東莞鋅合金壓鑄的生產(chǎn)工藝流程通常包括模具設(shè)計(jì)與制造、合金熔煉、壓鑄成型、后處理及質(zhì)量檢測(cè)等核心環(huán)節(jié),每個(gè)步驟均需精密控制以確保產(chǎn)品精度和性能。
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一、模具設(shè)計(jì)與制造
1. 模具設(shè)計(jì)
需求分析:根據(jù)產(chǎn)品圖紙(如 3D 模型)確定模具結(jié)構(gòu),包括型腔形狀、澆口位置、排氣系統(tǒng)、冷卻通道等,需考慮鋅合金的流動(dòng)性和收縮率(約 0.3%~0.6%)。
材料選擇:模具材料通常為H13 熱作模具鋼,需具備高強(qiáng)度、耐高溫(鋅合金熔點(diǎn)約 419℃)和耐磨性,表面需經(jīng)氮化處理以延長(zhǎng)壽命。
仿真優(yōu)化:通過 CAE 軟件(如 Moldflow)模擬充型過程,預(yù)測(cè)氣孔、縮松等缺陷,優(yōu)化澆口尺寸和排氣布局。
2. 模具加工
工藝路線:
毛坯鍛造 → 粗加工(銑削、車削)→ 熱處理(淬火 + 回火,硬度達(dá) HRC48~52)→ 精加工(CNC 銑削、電火花成型、線切割)→ 表面處理(氮化或鍍層,硬度達(dá) HV1000 以上)→ 組裝調(diào)試。
精度要求:模具公差控制在 ±0.01mm 以內(nèi),表面粗糙度 Ra≤0.8μm,確保壓鑄件尺寸精度(如 IT10~IT12 級(jí))和表面質(zhì)量。
二、合金熔煉
1. 原料準(zhǔn)備
鋅合金牌號(hào):常用牌號(hào)包括ZA8(高鋁鋅合金,Al 8%~8.5%)、ZA27(超高強(qiáng)度,Al 27%)、YZ111(通用型,Al 3.5%~4.3%),需符合 GB/T 13818-2009 標(biāo)準(zhǔn),雜質(zhì)(如 Fe、Pb、Cd)含量嚴(yán)格控制。
配料比例:主元素(Zn、Al、Cu、Mg)按牌號(hào)精準(zhǔn)配比,回爐料占比通常≤30%,避免雜質(zhì)累積影響性能。
2. 熔煉過程
設(shè)備:采用石墨坩堝電阻爐或燃?xì)鉅t,配備溫控系統(tǒng)(精度 ±5℃)和攪拌裝置。
工藝步驟:
預(yù)熱:坩堝預(yù)熱至 200~250℃,避免鋅液與鐵接觸生成 FeZn?脆性相。
熔化:先加入鋅錠,升溫至 430~460℃熔化,再依次加入鋁、銅等合金元素,攪拌均勻。
精煉除氣:加入 ** 氯化鋅(ZnCl?)或六氯乙烷(C?Cl?)** 作精煉劑,攪拌后靜置 5~10 分鐘,去除熔渣和氫氣(氫氣溶解度隨溫度升高而增加,需控制熔體含氣量<0.2mL/100g)。
保溫:熔體溫度控制在 410~430℃,避免過熱導(dǎo)致晶粒粗大或氧化加劇。
三、壓鑄成型
1. 壓鑄機(jī)調(diào)試
設(shè)備類型:常用熱室壓鑄機(jī)(適用于低熔點(diǎn)合金,如鋅合金),鎖模力根據(jù)模具尺寸計(jì)算(如投影面積 × 比壓,比壓通常取 30~50MPa)。
參數(shù)設(shè)置:
壓射速度:低速壓射(0.1~0.5m/s)填充澆道,高速壓射(3~5m/s)填充型腔,避免卷氣。
保壓時(shí)間:根據(jù)鑄件厚度確定,通常為 5~15 秒,確保補(bǔ)縮充分。
模具溫度:通過模溫機(jī)控制在 180~220℃,提高充型能力和表面質(zhì)量。
2. 壓鑄操作
噴涂脫模劑:每次開模后噴涂水基脫模劑(如硅酮類),厚度約 0.01~0.03mm,減少粘模并輔助冷卻。
壓射過程:合金液通過壓射沖頭以高壓(30~100MPa)高速壓入模具型腔,充型時(shí)間<1 秒,避免熔體提前凝固。
開模取件:鑄件冷卻至固態(tài)溫度(約 250℃以下)后開模,取出工件并去除澆口、溢流槽等廢料(可回收再利用)。
四、后處理
1. 表面處理
去毛刺:采用噴砂(玻璃珠或塑料砂)、滾筒研磨或振動(dòng)光飾去除飛邊,粗糙度 Ra 降至 1.6~3.2μm。
表面處理:
電鍍:鍍鋅、鎳、鉻等,提高耐腐蝕性(如中性鹽霧測(cè)試≥48 小時(shí)),常見于五金配件。
噴涂:靜電噴涂環(huán)氧樹脂或丙烯酸涂料,用于裝飾性表面(如家具把手)。
鈍化:采用無鉻鈍化工藝(如硅烷處理),符合 RoHS 環(huán)保要求。
2. 熱處理(可選)
時(shí)效處理:對(duì)于高強(qiáng)度鋅合金(如 ZA27),需進(jìn)行人工時(shí)效(150℃×2~4 小時(shí)),消除內(nèi)應(yīng)力并穩(wěn)定尺寸,硬度可提高 10%~15%。
退火處理:用于需要改善韌性的零件,加熱至 200~250℃后隨爐冷卻,降低硬度(如從 HB80 降至 HB60)。
五、質(zhì)量檢測(cè)
1. 尺寸與外觀檢測(cè)
三坐標(biāo)測(cè)量(CMM):檢測(cè)關(guān)鍵尺寸(如配合孔直徑、壁厚),公差 ±0.05mm 以內(nèi)。
目視檢查:觀察表面氣孔(直徑≤0.5mm 且間距>5mm 為合格)、縮痕、裂紋等缺陷,必要時(shí)用熒光滲透檢測(cè)(PT)或 X 光探傷(RT)。
2. 性能測(cè)試
力學(xué)性能:拉伸試驗(yàn)(抗拉強(qiáng)度≥250MPa,伸長(zhǎng)率≥2%)、硬度測(cè)試(HB≥65)。
耐腐蝕性:中性鹽霧試驗(yàn)(NSS)≥24 小時(shí)無紅銹,適用于戶外或潮濕環(huán)境零件。
氣密性測(cè)試:對(duì)密封件(如泵體、閥體)進(jìn)行氣壓或水壓測(cè)試(壓力 0.5~1MPa,保壓 30 秒無泄漏)。
六、環(huán)保與安全
廢氣處理:熔煉過程中產(chǎn)生的氧化鋅煙塵通過布袋除塵器處理,顆粒物排放濃度≤30mg/m3,符合《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297-1996)。
廢水處理:脫模劑廢水經(jīng)中和、沉淀去除重金屬離子(如 Zn2+≤1.5mg/L),達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)后排放。
噪聲控制:壓鑄機(jī)噪聲≤85dB,通過隔音罩和減振墊降低車間噪音。