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吉林快三跨度振幅走势:從壓鑄各方面分析,提高寶馬發動機左蓋的合格率

2019-05-15來源:壓鑄實踐
核心摘要:K5X左蓋是由德國寶馬摩托車公司隆鑫發動機公司共同開發,并由重慶隆鑫壓鑄有限公司壓鑄生產,大排量發動機公司噴粉機加后供德國寶馬的K5X高端摩托車裝配的產品。產品外觀設計獨特,造型美觀,外形如青蛙狀。德國寶馬摩托車公司對K5X左蓋質量要求非常嚴格:零件主體壁厚2.55mm;零件重量1210±30g(成品)(壓鑄件1.305kg);外表面噴粉后不允許有氣泡和起層現象;零件表面不允許有碰傷、劃傷、磕傷痕跡;壓鑄后探傷不允許有超過PK3標準的氣縮孔存在。
1、 K5X左蓋的質量要求
K5X左蓋是由德國寶馬摩托車公司隆鑫發動機公司共同開發,并由重慶隆鑫壓鑄有限公司壓鑄生產,大排量發動機公司噴粉機加后供德國寶馬的K5X高端摩托車裝配的產品。產品外觀設計獨特,造型美觀,外形如青蛙狀。德國寶馬摩托車公司對K5X左蓋質量要求非常嚴格:零件主體壁厚2.55mm;零件重量1210±30g(成品)(壓鑄件1.305kg);外表面噴粉后不允許有氣泡和起層現象;零件表面不允許有碰傷、劃傷、磕傷痕跡;壓鑄后探傷不允許有超過PK3標準的氣縮孔存在。K5X左蓋實物圖如圖 1、圖 2:
2、 K5X 左蓋失效的形式
(1)氣縮孔:壓鑄件在冷凝過程中,由于內部補償不足所造成的形狀不規則,表面較粗糙的空洞;
(2)氣孔:又名空氣孔、氣眼,壓室、澆道和型腔內的氣體卷入壓鑄件內部所形成的形狀較為規則、表面較為光滑的空洞;
(3)氣泡:又名鼓泡,鑄件表皮下,聚集氣體鼓脹所形成的泡,有時會崩裂,存在貫通和非貫通兩種;
(4)花紋:又名條紋、流痕,首先進入型腔的金屬液形成一個極薄而又不完全的金屬層后,被后來的金屬液所彌補而留下的痕跡,鑄件表面呈現與金屬液流動方向相一致,用手感覺得出局部下陷,此缺陷無發展方向;
(5)成型差:成型差又名澆不足、輪廓不清、邊角殘缺,金屬液未充滿型腔,鑄件上出現填充不完整的部位,多出現在鑄件末端或狹窄深腔處;
(6)粘模:在壓鑄過程中,合金粘附型芯、型腔局部甚至整體粘附在型腔內的現象;
(7)裂紋:鑄件上合金基體被破壞或斷開形成細絲狀的縫隙,有穿透的和不穿透的兩種,有發展趨勢,裂紋可以分為冷裂紋和熱裂紋兩種,他們的主要區別是:冷裂紋鑄件開裂處金屬未被氧化,熱裂紋鑄件開裂處金屬被氧化。
3、 K5X左蓋失效模式的改進措施

吉林快三怎么看豹子 www.kchga.icu 從模具、設備、材料、熔化、壓鑄等方面分析了相關的失效模式,其中與模具、設備


壓鑄相關的具有較高風險度的幾種失效模式如下:

(1)壓鑄機的選擇

2010年在開發K5X左蓋壓鑄模時未進行潛在失效模式進行分析,用拍腦袋想當然的方式確定了用800T壓鑄機生產K5X左蓋。其結果是:生產時模具跑水極其嚴重,產品質量無論從外觀質量到內在質量均極其糟糕。保供也因此受到嚴重影響。

壓鑄機型選擇——鎖模力計算

通過對三維圖形測試鑄件垂直于分型面的投影面積:F件=72470mm2,澆注系統、排溢系統垂直于分型面的投影面積:ΣF澆排= F件×(50%~55%)= 72470mm2×53%=38520mm2,總面積 : ΣF= F件 + ΣF澆排=72470+38520=111260mm2=1112.6cm2,P鎖模力≥ Q脹型力=∑F × P 比÷ K= 1054T

