AZ31B 鎂合金薄壁殼形件真空壓鑄模的設計中磊教育

采用壓鑄方法生產葉輪零件大大提高了生產效率，降低了生產成本。以前該零件采用數控中心加工時，每生產 1個零件大約需要 1.5h，生產效率低，同時零件的成本也相當高，經濟性較差，而這副模具的設計成功解決了這個難題。12個葉片要進行旋轉出模，其工藝難度可以說達到了這類零件目前的很高水平。

鎂合金薄壁件較好的成形方案是真空壓鑄，真空壓鑄成形有 2 種方法： ① 利用真空罩密封壓鑄模成形法； ② 模腔直接抽真空成形法。由于模腔直接抽真空法對裝備要求較低，抽氣量小且生產周期短，得到較多地應用。模腔直接抽真空壓鑄法的關鍵是真空壓鑄模的設計與制造。以筆記本電腦機殼為例，說明薄壁鎂合金壓鑄件真空壓鑄模設計的要點，以供參考

鎂合金薄壁件較好的成形方案是真空壓鑄，真空壓鑄成形有 2 種方法： ① 利用真空罩密封壓鑄模成形法； ② 模腔直接抽真空成形法。由于模腔直接抽真空法對裝備要求較低，抽氣量小且生產周期短，得到較多地應用。模腔直接抽真空壓鑄法的關鍵是真空壓鑄模的設計與制造。以筆記本電腦機殼為例，說明薄壁鎂合金壓鑄件真空壓鑄模設計的要點，以供參考液流動阻力，盡快充模，內澆口位置應根據壓鑄件結構形狀按金屬液充填規律確定。

排溢系統設計時，料流最后到達的各溢流槽應與主排氣道相連，并與抽真空系統相連通，主排氣道尺寸可比普通排氣槽大許多，便于型腔空氣的抽出。溢流槽總體積應大于壓鑄件體積的 20%，由于分型面密封性要好，型腔內殘留氣體不能通過分型面排出，應由溢流槽容納，且是薄壁件成型，冷料對壓鑄件表面質量影響較大，因此，特別加大了溢流槽的容積，實際溢流槽總體積為 14 265.5mm 3 ，約占壓鑄件總體積的 34.3%。溢流槽的布置應均勻，以平衡模具成形區域的溫度，使壓鑄件各處溫度較均勻，減小冷卻收縮變形。為防止鎂合金液進入抽真空系統，在主排氣道的末端設計有波紋形排氣鑲塊，如圖 4 所示，動、定模排氣鑲塊之間的波紋間隙內側為 1mm，外側為0.5mm，這樣有利于型腔中的氣體快速抽出，而又不容易讓合金液溢出，還可消除氣流的嘯叫聲。、

3.3 推出機構設計
推出機構應便于制造和維修，采用推桿推出較好。推桿的布置應遵循壓鑄件受力均勻的原則，由于是殼形件，脫模力較大，而薄壁壓鑄件的承載力又較低，因此，應適當增的數量。同時推桿的布置還應兼顧冷卻水道的布置，以免與水道干涉，造成水道難以開設或漏水現象。推桿與推桿孔的配合間隙應比普通壓鑄模的小，以利于型腔真空度的控制，提高抽真空的速度，推桿與孔的配合間隙可取 0.015～ 0.03mm。推桿分布情況如圖 2 所示，模具使用推桿直徑為 φ 2.5 ～φ 8mm，推桿總計 81 根。

3.4 冷卻系統設計
冷卻系統用于調節模具溫度，使之達到壓鑄工藝規定的模溫要求，對于薄壁殼形件，模具溫度的均勻性比一般壓鑄件要求更高，冷卻不均勻將導致壓鑄件嚴重的翹曲變形，同時冷卻效果的好壞還影響鎂合金壓鑄件內部組織和外觀以及生產周期。為使模溫均勻，在定模鑲塊、動模鑲塊、分流錐和澆口套上均開設了循環冷卻水道，冷卻能力應比常規理論計算值大，以便對模具溫度進行有效的控制。水道布局參見圖 3。
3.5 模具剛度的加強
為提高真空壓鑄模分型面的配合精度，保證分型面的密封效果，增設了 4 根支承柱（見圖 3），用來加強模具的剛度，減小動模板的受力變形。全部支撐柱的高度應一致，且應比 2 個墊塊高度尺寸高0.02～ 0.05mm。

型腔直接抽真空法用于薄壁殼形件鎂合金壓鑄
模的設計要點為：
① 模具分型面的密封性要求較高，應相對提高模具成型鑲塊分型面的配合精度，減小推桿的配合間隙；
② 澆注系統形狀應流暢，內澆口分布應寬，內澆口斷面尺寸應比普通壓鑄模大；
③ 溢流槽容積更大，主排氣道應與主要溢流槽相連，主排氣道末端以波紋形排氣鑲塊結構為宜；

④ 模溫要求更均勻，推桿直徑和數量應適當加大，以免冷卻和推出時變形、開裂；

⑤ 模具總體剛度應加強，增設支撐柱是很有效的解決辦法。該模具經實際生產驗證，壓鑄件完全能達到質量要求。