锌合金压铸模具型腔的制造工艺

一、概述

在外贸出口的众多工艺品中，无毒 、无害、无污染、质地古朴的金属工艺品倍受外商青睐 。这些产品的共同特点是形状复杂，表面均有清晰 、逼真的花纹或动植物造型图案，壁薄 、重量轻，表面要求光整、美观，但尺寸和形状精度要求不高。其材料多选用熔点低 、铸造性能好、熔化足压铸时不吸铁 (即不易粘模 )的锌合金，其制造工艺为满足大批量、高效率的生产要求而多选用压铸方法。外商订货时只提供产品实物而不提供图纸。深圳誉格如何利用产品实物快速地制造出低成本的压铸模具就成为关键性问题

二 、综合分析

1.压铸模具的材料及其制造工艺分析

压铸是在高压 (从几兆帕到几十兆帕)、高速 (5~50m／s)下将液态或半液态金属充填入压铸型腔并在压力下快速凝固成型的一种铸造方法。压铸模型腔的工作条件恶劣，它是直接和具有高压、高温 、高速金属液接触的，压射时 ，在极短的时间内除受高温高速冲击外 ，温差变化很大，因而其热疲劳大 ，易变形和开裂。所以誉格锌合金压铸模型腔常用的材料是 5CrNlMo,或3Cr2W8V．可代用的材料通常是 T10A 或 5CrMnMo等耐热合金钢。这些村料除自身费用高外，其模具制造工艺也较复杂。通常都是在紫铜或石墨电极上手工雕刻出花纹图案，用电火花机床加工成型后，由深圳誉格的模具钳工修磨打光做成模具型腔或者采用现代的电铸工艺制造，但其制造成本高、周期长。为了简化模具的制造工艺，降低成本，誉格实验性的用灰铸铁做模具型腔材料并采用简单的制造方法，取得了满意的效果。

2.用灰铸铁作锌合金压铸模具型腔的可行性分析

灰铸铁价格低廉，铸造和就诶些加工性能好，缺点是导热性、强震和延伸率都不太好，特别是在高温下 (425°C以上)的生长现象，使机械性能下降而容易产生裂纹及烧伤．因此灰铸铁型腔的寿命非常有限。深圳誉格要想想提高模具寿命就必须控制模具的工作温度。誉格所要压铸的锌合金压铸件。是一个直径为Φ80mm 园缺形 的薄片，重量只有20g，充填型腔时所带给模具的热量很少，且锌合金的熔点在400°C左右 。为克服灰铸铁的缺点．我们采取了以下工艺措施：

（1）控制金属液的温度≤400°C，对模具采用非循环式水冷却方法 ，以避免灰铸铁的生长现象。

(2)严格控制压铸时的持往时间以减少模具对热量的吸收。

(3)每次压铸前，须用涂料 (誉格选用 N7锭子油)涂刷型腔各部，以减少金属液对型腔的“热击”作用 ，减少型壁的内应力及金属液与型腔间的熔焊现象

4)做好模具的预热和在使用过程中的中间退火工作

在上述工艺措施的保障下，深圳誉格用不到 1000元制造的横具型腔 ，其寿命达到 32万次之多。

三、锌台金压铸模型腔的制造工艺

1．型腔材料   型腔材料为 HT200。

2．工艺流程

以实物样品作模具 ，灌注出凹凸蜡模各一件 (罐注前务必在实物样品上涂刷脱模剂)→精修蜡模 (保证花纹图案清晰、逼真)→制备壳型→熔模精铸模具型腔的铸铁毛坯→退火→机械加工型腔的各基准面→低温退火→钳工修磨型腔花纹图案→中频表面淬火 (要求表面硬度为HRC45～50) →回火→钳工精惨打磨抛光。 

3．工艺要求

(1)由于用这种模具制造出的产品要经过三次收缩 (制备蜡模、浇注铸铁、压铸锌合金)，会产生尺寸误差，这种误差对于无严格尺寸要求的工艺品来说是允许的。但对于实物样品中本来就很纤细的凸花纹，经过这三次收缩后有可能变得横糊不清，所以誉格在精修蜡模时应根据后续工序的收缩量适 当加深蜡横在这些地方的凹陷深度 。   （2）在制备壳型过程中，当粘挂第一层面料浆时，深圳誉格必须用毛刷戳刷蜡模上的表面料浆，以消除料浆表面张力所形成的气泡，这对于型腔花纹图案的清晰至关重要，同时也可减轻钳工修磨的难度和工作量

（3）焙烧壳型必须经过低温→保温6h以上→高温过程，以避免型腔毛坯表面出现气孔

四、结束语 应用精铸与修磨加工相结台的工艺方法制造复杂形状模具型腔，实质上就是利用实物样品的造型或图案复制出能制造同样产品的模具型腔，从而把在金属或其它材料表面的雕刻工作简化为在蜡模上的修补工作。因此大大缩短了制造周期，降低了制造成本，具有一定的实用价值．深圳誉格用此种工艺制造具有不规则形状的注塑横型腔 (材料为铝合金)，同样取得了成功。