다이캐스팅 금형 제작 공정 및 타설 시스템 설계

다이캐스팅은 비철금속을 성형하는 중요한 방법 중 하나입니다. 다이캐스팅 부품의 품질은 80%가 다이캐스팅 금형에 달려 있습니다. 좋은 다이캐스팅 금형을 만드는 것이 제품개발의 핵심입니다. 다이캐스팅 공정 중에 금형 캐비티 내 용융 금속의 유동 조건이 다르기 때문에 냉간 분리, 패턴, 기공 및 편석과 같은 바람직하지 않은 현상이 발생할 수 있습니다. 따라서 금형 캐비티 내 용융 금속의 흐름 상태를 제어하는 ​​것이 매우 필요합니다. 금형 캐비티 내 용융 금속의 흐름 상태를 제어하는 ​​​​핵심은 다이캐스팅 금형의 주입 및 배수 시스템 설계에 있습니다.

1. 다이캐스팅 금형 제작 공정

위의 공정은 다이캐스팅 금형을 제작하는 대략적인 공정이지만 정적인 것은 아닙니다. 생산과정 전반에 걸쳐 조율이 이루어져야 하며, 각 단계의 정보를 지속적으로 피드백하고 조정해야 하며, 분석 결과를 바탕으로 설계 계획을 수정해야 실질적인 결과를 얻을 수 있다. 저자는 수년 동안 다이캐스팅 금형 개발에 참여해 왔으며, 동료들이 참고할 수 있도록 금형 제작 과정에서 관련된 주의 사항을 다음과 같이 요약합니다.

(1) 고객 도면을 검사하고 검증해야 합니다.

다이캐스팅 공정의 특성과 비철금속 등급에 따라 블랭크 계획 설계가 우선입니다. 수행한 후 금형 설계가 시작됩니다. 다이캐스팅 공정을 준수하지 않는 일부 구조물의 경우 적시에 고객과 소통하고 고객의 동의를 바탕으로 수정해야 합니다. 일본의 3대 유명 오토바이 브랜드의 R&D 부서는 모두 개발 초기에 도면 검증에 중점을 두어 개발 손실을 방지하고 개발 시간을 단축합니다.

다이캐스팅 금형의 디자인은 비철금속의 등급과 관련이 있습니다. 특히 ADC6(JIS 규격) 알루미늄 합금의 경우, 주입 시스템 구조와 드래프트 각도가 일반 알루미늄 합금과 다르기 때문에 유동성이 나쁘고 다이캐스팅 온도가 높은 등 특성에 따라 적절하게 취급해야 합니다. ADC6 알루미늄 합금은 일본에서는 고강도 부품에 널리 사용되었지만 중국에서는 그 수가 적습니다. ADC6 알루미늄 합금 다이캐스팅 금형의 일반적인 문제는 다음과 같습니다: 금형 수명이 짧고, 변형 저항이 크고, 금형을 잡아당기고, 공작물을 꺼낼 때 균열이 생기고, 패턴이 발생하기 쉽고, 냉간 절연이 발생하기 쉽습니다. 금형 돌출부 등에서 발생합니다. 이는 설계시 사전에 처리되어야 합니다.

(2) 금형 테스트를 잘 수행하십시오.

금형 테스트 단계에서는 단순히 금형의 크기를 테스트할 것이 아니라, 더 중요한 것은 금형의 품질을 테스트하는 것입니다. 다이캐스팅 제품은 테스트를 거쳐야 합니다. 다이캐스팅 제품 품질 테스트는 외관 테스트, 내부 품질 테스트, 기계적 성능 테스트로 나눌 수 있습니다. 테스트된 데이터는 다이캐스팅 제품의 인증률 요구 사항, 내부 품질 표준 및 기계적 성능 지표를 준수해야 합니다.

(3) 금형 시운전을 잘 수행하십시오.

금형 시운전 단계는 금형을 검증하는 핵심 단계입니다. 일반적으로 초기 금형 시운전 후에 금형을 수리해야 합니다. .금형 수리 시 불량품을 하나씩 확인하여 고객의 요구사항에 부합될 때까지 개선합니다.

2 다이캐스팅 금형 주액 배수 시스템 설계

다이캐스팅 금형 주액 배수 시스템에서는 게이트 위치와 런너 형상이 흐름 상태를 제어하는 ​​중요한 요소입니다. 그리고 용액의 채우는 방향. 먼저 게이트 위치와 런너 모양에 중점을 두고 게이트, 런너, 슬래그 백, 오버플로 탱크 및 배기 채널을 합리적으로 설계한 다음 CAE 소프트웨어를 사용하여 캐비티 내부의 용액 흐름 상태를 분석해야 합니다.

2.1 게이트 설계 단계

게이트와 게이트의 위치와 크기는 충전 방법에 결정적인 영향을 미칩니다. 게이트 설계 방법이 중요합니다. 완제품에 게이트를 설정할 때 일반적으로 다음 단계를 따릅니다.

