壓鑄生產(chǎn)中的新技術(shù)應用

 摘要：主要介紹了實時監(jiān)控及反饋技術(shù)、真空壓鑄技術(shù)及模溫調(diào)節(jié)器在壓鑄生產(chǎn)中的應用，通過采用以上新技術(shù)，優(yōu)化了壓鑄工藝，提高了鑄件質(zhì)量，具有較大的使用價值。 
關(guān)鍵詞：實時監(jiān)控與反饋、真空壓鑄、模溫調(diào)節(jié)器、應用 

   鑄造作為一門古老的加工方法，在其注入新的技術(shù)之后，已演變成多種加工工藝，壓鑄就是其中之一，隨著當代科技的進步與發(fā)展，壓鑄工藝也不斷地應用新的技術(shù)，來生產(chǎn)高品質(zhì)的優(yōu)良鑄件，尤其是耐高壓的壓鑄件。 

一．實時監(jiān)控與反饋技術(shù)的應用 

   在鑄造過程中有很多直接或間接地影響鑄件質(zhì)量的因素，在以往的生產(chǎn)中，大多數(shù)是憑經(jīng)驗進行操作生產(chǎn)，很多因素不能得到有效控制，因此，質(zhì)量的波動很大，可靠性、一致性不能得到保障。在壓鑄生產(chǎn)中因其生產(chǎn)效率高，一旦失控往往會出現(xiàn)成批產(chǎn)品報廢的質(zhì)量事故，為了解決這一矛盾，目前國外的壓鑄機生產(chǎn)廠商已陸續(xù)推出實時監(jiān)控系統(tǒng)的設備。實時監(jiān)控系統(tǒng)，其功能在于：按工藝要求預先設置相應的參數(shù)，在生產(chǎn)過程中，通過壓力傳感器、位移傳感器分別檢測相應的沖頭速度和油缸內(nèi)壓力參數(shù)，經(jīng)計算機分析、比較、處理，一旦發(fā)現(xiàn)機器運動過程中的參數(shù)與原先設定的參數(shù)不符或有差異時，就會立即發(fā)出警報，一方面提醒操作者檢查此狀態(tài)下的產(chǎn)品是否合格，另一方面要求相關(guān)人員檢查模具情況和設備狀況，使其恢復到原定最佳狀態(tài)。

實時監(jiān)控系統(tǒng)有三種類型 

   第一種是基本型實時監(jiān)控系統(tǒng)：分固定型和移動型。該系統(tǒng)比較簡單，只是將有關(guān)壓力傳感器、位移傳感器等與機器相連，在生產(chǎn)過程中，只對實際的運行參數(shù)與設定值是否相符做出判斷，一旦情況有異常，系統(tǒng)計算機立即報警，操作人員立即將情況通知工藝技術(shù)人員及其它有關(guān)人員進行現(xiàn)場處理。 

   第二種是改進型實時監(jiān)控系統(tǒng)：該系統(tǒng)與設備在制造時就聯(lián)為一體，提高了監(jiān)測精度，同時，在情況發(fā)生異常后，電腦一方面報警，提醒操作人員檢查此產(chǎn)品是否為廢品，另一方面它會自動在機器系統(tǒng)中作一些數(shù)據(jù)調(diào)整，保證在下一次壓鑄時的參數(shù)符合原定設定值。 

   第三種是提高型實時監(jiān)控與反饋系統(tǒng)：該系統(tǒng)在改進型的基礎上，增加了伺服電機、時間比例閥等，其功能更全、更復雜，系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中，電腦監(jiān)測沖頭運動參數(shù)和壓力參數(shù)是否與設定值相符，如果發(fā)生不符合設定值時，機器立即啟動伺服電機，打開比例閥，控制油缸中的油的流量，使其沖頭運動速度和壓射系統(tǒng)油缸中的壓力始終保持在設定值范圍內(nèi)。 

