中國壓鑄雜志
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一肖中特期期准免费公开:壓鑄用脫模劑的使用方式

作者:admin 來源:原創 發表時間:2018-01-08
 
文:重慶長安汽車股份有限公司  魏睿
 
   摘   要:本文主要介紹目前壓鑄用脫模劑的種類及使用方法,分析了脫模劑的特點和生產性質,結合企業情況介紹了脫模劑配比工藝和實際噴涂工藝,分析了當前該類企業普遍存在的問題,并提出了一定的解決辦法。 
關鍵詞:壓鑄;脫模劑;脫模劑配比工藝;工藝分析 
1、前言
金屬模鑄造是一種歷史悠久、廣泛的加工工藝.普通的方法是重力和砂型鑄造。高壓壓鑄是近些年發展出的一種鑄造工藝,使快速生產出尺寸精確的零件成為可能。壓力鑄造簡稱壓鑄,是一種將熔融合金液倒入壓室內,以高速充填鋼制模具的型腔,并使合金液在壓力下凝固而形成鑄件的鑄造方法。壓鑄區別于其它鑄造方法的主要特點是高壓和高速。這樣的特點導致了壓鑄模具表面生產環境的復雜和惡劣。壓鑄工藝各因素之間相互影響,相互制約,并且相輔相成只有正確選擇和調整這些因素,使之協調一致,才能獲得預期效果,壓鑄噴涂工藝是重要的因素之一。
    如何有效地利用脫模劑來改善鑄件產品質量,減少和降低因產品粘模導致的質量問題,延長模具的使用壽命,優化生產節拍,一直是工藝人員探索和研究的方向。
2、脫模劑定義及產品特點
   目前壓鑄常用的脫模劑主要有:油性脫模劑、水基脫模劑、粉體脫模劑三大類。水基脫模劑基本成分是礦物油、石蠟、加上添加劑等十幾種原料經乳化制成(見下表)。在這些成分中,只要有
 

一種原料的配方有 1%的變更,制造出來的產品性能就不同。特別是很多鋅合金產品需要作表面處理,需要選擇不含硅、蠟的脫模劑。我公司使用的脫模劑主要成分為:石油、植物提煉油、合成油、蠟和樹脂、硅油、抗腐劑、抗焊合添加劑、耐特壓添加劑、乳化劑和清潔劑。屬于一種常見類型的水基脫模劑。 
優秀的脫模劑應當具備優秀地潤滑性能,具備潤濕和彌散效果,可以輔助合金充填流動,在模具型腔表面有成膜性能;對壓鑄模具生產時的高溫支持,避免模具型腔結垢,自身對模具和產品不具有腐蝕性,自身化學性質、物理性質穩定
的特點。
3、 脫模劑的使用工藝
   3.1  壓鑄模具溫度對脫模劑使用的影響
   把水滴落在滾燙的鐵板上,假若鐵板的溫度僅高于水的沸點(100°C),水會發出嘶嘶聲并迅速沸騰 。 但當鐵板到達萊頓弗羅斯特點(Leidenfrost point)時,水便會產生萊頓弗羅斯特現象。水珠會在鐵板四處滾動,并緩慢地逐漸蒸發,反而令水珠可以存活更久。 
在萊頓弗羅斯特現象下,水珠中跟鐵板接觸的部分會迅速沸騰形成水蒸氣,與此同時水珠尚保持液體的狀態,由于水蒸氣的傳熱比液體水慢得多,蒸氣層阻隔水直接接觸滾燙鐵板并大大降低水滴沸騰的速度。



 
    水的萊頓弗羅斯特點會隨著水中含有的雜質、滾燙物件的材質、水的溫度(由于姆潘巴現象,冷水可能比熱水更易蒸發)等而改變。  從上兩個表格對比關系可以看出脫模劑在壓鑄模具表面成功附著并成膜的過程和壓鑄模具本體溫度有很大關系。噴涂作業一般發生在壓鑄模完成鑄件成型開模后進行,此時模具溫度一般為 350℃~450℃甚至更高。部分模具冷卻管路布置比較多的,在極短的時間內模具溫度會迅速降低至 150℃左右。如何在如溫度變化范圍如此劇烈的范圍內保證脫模劑的噴涂質量,這需要現場工藝人員根據自身模具的實際冷卻情況選擇合適的脫模劑。
    3.2  噴涂設備對脫模劑附著效果的影響
    通過長期實踐總結和脫模劑廠家的介紹,工藝人員對脫模劑的噴涂附著效果有著自己總結的經驗和方法。目前,噴涂方式方法基本已經定型,各大鑄造廠家也按照此類方式對工藝進行優化。總結效果如下: 
 
1)盡量垂直模具表面進行噴涂。垂直噴涂可最大范圍確保設備正常工作時最佳的噴涂范圍和噴射壓力,對壓鑄模具表面成膜效果最佳。
2)噴涂設備噴嘴安排盡量按照模具型腔形狀進行安排,有利于照顧模具型腔內較深區域的噴涂及冷卻。
3)噴涂設備應當配備一定的霧化裝置使脫模劑噴涂過程具備霧化效果,有效降低成膜效果并降低脫模劑用量。
4)選擇正確而合適的噴涂距離。因各廠家設備生產時壓縮空氣壓力不一。為達到良好的霧化效果,保持足夠的噴射壓力,又不會因為噴涂過程太過強烈而影響模具非成型面的清潔進而增加噴涂
 


成本。所以,選擇合適的噴涂距離很必要。我工廠噴涂設備給定的壓縮空氣壓力為0.4MPa,脫模劑輸送壓力為 0.4MPa。經多次調試結合產品結構認為在 100mm~200mm 這個距離噴涂效果最佳。
4、脫模劑配比濃度和生產成本的關系
脫模劑應用工藝的正確與否直接影響生產效率的提高進而大大影響了工廠效益。精準而快速的噴涂可以大大降低脫模劑的用量,減少水的消耗,降低壓縮空氣的用量,同時減少了廢水排放以及廢水處理的費用。這對當前鑄造行業涉及的環保問題無疑起到了極大的助推作用。同時,精準而快速的噴涂意味著更快的生產節拍,更高的生產效率。這對于緩解企業產能壓力,創造更高產值、提升交貨能力、創造更高利潤都有著積極有利的作用。
 

 
   脫模劑作為鑄造生產重要的輔料在生產過程中使用量是十分驚人的。以我公司為例,目前某系列發動機缸體壓鑄島工有 4 個,年產量為 36萬件。采用宇部 2800T 壓鑄機,ABB 機械手自動噴涂設備,配比沃爾林噴涂箱,噴涂時間為 34s,使用脫模劑型號為肯天公司 SL-6604CA 型。前期根據工藝要求脫模劑配比濃度為 1:70,后經過噴涂工藝優化脫模劑配比濃度降低至 1:90。經過核算后發現,單件產品脫模劑用量由之前的0.252Kg/件降低至 0.157Kg/件。按年產 44 萬計算(2015 年擴能)僅脫模劑一項全年可節約 163.02萬元。
5 、結語
壓鑄模具脫模劑使用范圍巨大,使用方式多樣,同時帶來了極佳的經濟價值和社會價值。特別是近幾年脫模劑生產制造行業的蓬勃發展,部分廠家已經開始對特定產品和特殊地區推出定向的脫模劑。這種脫模劑具有針對性強、效果明顯、經濟效益顯著等特點。作為鑄造工藝人員,如何通過工藝調整和設備間的優化,借脫模劑這個平臺生產出質量合格,成型優秀的產品仍舊是我們研究的方向和目標。
 
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