对充填过程有充足的认识。充型过程的分析及其实践应用就费罗梅尔的喷射填充理论而言,金属液流通过内浇道进入型腔,且不遇到任何阻碍,从远端向浇道充填的情况是很少的,而勃兰特的全壁厚充填理论后来被人们确认为只有在低速低温下才能发生。

      射填充阶段在通常的压铸条件下,模具在充型之初金属液流均以高速高压通过内浇道,金属液流呈喷射状态,具有极强的方向性,这种状态的填充称为喷射填充浇口处的喷射状态经实践证明对充型是有利的,人们在生产现场往往对内浇道进行修改,从而利用喷射流极强的方向性对型腔中难于充填的部位进行充填是行之效的。模具设计中考虑浇口方案时,利用它高速高压和方向性强的特点,先填充那些阻力大的部位也屡见不鲜,但是要充分地进行排气。

      堆积填充阶段随着填充的继续进行,喷射流在相互碰撞摩擦型芯阻力和型腔内气体背压的作用下运动能量耗尽,造成在障碍物前的堆积,与此同时在后续金属液压力作用下堆动前行,把这时的填充状态定义为堆积填充见图在生产实践中,为了得到对堆积充填更好地控制,我们可以将金属液流引人铸件的一角,以求型腔充填肯定而明确地按此方式完成,此种方法应用十分广泛,就是应用此法生产出的优良铸件。

      大中型铸件或复杂铸件在填充的最后阶段或远浇口部位多为压力流填充。压铸过程而言,要想通过分型面滑块间隙排气系统完全排出浇注系统和型腔内的气体是不可能的,有相当一部分的气体滞留在型腔内并与液体金属融合,后经增压将气泡压瘪,从而达到组织致密的目的,这也是压铸件为什么不能进行热处理的直接原因。

      综上所述,喷射填充堆积填充是模具充填过程中最基本最简单的两种形式,然而,纯粹以这两种基本形式进行充填的时候很少出现,尤其在较为复杂模具当中,型腔内能量耗尽的金属液流被后续金属液浸没并推动以压力流的形式进行流动,与从其他方向流来的大运动能量的喷射流融合后以喷射流形式继续前行的可能性也是存在的。整个过程究竟以何种方式进行填充则要由其当时的具体条件而定,当金属流的运动能量远大于填充阻力时,为喷射填充。

      随着型腔形状的复杂化型腔截面积的变化阻力的加大流程的延长金属液温度和运动能量的降低等因素的影响,喷射形态出现得越来越少,堆积填充逐渐增多,因此整个过程是两者交替混合进行,而动能是决定液态金属进人型腔和在型腔内以何种方式进行填充的必要条件。

      结语传统填充理论对分析一些实际问题有一定的意义,但仍存在不足之处,在处理实际间题时不应受其限制,而应根据具体情况进行具体分析。以上一些结论是通过压铸不足量金属液的方法来观察型腔的填充方向,它与足量金属实际的流动状态有细微的偏差,但不影响其在实际生产中的应用。


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