通過使用實時控制系統(tǒng)可以保證壓鑄工藝的穩(wěn)定性、提高產(chǎn)品的合格率。 
二．真空壓鑄技術(shù)的應用 

   真空壓鑄的原理比較簡單，但是應用時難度較大，曾在上世紀60年代就采用過真空壓鑄的方法來生產(chǎn)航空葉輪，當時該系統(tǒng)僅用一個與真空系統(tǒng)相連的大罩子將模具罩住，在壓鑄生產(chǎn)時啟動該系統(tǒng)，由于當時的各方面條件有限，無法將整個系統(tǒng)全部密封起來，因此，這種結(jié)構(gòu)不是真正意義上的真空壓鑄。隨著模具技術(shù)的不斷發(fā)展，上世紀后葉，通過在模具上開設齒形集渣包，將所有排氣槽都連接到齒形集渣包，再將齒形集渣包與真空系統(tǒng)相連接。在壓鑄過程中，當沖頭運動越過壓室的澆料口時，啟動真空系統(tǒng)，當沖頭運動停止后10～15秒時關(guān)閉真空系統(tǒng)。此真空系統(tǒng)要求模具表面光滑，動模、靜模之間密封性能良好，能取得較好的真空效果，減低產(chǎn)品的內(nèi)部氣孔。 

   另外，有些壓鑄機公司推出了真空閥的真空壓鑄系統(tǒng)，它的原理在于模具開設較深排氣通道并與齒形集渣包相連，齒形集渣包再與帶有油缸的真空閥相連，其結(jié)構(gòu)示意如圖二所示： 

   當鋁水充填滿排氣槽后，將活塞頂回，活塞正好將與真空系統(tǒng)相連的通道封閉，關(guān)閉閥門。在開模取出鑄件后，活塞又返回到原來的位置。 

   此類真空系統(tǒng)，設置簡單，只要求當沖頭通過壓室澆料口的時候，機器啟動真空泵，但是，對模具制造和維護水平要求很高，特別是與真空閥相連的模具部位，相互配合的精度要求很高。根據(jù)實際使用情況，此真空系統(tǒng)所達到的真空度也最高，效果最好，保證可靠。 

   另外有的企業(yè)還采用了一套真空系統(tǒng)，與多臺壓鑄機相連的真空壓鑄方式。此系統(tǒng)能滿足一般的真空壓鑄要求，當多臺機器同時使用時，其真空度就不一定能得到保證。 

三．模溫調(diào)節(jié)器的應用 

   模具溫度在生產(chǎn)過程中對產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)效率具有重大影響，模溫不平均或不適當都會導致鑄件尺寸不穩(wěn)定、鑄件頂出困難易變形，產(chǎn)生熱壓力、粘模、表面冷隔等缺陷。 

   對于鋁合金壓鑄，模具表面溫度以150～250℃為宜，為了使模具達到該段溫度，多數(shù)壓鑄廠采用瓦斯噴槍加熱型腔或采用金屬液低速充填型腔的方法來提高模具的溫度，由于這兩種方法都會導致型腔表面溫度上升過快，而型塊內(nèi)部溫度較低，因此產(chǎn)生了相應的內(nèi)應力，模具容易產(chǎn)生微裂紋，既影響產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，又降低了模具的使用壽命。目前，國內(nèi)外著名壓鑄廠家在使用高精度模具生產(chǎn)高品質(zhì)的鑄件時，采用模溫調(diào)節(jié)器，通過對導熱油加熱的方法，提高模具溫度。當導熱油不斷流過模具內(nèi)管道時，使模具的溫度總體均勻地提高到適宜的溫度，由于導熱油還可以像水一樣進行冷卻，當模溫超過設定值時，導熱油開始起冷卻作用，從而使模具溫度能保持一定的范圍內(nèi)，通過采用模溫調(diào)節(jié)器，可以保持模具溫度的均勻性，提高產(chǎn)品表面質(zhì)量和模具使用壽命。 

四．結(jié)論 

   通過應用實時監(jiān)控與反饋技術(shù)、真空壓鑄技術(shù)、模溫調(diào)節(jié)器等新技術(shù)，可以生產(chǎn)表面質(zhì)量要求高、致密性好的壓鑄件，同時延長模具使用壽命，提高生產(chǎn)效率，在實際生產(chǎn)中具有較高的使用價值。