深圳鋅合金壓鑄廠優化鋅合金壓鑄的模具設計需從材料選擇、結構布局、工藝適配性等多維度入手，以提升鑄件質量、延長模具壽命并降低生產成本。
?
一、模具材料的優選與處理
熱穩定性：選用耐高溫疲勞的模具鋼（如 H13、8407），其在 400-500℃工況下仍能保持強度，避免因熱膨脹導致尺寸偏差。
耐磨性：鋅合金液充型速度高（3-5m/s），模具型腔需抵抗金屬液沖刷，可通過表面硬化處理（如滲氮、PVD 鍍層）提高硬度至 HV800-1000。
導熱性：優先選擇導熱系數高的材料（如鈹銅合金用于型芯），加快局部散熱，平衡模具溫度場。
1. 澆口布局優化
避免噴射充型：采用扇形澆口或梯形澆口（寬度≥50mm，厚度 2-3mm），使金屬液以層流狀態平穩進入型腔，減少空氣卷入。
2. 溢流槽與排氣系統設計
溢流槽布局：在金屬液最后填充區域（如型腔末端、拐角處）設置溢流槽，體積≥鑄件對應部位體積的 15%，深度 3-5mm，通過溢流槽收集冷料和氣體。
排氣槽設計：沿分型面開設梯形排氣槽（深度 0.05-0.1mm，寬度 10-20mm），并延伸至模外形成排氣通道，總排氣面積≥鑄件投影面積的 0.5%。
三、冷卻與溫控系統設計
1. 冷卻水道布局
隨形冷卻設計：采用 3D 打印技術加工模具，使冷卻水道貼近型腔輪廓（如壓鑄齒輪模具，水道沿齒形分布），溫差控制在 ±10℃內。
分區溫控策略：
厚壁區域：加大水道直徑（φ8-10mm），水流速≥2m/s，加快散熱；
薄壁區域：減少水道密度，或采用隔熱板（如云母片）降低冷卻速率，避免冷隔。
2. 溫度監測與反饋
在模具關鍵部位（如澆口、型芯）預埋 PT100 溫度傳感器，實時監測溫度并聯動壓鑄機溫控系統，當局部溫度超過 250℃時自動加大冷卻水流速。
四、脫模與結構設計優化
1. 脫模斜度與圓角設計
脫模斜度：型腔表面斜度≥1.5°，型芯斜度≥1°，避免因脫模阻力導致鑄件拉傷（如深腔件斜度可增至 2-3°）。
圓角過渡：所有棱角處設計 R2-R5mm 圓角，減少應力集中，例如模具分型面邊緣、型芯根部必須倒圓角，防止熱裂紋。
2. 抽芯與滑塊機構
斜銷抽芯角度：控制在 15-20°，最大不超過 25°，避免抽芯力過大導致模具變形，同時設置限位裝置（如擋塊）防止滑塊走位。
滑塊耐磨設計：滑塊底面鑲嵌耐磨板（如銅合金），表面開設油槽儲油，降低摩擦系數至 0.1 以下。
五、防粘模與易損件設計
1. 防粘模措施
表面涂層：在型腔表面涂覆特氟龍（PTFE）涂層（厚度 5-10μm），或采用陶瓷涂層（Al?O?），降低金屬液附著力。
脫模劑通道：在模具深腔部位開設直徑 0.5mm 的微孔，通過高壓氣體將脫模劑霧化噴射至難以觸及的區域。
2. 易損件快速更換設計
模塊化設計：將澆口套、型芯等易損件設計為獨立模塊（如采用定位銷 + 螺釘固定），更換時間從 2 小時縮短至 30 分鐘。
磨損預警標識：在滑塊、導柱等部件表面刻制磨損刻度線，當刻度露出時提示更換。
六、模擬仿真與試模優化
1. 壓鑄過程仿真
使用 MAGMA、AnyCasting 等軟件模擬金屬液充型、凝固過程，提前發現以下問題：
充型時的渦流區域（調整澆口位置）；
凝固時的熱節分布（增設冷鐵或調整壁厚）。
2. 試模迭代策略
首件三階段檢測：
尺寸檢測：三坐標測量關鍵尺寸，公差控制在 ±0.05mm；
內部探傷：X 光檢測氣孔、縮松，缺陷面積≤鑄件體積的 0.3%；
力學測試：抽樣進行拉伸試驗，抗拉強度≥250MPa。
模具修正原則：根據試模結果，單次修正量不超過 0.5mm（如澆口厚度每次調整≤0.2mm），避免過度修改導致模具報廢。
