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低熔点合金

低熔点合金是指熔点在300℃以下的金属及其合金,通常由Bi、Sn、Pb、In等低熔点金属元素组成。这些合金常用来制造塑料模、拉深模和成形模。
低熔点合金
基本信息
低熔点合金熔体材料的熔点温度一般为60~200℃。熔体是采用一定比例的铋、镉、、铅、锑、铟等元素作为主要成分,组成不同的共晶型低熔点合金。它们的成分及熔点见下表。

低熔点合金的种类较多,目前使用的较简单的一种是铋占58%、锡占42%的铋锡合金。其熔化与浇铸工序过程如下:将掺和好的铋锡合金料置于熔锅内,然后加热至140℃左右(温度测量可采用半导体点温计或普通温度计),熔化均匀后即可铸型。铸型后再冷却约半小时即可。最后修正铸件浇铸时留下的残痕,即达到要求。

采用低熔点合金的模具,模温不宜过高,模温过高塑件易黏附于型腔上。

当成型注塑件内部的型芯弯度较大,而不能采用钢芯来制造时(弯度较大的塑件,用普通钢材制造型芯则无法拔出),可采用低熔点合金来制造。其制造程序为:将合金元素按比例配合好,倒入熔融容器内加热熔化,然后试温(利用普通温度训即可)浇铸合金型芯(浇铸合金型芯用的模具要加热至60℃左右),定型后取出合金型芯。

上述低压浇铸的型芯置于注塑模内,即可注塑。当注塑成型后,塑件随同型芯一起取出,再用蒸气加热法(或其他加热法)使塑件中的合金型芯熔化流出,即可获得塑件。

低熔点合金熔体材料对温度的变化反应非常敏感,因而适应于作为保护电热设备过热用的温度型熔断器的熔体。用它们制作的熔断器,其动作的灵敏度应注意借助附加弹簧等所产生的机械力来进行提高;同时熔体本身还应考虑具有相应的机械强度。

特点
1、工艺简单,制造周期短

铸造工艺简单,周期短,适用于新产品的试制和多品种、小批量生产,可解决钢制模具周期长的问题,有利于新产品的开发。特别适用于薄板冲压件和不规则曲面的冲压件。

2、凸模和凹模可以采用同一个样模

铸模时凸模和凹模可以采用同一个样模,一次性铸成,不需要研配,模具调试方便,可以在机床上直接对模具进行修整。

3、制造成本低,合金材料可反复重熔使用

低熔点合金模具的制造成本低,合金材料可以反复重熔使用,制造工艺简化。

铋锡
以铋、锡低熔点合金元素为主要成分、熔点约在70~150℃的低熔点合金模具适用于成形大、中形尺寸的各种覆盖件,其制模工时约为6~8h,制模成本比钢模低60%~90%。工厂只需备一个适当的合金容框,就可以满足各种覆盖件的成形加工需要。

下图所示为一个典型的内热气压水冷拉深覆盖件的成形模结构示意图。图中双点画线部分为样件17,也称为样模,这是制模的依据,它的形状和欲成形的工件大致相同,只是其厚度应等于成形模的模具间隙,在其四周附加有用于分离已成形的凸模、凹模和压边网用的内挡墙和外挡墙。样件上有小孔,以便铸模时熔化的合金由样模外侧流入样模内腔形成凸模。样件可以用钢板敲制、用玻璃布糊制,甚至用纸浆糊制好后涂上耐高温胶即可。

该模具常在专用压力机上使用,因合金的熔点很低,通过模具上熔池内的加热管即可将合金熔化。主熔池的作用是熔化、凝固合金并形成凹模,副熔池的作用是当主熔池内合金表面凝固后,由气压装置加压,向主熔池补充合金,从而提高铸模的精度,提高模具内部组织的致密性。另外在熔化的合金由样件外侧向内腔流动时,通过加压还可以提高流入的速度,以减少铸模时间。主熔池的周围设有冷却水室,其作用是加快合金的凝固时间,减少制模工时,同时也可使合金急冷,提高合金硬度。在凸模板和压边圈板上装有螺钉,其作用是紧固合金。排气管要在铸模时一同铸入,而顶出器则是在铸模后放置上去的。

模具的凹模口加添了钢板,因为在成形覆盖件时,此凹模口处的板材剧烈变形,对凹模口产生严重的磨损,加上钢板后可以提高模具的使用寿命。在模具磨损比较严重的部位,也可以加添钢制镶块,以提高使用寿命。

对于带有曲面凸缘的覆盖件,此凹模口不必加添钢板,直接由低熔点合金铸出,目的是减少制模成本,但使用寿命较低。

使用熔池制造覆盖件成形模,只要工件的尺寸在熔池尺寸范围内,有样件即可铸出,所以熔池是通用的,凸模和压边圈的固定板也可以通用,只有必要的钢镶块是专用的,所以制模的周期很短,成本很低,一副模具使用完毕后,即可再铸新模,只需保存样件,故存放空间小。

由于合金的熔点很低,可以在压力机上铸模,省去重新安装和调整模具的工作。国内外均已研制并使用了自铸模压床,这种压力机本身就配有低熔点合金的熔池。对于个别磨损的模具部位或铸模不太理想的部位,普通的电熔铁即可进行修补,且合金很软,所以成形覆盖件时,不会划伤工件的表面。

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