镁合金压铸制程控制与工艺条件.ppt

鎂合金壓鑄製程製程控制與工藝條件 合金熔解 射出速度 高速切換位置 鑄造壓力 溫度控制 離型劑 5.2 射出速度 射出依柱塞的運動速度可分為兩個階段 第一個階段，柱塞是以低速前進將熔湯充滿料管到澆口的空間 第二個階段，柱塞是以高速前進，以便將熔湯高速射入模穴。 澆口速度：熔湯通過澆口的速度 充填時間與鑄件的平均壁厚的關聯圖 5.3 高速切換位置 在壓鑄製程上，期望熔融金屬通過澆口時能得到最高速度將金屬成霧狀噴出。所以當金屬液到達澆口處，將柱塞速度由慢轉快獲得所需的澆口速度，此處位置即所謂高速切換位置 5.4 鑄造壓力 鑄造壓力(續) 力的平衡，推導出壓力之間的關係 鋁合金壓鑄所需壓力 5.5 溫度控制5.5.1 模具溫度的預熱 鎂合金壓鑄模溫的範圍 計算所需溫具溫度控制器功率 P=(M×C×T×S)/TH 其中：P=加熱功率(w) M=模具重量(Kg) C=模具鋼的比熱(452 J/Kg oC) T=所需模溫(oC) TH=加熱時間(sec) S=安全係數(1.2) 5.5.2 壓鑄過程的熱平衡 Qrequired=Qlosses-Qinput 其中：Qrequired=所需熱量(J/hr) Qlosses=一般的熱傳導＋離型劑帶走 的熱量(J/hr) Qinput=鑄件凝固放出的熱量(J/hr) 鑄件凝固放出的熱量包含兩種：顯熱QS與潛熱QL Qinput=QS＋QL 其中：QS=M×C×T×N QL=M×QLH×N M=射出鑄件重量(Kg) C=鎂的比熱(1.05KJ/Kg oC) T=(Tcasted-Tejected)=200 oC QLH=鎂的凝固熱(KJ/Kg) N=shots/hr 模具的熱傳導和離型劑帶走的熱量 Qlosses=Qnormal＋Qspray 其中：Qnormal=A×F×N Qspray=A×F’×T×N A=模具與機械接觸面積(cm2) F=一般熱損失係數(60 J/cm2/shot) F’=離型劑損失係數 (25 J/cm2/sec/shot) T=噴塗時間(sec) N=shots/hr * * 5.1 鎂合金之熔解 ◎鎂合金錠在放進熔解爐之前應該預熱至150℃以上，以充分 除去溼氣，避免發生危險。 ◎鎂合金錠放進熔解爐的速率應和生產速率配合，以保持液面 高度一定。鎂合金錠放進熔解爐的速率亦應注意不要使熔解 爐的溫度產生太大變化。 ◎熔解溫度隨合金不同而不同。通常熱室機的熔解溫度在 620~650℃，冷室機的熔解溫度在650~680℃。在熱室機的熔解溫度不可以超過650℃，以免降低鵝頸管壽命。 ◎鎂合金熔解時需要保護氣體來防止鎂湯燃燒，目前大多是用 SF6作為保護氣體，可使用乾燥空氣、或是CO2、或是N2與 其混合。IMA所建議使用的濃度如下： ◎SF6濃度高時會腐蝕坩堝，因此濃度不要超過0.5%。SF6濃度 是否適當可用下列方法測試：打開熔解爐蓋子，開始讀秒， 若在20秒左右在熔湯表面冒出火星，則SF6濃度正確。若不到15秒就冒出火星，則表示SF6濃度太低，應該調高SF6濃度。 若超過25秒尚未冒出火星，則表示SF6濃度太高，應該調低 SF6濃度。 ◎鎂合金熔解時需要保護氣體來防止鎂湯燃燒，是因為鎂湯表 面的氧化鎂是脆而疏鬆的組織，故此氧化層無法阻止鎂湯繼 續氧化。而SF6可使鎂湯表面的氧化層變得至密有彈性，故可防止鎂湯氧化。 ? 厚鑄件 一般鑄件 薄鑄件 澆口速度(m/sec) 15-20 20-30 30-40 柱塞的高速速度值計算 Vp=VgAg/Ap 澆口面積 澆口速度 柱塞面積 15-30msec P1是料管中的有效壓力提供鑄造壓力P PA是蓄壓器所能提供的最大壓力 VP是柱塞速度，也等於料管中的金屬液速度 PA P A A1 P1 P2 A2 VP ? 鑄造壓力(kg/cm2) 冷室機 需機械加工的鑄件 350~500 耐壓或大表面積薄鑄件 500~900 ? 模溫(oC) 鎂合金 150-250