如何設計一個優秀的鋅合金壓鑄模具

在經濟與環境壓力的大背景下，壓鑄廠體會到了激烈的國際競爭壓力。從世界壓鑄領域的對比可以清晰的看到，歐州壓鑄工業在鋅合金壓鑄件設備技術現代化以及工藝的理解方面具有引領地位。而日本的壓鑄工業在生產效率，壓鑄模具造型、壓鑄工藝控制和調節系統方面處于領先地位。壓鑄模具可通過改進參數和循環時間使之更加優秀。

一、 整體優化                              

1、縮短壓鑄循環時間

2、提高壓鑄模具使用壽命

3、降低廢品率

4、減少能耗及輔助材料的使用

5、減少排放

首先要對循環時間和使用壽命詳細研究，因為由此可獲取最大潛能：循環時間是由許多工藝步驟組成。對模具的冷卻和噴涂時間調整使熱量散發加快，具有最高的優化潛能。壓鑄模具的鎖模與開模時間受到壓鑄機機限制，這樣的機械由于磨損及經濟原因又不能加速。其中壓射時間很短處于次要地位。

壓鑄模具的工作壽命主要受到疲勞裂紋限制。主要由熱力學應力，該應力為了提高工作壽命必須減少，或者提高材料強度和韌性。

1、熱平衡處理方案；

2、材料；

3、結構和壓鑄技術設計；

4、壓鑄和機械參數；

5、維修保養方案；

6、加工；

熱平衡處理方案，材料以及結構和壓鑄技術設計，與優化目標有著緊密的相互作用。其意義較大。熱平衡處理方案影響著所有優化范圍，通過優化熱平衡處理方案，就有可能將更多的熱量從壓鑄模具散發出去。從而減少冷卻，噴涂時間以及熱力學載荷。這不僅縮短循環時間，同時也會提高壓鑄模具工作壽命。熱平衡處理方案是所有研究的重點。

材料熱處理對幾個優化范圍有影響，通過提高導熱能力，循環時間和熱力學載荷會減少。由于強度和韌性的改善，又能使工作壽命提高。

結構和壓鑄技術對優化范圍影響較少，壓鑄模具內熱應力減少，其工作壽命提高。

二、 作業范圍的分析：

1、 熱平衡處理方案

改善熱平衡處理方案，應該縮短冷卻和噴灑時間，降低循環時間。噴涂時間的縮短使壓鑄模具熱力學載荷減少，脫模劑及噴涂使用量下降及噪音和排放的減少。

目 前，是在模具內設置冷卻通路。在所選擇的范圍設置如分配器孔等裝置，一個或兩個螺旋芯，用于對恒溫處理介質的導向。除了這些普通的恒溫處理，還要有專門的結構：

1、點噴射——冷卻；

2、以CO2進行冷卻；

3、導熱管；

4、在熱平衡處理通道內的插入件；

5、由其他材料加工的襯套；

作為工業使用為人熟知，用于加工在輪廓近處裝有恒溫處理的模具工藝技術，可通過供選擇的如下方案：進行研究

1、激光—燒結；

2、金屬板接縫；

3、安裝模塊；

4、修改壓鑄模具；

5、噴射金屬；

2、熱平衡

對于熱平衡，要研究熱循環，每個循環對平衡空間輸入的熱量，在本身循環中再次散發，超過平衡極限所有熱流量的總數，對于此起始循環為零。

1、鋅合金壓鑄件的熱能變化及冷凝熱能變化量

2、噴涂介質熱能變化

3、熱平衡介質的熱能變化

4、與周圍的熱能量交換

壓鑄模具、機器及鋅合金壓鑄件的不同會得出不同的結論。當鋅合金壓鑄件重量較大時，應通過恒溫處理裝置輸入較小的熱能，另外，對環境的傳導熱能成份要降低，由噴涂介質帶走的熱能成份會大大增加，可以認為，當鋅合金壓鑄件重量較高時，由噴涂帶走的熱能成分會增高。

2、提高熱平衡效率的方法

噴涂會導致壓鑄模具劇烈的熱能散發，隨之而來的是壓鑄模具熱力學載荷。材料的熱應力結果是在表面出現熱疲勞裂紋，這樣的疲勞裂紋，由于噴涂時間縮短而減少，理想化的模具熱能應從內部熱平衡裝置帶走，而不是用外部的裝置將熱能帶走。

3、材料

材料及其特性優化，有可能降低循環時間和提高使用壽命。

由于材料高的熱導能力可以縮短循環時間以及熱應力的減少，提高壓鑄模具的使用壽命。由于機械性能的改善，阻礙裂紋的產生及增長，從而提高使用壽命。

在可重復性及相同工藝條件下，對不同材料的對比，通過對比評價對壓鑄工藝的適應性，可以進一步開發合乎工藝的高性能鋼材。

4、結構與鑄造技術設計

改進結構及鑄造技術設計，由于熱力學機械載荷的減少，使得模具工作壽命增加。

在結構與壓鑄技術方面的優化范圍。對于壓鑄技術所提問題不應更細研究，模具的結構設計是由其載荷來確定的。

為提高壓鑄工藝的經濟性，制定了系統的整體研究，處理關鍵性的關系，同時確認，熱平衡處理方案，材料以及結構和壓鑄技術配置是主要的處理范圍，具有特別重要意義的是熱平稀處理方案，因為在循環時間，使用壽命及鋅合金壓鑄件特性之間存在極強的關聯性。材料具有提高使用壽命的潛能，這主要是通過提高抗裂紋產生以及提高導熱能力降低循環時間來達到的。結構和壓鑄技術配置（設計）表現有適度的相互作用效果。為了提高壓鑄的經濟效益所認可的潛能，應通過合適的措施，使其成為有用的現實。