压铸模具真空阀的位置设计

JHSC0530

与砂型和重力铸造相比，传统压铸件的微观结构不尽人意，主要原因是高速金属流在浇口处的喷射，要比金属缓慢喂入砂型或金属模具型腔时更容易接触型腔内的空气。真空压铸工艺的重点是尽量减少这种气液接触，因此，将型腔内气体有效地排出是真空压铸模具设计的关键。

对于压铸模具，传统排气设计与真空排气设计并无本质区别，只是排气的方式上，前者为被动排气，利用金属流动将气体排出，即所谓的正压压射；后者为主动排气，即由采用真空装置，将型腔内的气体抽出，也称为负压压射。就排气效果而言，两者相差甚远，正确的真空排气应用将会极大降低型腔内的气体含量，从而有效地提高产品的质量。


图1.传统铸造


图2.真空铸造

在这里想跟大家探讨一下，关于真空模具方案设计所涉及的真空阀所在位置，究竟是离内浇口远点好，还是近点好?

在真空压铸模具设计过程中，真空阀位置应能满足使真空阀保持长时间的打开状态，以便抽出尽可能多的气体。

必须将真空阀设置在合金熔液最后填充的位置，但这个位置可能违反直觉，如图3所示：与常规压铸一样，真空压铸呈现雾化流，如果真空阀设置于离浇口最远的位置，则真空阀可能在型腔充填过程中较早地关闭。


图3.真空阀位于浇口较远的地方


图4.真空阀位于浇口较近的地方

为了形象地说明以上观点，特此设计了2个针对性的模型，如下图5、6示，通过“智铸超云”压铸云计算平台进行压铸充型模拟，观察合金熔液在型腔内的流动情况，直观理解在实际压铸过程中两种真空阀位置布局下的区别。


图5


图6

智铸超云模拟结果对比：






左侧示例真空阀位于浇口较远位置时，充填开始阶段，真空阀就被封堵了；
右侧示例真空阀位于浇口较近位置时，充填过程中，真空阀可持续作用。


可以看出，图5的真空阀设计的确是违反了直觉，金属液充填开始时，真空阀就已经被封堵了，而图6的真空阀可以最大限度地保持通畅，为真空排气赢得宝贵时间（本例中大致有40ms）。

当然，这个模型例子比较简单，在实际的设计开发工作中，真空阀的位置设计可以借助“智铸超云”压铸云计算平台强大的压铸仿真能力来确定其最佳位置。

欢迎大家一起探讨，一起进步！