雖然設備是保證產品質量必不可少的因素,但是模具在鑄造中的作用也是非常重要的。特別是對于鋁合金汽車零部件生產企業(yè)來說,模具的程度和耐用程度對產品質量有明顯的影響。
黑色金屬鑄造,模具更多是為了形成模具型腔。一般情況下,模具本身不直接與熔融金屬接觸,特別是對于形狀復雜的非金屬型鑄件。與熱熔金屬接觸的是造型材料,主要是型砂,這使得造型材料成為影響鑄件質量的主要因素。而鋁合金重力鑄造則不同。由于鋁合金熔點低,鑄造性能好,在大批量生產中,鑄件的形狀一般都是用模具直接成形,如發(fā)動機的鋁合金缸體、缸蓋等,不僅有利于提高勞動生產率,更重要的是通過調整模具在不同部位的溫度分布,可以控制鑄件的顯微組織和晶粒尺寸,提高鑄件的質量。
隨著鑄件形狀的復雜,鋁合金的重力鑄造模具有所不同。即使是同一個零件,鑄造工藝不同模具的形式往往也不一樣,但無論如何,鋁合金模具的重力鑄造還是有其共性的。
首先,必須選擇合適的鑄造工藝。鑄造工藝的好壞直接關系到鑄件的質量和鑄造工藝的成品率。國內部分模具廠商已經開始使用凝固模擬進行鑄造工藝的輔助設計。通過對充型凝固過程的計算機模擬,發(fā)現(xiàn)并克服容易產生鑄造缺陷的熱點,對于提高鑄造工藝設計的可靠性,有效防止模具在調試過程中不必要的返工是非常重要和有效的。
其次,模具應該有不錯的熱容量。較厚的模架和符合要求的模塊不僅是模具壽命的有效保證,而且對模具連續(xù)工作過程中溫度場的調整也起到了非常重要的作用。有些模具工廠為了降低成本,節(jié)省材料,盲目降低模具的有效厚度,以達到減重的目的。但這不僅大大降低了模具的使用壽命,還會使鑄件容易變形,影響鑄件的尺寸精度。嚴重時會導致鑄件批量報廢,給鑄造廠造成損失,更嚴重的是對/kloc-造成損害。
第三,模具要有可靠的冷卻系統(tǒng)和抽氣系統(tǒng)。通過冷卻,不僅可以有效提高勞動生產率,還可以調整鑄件的溫度場,控制鑄件的冷卻速度,從而影響鑄件的內部組織和晶粒尺寸,達到有效控制鑄件機械性能的目的。顧名思義,抽氣就是人為地將型腔內的氣體排到型腔外,以降低鑄件產生氣孔缺陷的可能性。同時,通過增加排氣塞可以調節(jié)局部小區(qū)域的模具溫度,對防止和克服鋁合金的開裂和收縮有重要作用。
第四,必須有與鑄造機配套的模具定位裝置和方便的模具安裝系統(tǒng)。定位裝置不僅是保證鑄件尺寸、減少接縫和毛刺的關鍵,也是保證鑄造機正常運轉的關鍵??梢哉f模具沒有好的定位裝置,就不會有好的合格鑄件。模具必須便于安裝和拆卸,因為鋁合金是重力鑄造,模具必須定期拆卸噴漆和修模。如果拆卸不方便,必然會增加工人的勞動強度,占用更多的勞動時間,降低產量和效率。