根據計算結果:選擇1000 ~ 1100T壓鑄機為宜

根據車間設備的現狀決定暫時用DC1250T壓鑄機生產K5X左蓋,解決鎖模力不足和跑水問題。

壓鑄機主要技術參數


(2)模具尺寸的改進

項目小組在原有的模具基礎上對各個缺陷問題分析后重新開發了DL-4#模具,模具的尺寸較以前的進行了相應的改進:

DL-4# 模具:寬 × 高 × 厚=1010mm× 810mm×650mm

① 寬度方向增加280mm,高度方向增加了70mm,厚度增加20mm。有效減小了型板安全風險;

② K5X左蓋DL-4#模最小封水距離70mm,模芯尺寸寬 x 高各增加了25mm.模芯尺寸為510mmx450mm。結合??蠔湍=懦嘰緄募涌硨?250T壓鑄機,有效解決了模具跑水問題;

(3)澆注系統的改進

澆注系統的組成:余料餅、直澆道、橫澆道、內澆口

① 余料餅和直澆道的改進

根據壓鑄機的特點選擇余料餅厚度=25~35mm;直澆道的主要作用:調節熱平衡,保證其最后凝固。通過向過度澆道、橫澆道、內澆口最終向鑄件傳遞壓力,保證鑄件在壓力下成型結晶。從而有利于氣體壓縮和向熱節部位補縮,有效減小減少氣縮孔。調節提高熔杯充滿度,防壓射時卷渣卷氣。

原壓鑄機的型號為DC-800T,其溶杯尺寸φ90mm;充滿度Ⅰ= V 金屬液/V 熔杯=(3.4/2.4)/(πR2H)=1416.7/(π×0.452×6.05)= 36.81%更改后壓鑄機的型號為DC-1250T,其溶杯尺寸同樣選擇φ90mm 時;充滿度Ⅱ= V金屬液/V熔杯=(3.4/2.4)/(πR2H)=1416.7/(π×0.452×7.25)= 30.72%充滿度Ⅰ〉充滿度Ⅱ,說明DC-1250T選用φ90mm的溶杯的材料利用率不高;DC-1250T不選用φ80mm的熔杯以提高充滿度,是基于1250T壓鑄機105T壓射力且1150mm的沖桿長度,機頭存在較大風險;為適當提高改 1250T 機型后的充滿度,我們在該產品運用了高澆口技術。不但使充滿度有所提高,同時能調節模具的熱平衡。分流錐高度設計為 125mm,縮短熔杯尺寸 φ80mm,此時的充滿度:充滿度Ⅲ= V金屬液/V 熔杯=(3.4/2.4)/(πR2H)=1416.7/(π×0.452×6.45)= 34.72%

改進后的直澆道尺寸如圖 3:


② 內澆口的改進

內澆口總截面積計算:

ΣF內=G/ρ×v ×t × K1×K2 ×K3 ×K4=1305/2.4×15×0.06×1.25×0.7×0.9×1.25=618.3mm2

ΣF內:內澆口總截面積cm2;

G :鑄件重量g;

ρ:鋁水比重ρ =2.4g/cm2;

V :填充速度V =15 m/s;

t :填充時間t=0.06s;

K1 :壁厚速度修正系數δ=2.7mm 時,K1=1.25;

K2:比壓速度修正系數,Pb=900 時,K2=0.7;

K3:合金物理特性修正系數,鋁合金,K3=0.9;

K4:壁厚特性修正系數,壁厚均勻,K4=1.25;

內澆口厚度計算:

內澆口的厚度:要保證在填滿型腔時足以傳遞壓力;不能先于鑄件凝固;不能形成鋁水噴射、卷渣、卷氣、沖刷、粘鋁、拉傷 等;

內 澆 口 厚 度d=δ×Kn×K1×K2=2.7×0.52×1.25×1.70=2.97mm

δ:鑄件壁厚;

Tj 金屬液溫度, Tj=Tjj+ΔT1=578+30=608℃;

Tn 內 澆 口 處 溫 度 ,Tn=Txc+ ( Tj-Txc )

*Kt=576℃;

