注塑機(jī)尾板鑄造
注塑機(jī)尾板(又稱后模板、固定模板或動(dòng)模板)是注塑機(jī)的 “脊梁”,它承載著合模機(jī)構(gòu)的巨大鎖模力(可達(dá)數(shù)千噸)。因此,其鑄造質(zhì)量直接決定了注塑機(jī)的精度、壽命和能耗。
以下是針對(duì)注塑機(jī)尾板鑄造的詳細(xì)工藝解析和質(zhì)量控制要點(diǎn):
1. 選材與牌號(hào)
由于需要承受極高的靜載荷和沖擊載荷,且要求良好的減震性,注塑機(jī)尾板通常不使用鑄鋼(太重、成本高、易裂),而是選用高強(qiáng)度球墨鑄鐵。
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主流牌號(hào):QT600-3 或 QT700-2。
- QT600-3:綜合性能好,強(qiáng)度與韌性平衡,適合中小型注塑機(jī)。
- QT700-2:強(qiáng)度更高,硬度更高(225-305 HB),耐磨性更好,適合大型或超大型注塑機(jī)。
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化學(xué)成分特點(diǎn):
- 碳 (C):3.5% - 3.8%(保證鑄造流動(dòng)性)。
- 硅 (Si):2.3% - 2.6%。
- 錳 (Mn):0.3% - 0.5%(控制韌性)。
- 銅 (Cu):0.5% - 0.8%(作為合金元素加入,目的是提高強(qiáng)度和細(xì)化珠光體,同時(shí)不降低太多韌性)。
2. 鑄造工藝難點(diǎn)
注塑機(jī)尾板通常是一塊超大、超厚的方形 / 矩形板狀鑄件,中間有巨大的通孔(用于穿射膠組件),四周有合模油缸孔。
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難點(diǎn)一:壁厚不均,熱節(jié)多
- 尾板的邊緣(安裝合模機(jī)構(gòu)處)和四角通常很厚,而平面部分相對(duì)較薄。這極易導(dǎo)致厚大部位出現(xiàn)縮松和縮孔。
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難點(diǎn)二:變形控制
- 板狀鑄件在冷卻過(guò)程中極易發(fā)生翹曲變形。如果鑄造時(shí)變形過(guò)大,后續(xù)加工需要切除極厚的余量,甚至導(dǎo)致廢品。
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難點(diǎn)三:組織致密性
- 尾板的安裝面要求極高的平面度,內(nèi)部不能有任何疏松,否則在鉆孔攻絲時(shí)會(huì)出現(xiàn) “爛牙” 或斷裂。
3. 核心鑄造工藝控制
A. 熔煉與球化
- 電爐熔煉:必須使用中頻電爐,保證鐵水溫度在 1480℃ - 1520℃,確保鐵水純凈度。
- 球化處理:采用沖入法或喂絲法。由于鑄件壁厚大,需防止球化衰退,通常采用瞬時(shí)孕育和型內(nèi)孕育相結(jié)合的方式,確保球化率達(dá)到 2 級(jí)以上。
B. 造型工藝(消失模 vs 樹(shù)脂砂)
目前主流的兩種工藝:
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消失模鑄造 (LFC):
- 優(yōu)勢(shì):尺寸精度高,無(wú)分型面,表面光潔度好,加工余量小。
- 劣勢(shì):如果泡沫模型氣化不充分,容易在鑄件內(nèi)部產(chǎn)生碳渣缺陷。
- 對(duì)策:必須使用高緊實(shí)度的干砂振動(dòng)臺(tái),加強(qiáng)負(fù)壓吸力。
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樹(shù)脂砂鑄造:
- 優(yōu)勢(shì):鑄件內(nèi)部質(zhì)量好,無(wú)氣孔,適合超大型尾板。
- 劣勢(shì):清理工作量大,尺寸精度略低于消失模。
C. 澆注系統(tǒng)與補(bǔ)縮(關(guān)鍵)
- 澆注位置:通常采用立澆(豎澆)或傾斜澆注。這樣可以使厚大的邊緣(熱節(jié))處于上方,便于放置冒口進(jìn)行補(bǔ)縮。
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冒口設(shè)計(jì):在尾板的四個(gè)角(最厚處)必須設(shè)置大噸位發(fā)熱冒口或保溫冒口。
- 原則:讓鑄件從薄處向厚處順序凝固,最后凝固的部位由冒口提供鐵水補(bǔ)充。
- 冷鐵應(yīng)用:在安裝孔等局部熱節(jié)處,放置外冷鐵,加速冷卻,細(xì)化晶粒。
4. 熱處理工藝
尾板鑄造完成后,必須進(jìn)行嚴(yán)格的熱處理,否則無(wú)法進(jìn)行精加工。
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高溫石墨化退火:
- 溫度:900℃ - 950℃。
- 目的:消除鑄造應(yīng)力(這是防變形的關(guān)鍵),消除可能存在的白口組織,改善加工性能。
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正火 + 回火(針對(duì) QT700-2):
- 目的:獲得珠光體基體,提高強(qiáng)度和硬度,保證在高壓鎖模下不發(fā)生塑性變形。
5. 質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)
注塑機(jī)尾板是高價(jià)值鑄件,出廠前必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格檢測(cè):
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超聲波探傷 (UT):
- 這是最重要的檢測(cè)。要求安裝面和受力部位無(wú)縮松、無(wú)裂紋。通常執(zhí)行 JB/T 5000.15 標(biāo)準(zhǔn)的 II 級(jí)或 III 級(jí)要求。
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尺寸與變形檢測(cè):
- 使用全站儀或大型劃線平臺(tái)檢測(cè)平面度。對(duì)于大型尾板,翹曲度通常要求控制在 3mm/m 以內(nèi)。
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硬度檢測(cè):
- 布氏硬度需均勻,不能出現(xiàn)軟點(diǎn)或硬點(diǎn)。
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金相分析:
- 球化率、石墨大小、基體組織(珠光體含量)需符合牌號(hào)要求。
6. 常見(jiàn)缺陷及對(duì)策
| 缺陷 | 原因 | 對(duì)策 |
|---|---|---|
| 縮松 / 縮孔 | 厚大部位補(bǔ)縮不足 | 增加冒口數(shù)量和尺寸,使用發(fā)熱冒口套。 |
| 變形 / 翹曲 | 冷卻不均,應(yīng)力釋放 | 采用立澆工藝,延長(zhǎng)開(kāi)箱時(shí)間(緩冷),必須進(jìn)行去應(yīng)力退火。 |
| 氣孔 / 渣孔 | 澆注系統(tǒng)擋渣效果差 | 優(yōu)化澆注系統(tǒng),增加過(guò)濾網(wǎng),提高澆注溫度。 |
| 硬度不均 | 孕育不良 | 加強(qiáng)隨流孕育,確保鐵水化學(xué)成分均勻。 |
總結(jié)
注塑機(jī)尾板鑄造屬于重型機(jī)床鑄件范疇。
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