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    通過壓鑄不足量金屬液的方法來觀察型腔的填充方向


    各種各樣的壓鑄現象和壓鑄結果要求理論的正確指導,因此充型理論的建立和完善不僅為模具設計鑄件的生產提供理論基礎,也為壓鑄設備的結構設計和性能提出要求。為了研究和探明壓鑄時金屬的流動狀態和填充過程,國內外壓鑄工作者進行了長期的試驗研究,比較典型的噴射理論勃蘭特的全壁厚理論巴頓的三階段填充理論。因壓鑄時的高溫高壓充型時間短測試困難和不直觀等缺點,致使對充型理論眾說紛紜,而這三種理論一直占據主導地位。

      對充型理論的認識不論哪種理論的產生都是以簡單的矩形板類件或形件為試驗對象,并在特定的壓鑄條件下得出的結論。眾所周知,多數壓鑄產品的形狀是極其復雜多變的,加之充型時間短。需要控制的參數多,很難用其中某一種理論對壓鑄時的填充過程和結果進行解釋。事實上,壓鑄是一個包含著流體動力學熱力學的復雜過程,盡管國內外專家發表了很多相關論文,迄今為止尚未有完整的填充理論。

      目前各廠所使用的壓鑄機都是三級壓射機構,這也只是人們對壓鑄過程表面認識而機械適應的結果,要想對鑄件填充過程真正地進行適時控制至少要對充填過程有充足的認識。充型過程的分析及其實踐應用就費羅梅爾的噴射填充理論而言,金屬液流通過內澆道進入型腔,且不遇到任何阻礙,從遠端向澆道充填的情況是很少的,而勃蘭特的全壁厚充填理論后來被人們確認為只有在低速低溫下才能發生。

      射填充階段在通常的壓鑄條件下,模具在充型之初金屬液流均以高速高壓通過內澆道,金屬液流呈噴射狀態,具有極強的方向性,這種狀態的填充稱為噴射填充澆口處的噴射狀態經實踐證明對充型是有利的,人們在生產現場往往對內澆道進行修改,從而利用噴射流極強的方向性對型腔中難于充填的部位進行充填是行之效的。模具設計中考慮澆口方案時,利用它高速高壓和方向性強的特點,先填充那些阻力大的部位也屢見不鮮,但是要充分地進行排氣。

      堆積填充階段隨著填充的繼續進行,噴射流在相互碰撞摩擦型芯阻力和型腔內氣體背壓的作用下運動能量耗盡,造成在障礙物前的堆積,與此同時在后續金屬液壓力作用下堆動前行,把這時的填充狀態定義為堆積填充見圖在生產實踐中,為了得到對堆積充填更好地控制,我們可以將金屬液流引人鑄件的一角,以求型腔充填肯定而明確地按此方式完成,此種方法應用十分廣泛,就是應用此法生產出的優良鑄件。

      大中型鑄件或復雜鑄件在填充的最后階段或遠澆口部位多為壓力流填充。壓鑄過程而言,要想通過分型面滑塊間隙排氣系統完全排出澆注系統和型腔內的氣體是不可能的,有相當一部分的氣體滯留在型腔內并與液體金屬融合,后經增壓將氣泡壓癟,從而達到組織致密的目的,這也是壓鑄件為什么不能進行熱處理的直接原因。

      綜上所述,噴射填充堆積填充是模具充填過程中最基本最簡單的兩種形式,然而,純粹以這兩種基本形式進行充填的時候很少出現,尤其在較為復雜模具當中,型腔內能量耗盡的金屬液流被后續金屬液浸沒并推動以壓力流的形式進行流動,與從其他方向流來的大運動能量的噴射流融合后以噴射流形式繼續前行的可能性也是存在的。整個過程究竟以何種方式進行填充則要由其當時的具體條件而定,當金屬流的運動能量遠大于填充阻力時,為噴射填充。

      隨著型腔形狀的復雜化型腔截面積的變化阻力的加大流程的延長金屬液溫度和運動能量的降低等因素的影響,噴射形態出現得越來越少,堆積填充逐漸增多,因此整個過程是兩者交替混合進行,而動能是決定液態金屬進人型腔和在型腔內以何種方式進行填充的必要條件。

      結語傳統填充理論對分析一些實際問題有一定的意義,但仍存在不足之處,在處理實際間題時不應受其限制,而應根據具體情況進行具體分析。以上一些結論是通過壓鑄不足量金屬液的方法來觀察型腔的填充方向,它與足量金屬實際的流動狀態有細微的偏差,但不影響其在實際生產中的應用。


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