技術前沿丨真空壓鑄技術的開發及應用

徐飛躍發表于2023/11/17 9:23:21 廣東鴻圖真空壓鑄

原標題：廣東鴻圖：基于立體式激冷排氣閥的真空壓鑄技術開發及應用

壓鑄是使液態金屬在高壓作用下，高速噴射充填模具型腔，隨后在壓力下凝固成形的一種鑄造工藝方法。由于壓鑄的高速噴射充型特點，型腔內氣體的卷入導致壓鑄件出現缺陷而產生廢品率高、組織不理想、力學性能差等問題。為降低或消除型腔氣體對壓鑄成形的不利影響，提高壓鑄件的工藝品質和力學性能，國內外研發了許多新的壓鑄方法，如層流充填法或超低速壓鑄法、充氧壓鑄法、真空壓鑄法等，其中真空壓鑄法因應用效果好、可靠性高而得到廣泛推廣應用。

立體式激冷排氣閥是在普通激冷排氣閥的基礎上發展而來，將“一”字直線式的排氣通道設計成一種“W”型曲線結構，其主要目的是增加排氣道的寬度,增大排氣面積。當將此類型真空閥應用于真空壓鑄工藝中，同等的真空壓鑄參數下，其抽氣效率等同于機械截止真空閥，其可靠性等同于普通激冷排氣閥。基于立體式激冷排氣閥的特點,開發了真空控制系統,并針對實際生產的油底殼零件進行了計算機填充模擬、模具方案優化以及試驗，驗證了立體式激冷排氣閥具有抽氣效率高、可靠性高、維護成本低的優點。

圖文結果

立體式激冷排氣閥是在普通激冷排氣閥的基礎上發展而來，重點解決在不增大真空閥排氣通道投影面積的前提下(即不增加鎖模力)，大幅增大排氣通道的排氣截面積，從而提高抽氣速度。當排氣道厚度一定時，立體式激冷排氣閥的排氣通道寬度將是普通排氣閥的2~4倍, 也就是說排氣面積可以增大1~3倍，因此立體式激冷排氣閥的抽氣效率是普通排氣真空閥的2~4倍。

圖1 普通和立體式激冷排氣閥的排氣通道示意圖

圖2 兩種真空閥對比圖

圖3 真空控制系統原理圖

為探討立體式激冷排氣閥的應用效果，選擇壓鑄油底殼零件進行試驗，產品結構見圖4。其外形尺寸為477.8mm×336mm×115.2mm，鑄件質量為4.1kg。該油底殼原采用普通的激冷排氣閥,其壓鑄工藝見圖5。如果由普通的激冷排氣閥改為立體式激冷排氣閥，需要對原方案的充型過程了解后，再對原方案進行優化，最終形成適合立體式激冷排氣閥的澆注系統以及排氣系統。對于原方案填充過程中鋁液的流動狀態進行分析，見圖6。