(1) 내부 게이트의 단면적을 계산합니다. 게이트 단면적 계산식 :

(2) 내부 게이트의 단면적을 기준으로 게이트 모양을 설정한 후 게이트 위치를 설정하고 오버플로 탱크와 초기 설계 슬래그 수집 백 위치.

(3) 다양한 게이트 계획을 세우고(보통 내부 게이트의 단면적을 먼저 작게 만든 다음 테스트 후 필요에 따라 확장) 3D 데이터를 만듭니다.

(4) 생성된 3D 데이터를 기반으로 CAE 분석(예: 흐름 패턴 분석, 온도 장 분석)을 수행합니다.

(5) 분석 결과를 평가합니다.

(6) 다양한 주입 및 배수 시스템에서 생성된 프로그램 결과를 비교 및 ​​평가하고 적용에 가장 적합한 시스템을 선택합니다. 바람직하지 않은 현상이 있는 경우 솔루션을 개선해야 하며, 보다 만족스러운 솔루션이 나올 때까지 CAE 분석을 수행해야 합니다.

2.2 스프루 및 배기 시스템 설계 시 주의사항

(1) 내부 게이트와 배기 슬롯은 용융 금속의 형태를 유지하도록 설정되어야 합니다.

캐비티의 흐름 상태가 가장 좋으며 캐비티의 모든 모서리를 채울 수 있습니다. 설정할 때 가능하면 내부 게이트를 사용하십시오. 설계조건이 허용하지 않는 경우에는 용탕의 흐름이 서로 간섭하지 않거나 금형 캐비티 내에서 분산 없이 만나도록(즉, 금속의 흐름이 한 방향으로 흐르도록 유도) 주의를 기울여야 한다. 캐비티 내 다양한 ​​용융 금속 가닥이 합쳐질 때 와전류를 방지합니다. 예를 들어, 다이캐스팅의 크기가 큰 경우 하나의 게이트만으로는 필요한 게이트 단면적을 얻는 것이 불가능할 수 있으므로 여러 개의 게이트를 사용해야 합니다. 그러나 Ingate의 설정은 캐비티 내 다양한 ​​용융 금속의 수렴으로 인해 발생하는 와전류를 피하기 위해 용융 금속이 한 방향으로만 흐르도록 해야 한다는 점에 유의해야 합니다.

(2) 용융 금속 흐름은 용융 금속이 다이캐스팅의 벽이 두꺼운 부분에 도달할 수 있도록 금형 캐비티에서 가능한 한 적은 회전을 이루어져야 합니다.

(3) 용융 금속의 흐름은 가능한 한 짧고 균일해야 합니다.

(4) 내부 런너의 단면적은 내부 런너쪽으로 갈수록 점차 감소하여 가스 개입을 줄여 다이캐스팅의 소형화에 유리합니다.

(5) 입구는 유동 과정 중에 부드럽게 전환되어야 하며 급격한 회전과 유동 충격을 최대한 피해야 합니다.

(6) 캐비티가 여러 개인 경우 각 캐비티의 부피 비율에 따라 스프루의 단면적을 단면적으로 줄여야 합니다.

(7) 캐비티 내의 공기와 윤활제에 의해 증발된 가스는 유입되는 용탕에 의해 배기 홈으로 밀려난 후 배기 홈을 통해 캐비티 밖으로 빠져나가야 합니다. 특히, 용융 금속의 흐름으로 인해 막힌 구멍에 가스가 갇히거나 벤트 슬롯이 조기에 막혀서는 안 됩니다.

(8) 금속 흐름은 열 방출이 잘 되지 않는 영역에서 열 충격을 유발해서는 안 됩니다.

(9) 리브가 있는 다이캐스팅의 경우 금속 흐름이 최대한 리브 방향으로 흐르도록 해야 합니다.

(10) 쉽게 손상되는 금형 부품과 코어가 용융 금속에 의해 직접 침식되는 것을 피해야 합니다. 부득이한 경우 열충격을 방지하기 위해 내부 러너에 격리 구역을 설치해야 합니다.

(11) 일반적으로 게이트가 넓고 두꺼울수록 흐름이 균일하지 않을 위험이 커집니다. 인게이트를 제거할 때 변형을 방지하려면 지나치게 두꺼운 인게이트를 사용하지 마십시오.

(12) 금형 캐비티의 배기

오버플로 탱크는 주조 시 초기에 주입된 용탕을 제거하고 금형의 온도를 일정하게 유지하기 위한 것입니다. 오버플로 홈은 금형 내에 가스가 쌓이기 쉬운 위치에 위치하며 가스를 배출하고 용탕의 흐름 상태를 개선하며 용탕을 금형 캐비티의 모든 모서리로 유도하여 좋은 주조품을 얻는 데 사용됩니다. 표면. 배기 탱크는 오버플로 탱크와 슬래그 백 앞에 연결되며 일부는 금형 캐비티에 직접 연결됩니다. 설계 시 다음 사항에 주의해야 합니다.