Tx 型腔溫度, Tx=Tn-30℃=546℃;

Txc 型腔初始溫度,Txc=250℃;

Tjj 金屬結晶溫度 ADC12,Tjj= 578℃;

ΔT1 結晶過程中必須的最小溫度差, 鋁合金ΔT1=30℃;

Kt 金屬液流動時型腔溫度變化系數 ,V=15m/s,t 填充時間=0.06s ,Kt=0.91;

Kn 內澆口厚度與鑄件壁厚比 ,Kn=d/δ=(Tj-Tn)/(Tj-Tx)=0.52;

K1 鑄件壁厚修正系數, K1=1.25(隨 δ 減薄,K1 增大);

K2 鑄件投影面積修正系數, K2=1.70(隨 F件增加,K2 增大);

③ 橫澆道的改進

橫澆道厚度取內澆口厚度的3~5倍;橫澆道總截面積取內澆口的3~4倍;橫澆道總截面積的確定:

ΣF橫 =3.5 ×ΣF 內=3.5×613.8=2148.3mm2

④ 內澆口與橫澆道的具體分布

內澆口與橫澆道計算結果:ΣF內=613.8mm2;d內=2.97mm;ΣF橫=2148.3 mm2;由于產品容易在兩端產生縮孔、氣孔數量最多導致報廢的區域,所在橫澆道的兩個末端增加了 6x3mm2的 兩 道 內 澆 口 ; 所 以 ΣF 內=582+2x18=618mm2;

內澆口具體布局如下表:

由于在某些區域是容易產生縮孔、氣孔數量最多引起產品報廢,同時為了確保鋁水自下方內澆口開始向上方順序填充,不產生紊流,因此,對6組橫澆道的位置和厚度進行布置,為保險起見,橫澆道的厚度多放了 1.5mm,因此,六道橫澆道的總截面積:2377mm2;

橫澆道具體布局如下表:

澆道形狀和位置具體改進情況:


(一)1 號澆道改變方向和位置,解決了M9到溢流槽、集渣包的順序填充,避免了紊流,填充末端即為溢流口;
(二)2 號澆道方向未變,寬度向3號澆道方向增寬2mm、向 1 號澆道增寬4mm 為 46mm,增大了填充量,解決了N 4區域和周圍區域縮孔、氣泡、成型差;
(三)3 號澆道方向調整,將靠2號澆道方向的尖角削掉并增加2mm 為35mm,解決了17區域和周圍區域縮孔、氣泡、成型差;
(四)4 號澆道方向未變;
(五)5 號澆道方向未變;
(六)6 號澆道方向未變,澆道過渡段外形加寬,填充量增大;
(4)排溢系統的改進
排溢系統由排氣槽、集渣包、溢流口組成;溢流槽、集渣包從6組增加為7組;在M9區域外邊緣增加一個獨立的排氣槽;所有集渣包的平面尺寸減小,深度增加;1#渣包及溢流口向上方移動了5mm,開設在N4區域外邊沿兩型芯的中間,有效起到了填充導向、排渣排氣的作用;在改進前的2#和3#集渣包之間增加一組溢流口、集渣包、排氣槽,對K2區域起到了很好的填充導向作用,避免該處紊流的產生,排渣排氣效果提升。
4、 工藝系數的改進
K5X左蓋的壓鑄材料為ADC12 , 用ATM-1500熔煉爐進行熔煉,經過除渣與在MTS1500 MarK10 設備上除氣,由轉水包轉運至保溫爐進行壓鑄;產品要求的澆注溫度為650~670℃,精煉除渣溫度720~740℃,增壓壓力30~32MPa,其他工藝參數與之前的數據保持不變。
5、 結論

在 K5X左蓋DL-5#模設計制造時將充分考慮以下內容:

(1)橫澆道設計比DL-4#模具減薄 1.5mm;

(2)澆口過渡段的厚度20mm,寬度 55mm;

(3)直澆道厚度24mm,寬度 55mm;

(4)1100T機采用φ80 的熔杯;

(5)分流錐高度控制在65mm;



本文作者:重慶隆鑫壓鑄有限公司  陳宇

文章出處:壓鑄實踐




(責任編輯:中國壓鑄網)
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