①배기 홈의 총 단면적은 입구의 단면적과 대략 동일해야 합니다.

②분할면의 배기 홈 위치는 캐비티 내 용탕의 흐름 상태에 따라 결정됩니다. 배출구는 직선형보다는 곡선형으로 설계하는 것이 용탕이 뿜어져 나와 사람이 다치는 것을 방지하는 것이 가장 좋습니다. 이형면의 배기 홈 깊이는 일반적으로 0.05~0.15mm이고, 금형 캐비티에 위치한 배기 홈의 깊이는 일반적으로 금형 가장자리에 있는 배기 홈의 깊이가 0.3~0.5mm입니다. 0.1~0.15mm. 배기 슬롯의 너비는 일반적으로 5~20mm입니다.

3캐비티 배기에는 이젝터 핀과 푸시로드 사이의 배기 간격이 매우 중요합니다. 일반적으로 0.0l~0.02mm로 조절하거나 버가 발생하지 않을 때까지 확대합니다.

IV고정 코어 배기도 효과적인 배기 방법입니다. 사례는 그림 2에 나와 있습니다. 보통 코어를 중심으로 한쪽에 0.05~0.10mm의 틈이 있고, 코어의 포지셔닝 넥에는 폭 1~1.5mm, 두께 1.5mm의 배기 홈이 열려 캐비티 내의 가스가 목을 따라 탈출하십시오. 배기 홈은 캐비티 바닥에서 배출됩니다.

⑤배기 홈의 거칠기는 무시해서는 안 됩니다. 사용 중에 페인트에 달라붙은 먼지가 막혀 배기에 영향을 주지 않도록 높은 매끄러움을 유지해야 합니다.

(13) 다이캐스팅 용해 컵의 충전 속도는 최대한 높아야 합니다. 다이캐스팅의 다공성이 높아야 하는 경우 일반적으로 약 70에서 선택됩니다. 이는 다이캐스팅으로 유입되는 가스를 크게 줄여 시스템 배기에도 유리합니다.

2.3 유동해석 평가 및 대책

(1) 금형 설계 과정에서는 유동해석 후 금속 유동이 최대한 한 방향으로 흐르도록 해야 한다. 캐비티에 와전류가 나타나는 것으로 확인되면 와전류 현상을 제거하기 위해 입구 도입 각도나 크기를 변경해야 합니다.

(2) 용탕이 만나면 용탕은 흐름을 멈추기 전까지 일정 거리만큼 계속 흘러야 합니다. 따라서 교차점의 금형 캐비티 외부에 오버플로 탱크와 슬래그 수집 백을 추가해야 과냉각된 용융 금속과 공기 화합물이 오버플로 탱크와 슬래그 수집 백으로 흘러 후속 용융 금속이 깨끗해질 수 있습니다. 그리고 상온에서.

(3) 부품별로 충전 속도가 다른 경우 기본적으로 일관된 충전 속도 목적을 달성하기 위해 내부 게이트의 두께나 너비를 조정(필요할 경우 점진적으로 증가)해야 하지만, 달성하기 위해 가능한 한 내부 스프루를 넓혀야 합니다.

(4) 흐름 분석 후 충진 지연이 발견되면 주입구를 추가할 수도 있습니다.

(5) 벽이 얇은 다이캐스팅 부품의 경우 다이캐스팅에 더 짧은 충전 시간을 사용해야 합니다. 따라서 더 나은 표면 품질을 얻으려면 게이트의 단면적을 늘려 충전 시간을 줄여야합니다.

(6) 고밀도 요구 사항이 있는 두꺼운 벽의 다이캐스팅 부품의 경우 효과적인 배기가 보장되어야 합니다. 다이캐스팅에는 중간 충전 시간을 사용해야 합니다. 따라서 해당 충전 시간을 얻고 더 나은 표면 품질과 내부 품질을 얻으려면 내부 러너의 단면을 조정해야 합니다.

3 결론

다이캐스팅 금형의 생산 공정은 CAD/CAE/CAM/CAT 통합 프로세스입니다. 통합이 좋을수록 다이캐스팅 제품의 품질이 높아집니다. 그리고 제조 비용이 낮을수록. 다이캐스팅 몰드 주입 시스템의 설계는 위의 설계 단계와 주의 사항을 따라야 하며 많은 불리한 현상을 피하기 위해 분석 및 평가를 수행해야 합니다. 오늘날 CAE 해석 방법의 시대에는 주입구 설계 초기 단계에서 타설 및 배수 시스템에 대한 종합적인 경험이 먼저 고려되어야 하며, CAE 방법과 결합하여 분석, 개선 및 업그레이드를 통해 다음과 같은 결과를 얻을 수 있습니다. 절반의 노력으로 두 배의 결과를 얻는 효과.