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压铸多段低速射出最佳化曲线之实务应用

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1、壓鑄多段低速射出最佳化曲線壓鑄多段低速射出最佳化曲線之之實務實務應用應用作者：作者：莊水旺莊水旺1、呂學尚、呂學尚2 1國立臺灣海洋大學國立臺灣海洋大學 2尚富工業股份有限公司尚富工業股份有限公司冷室壓鑄法研究載具研究方法數值實驗物理實驗結論報告報告大綱大綱地理環境地理環境臺灣海洋大學臺灣海洋大學冷室壓鑄法冷室壓鑄法冷室壓鑄法冷室壓鑄法缺陷分缺陷種缺陷的態外部缺陷冷接在熔湯合處，完全融合而殘的交界縮陷熔湯凝固時，因收縮而在鑄肌上發生下凹刮痕從模具取出時，鑄件表面發生的刮痕模痕鑄肌反映模具的打痕模具侵蝕痕局部受侵蝕的模具在鑄件發生的傷痕孔發生於鑄件表面的小孔內部缺陷縮孔熔湯凝固時，因收縮而在鑄件內部發生的孔氣孔模具內空氣空氣、模劑受熱燃燒產生的甲烷甲烷、模具上殘水分受熱產生之水蒸氣水蒸氣或熔湯溶入之氫氣氫氣，凝固後殘在鑄件內部的孔多孔性鑄件局部的粗海綿組織鑄件可能鑄件可能缺陷缺陷冷室壓鑄法冷室壓鑄法單段單段低速射出模式低速射出模式 6 低於 460 單單段低速射出模式段低速射出模式料管料管預固層預固層多多段段低

2、低速速射射出模式出模式近似近似拋物線拋物線避免熔湯濺出單段低速單段低速多多段低速段低速研究載具研究載具實務案例實務案例柱塞速度以“經驗法則”決定之。鑄件存在嚴重氣孔問題。本研究以降低料管內含氣量解決氣孔問題。 10 研究方法研究方法數值與物理實驗數值與物理實驗實驗規劃建構3D幾何模型執行數值模擬分析模擬條件優化分析優化條件壓鑄實務改善驗證11 壓鑄機種冷室壓鑄機合金成分 ADC12 or A384 熔湯溫度 630 料管溫度 250 模具溫度 180 柱塞溫度 250 柱塞速度單段低速射出、兩段低速射出、五段低速射出數值數值實驗實驗模型、條件、調整模型、條件、調整有捲氣之疑慮 550 以上 12 位置(mm) 速度(m/s) 時間(s) 備註 0 0.00 0.00 射出行程起點 75 0.40 0.38 低速設定位置 205 0.40 0.85 高速切換位置數值數值實驗實驗單段低速射出模式單段低速射出模式位置(mm) 速度(m/s) 時間(s) 備註 0 0.00 0.00 射出行程起點 75 0.35 0.43 低速設定位置 205 0.80 0

3、.65 高速切換位置數值數值實驗實驗二二段低速射出模式段低速射出模式數值數值實驗實驗五段低速射出模式五段低速射出模式A 位置(mm) 速度(m/s) 時間(s) 備註 0 0.00 0.00 射出行程起點 75 0.75 0.20 低速設定位置1 100 0.85 0.23 低速設定位置2 125 0.95 0.26 低速設定位置3 190 1.05 0.32 低速設定位置4 265 1.20 0.39 高速切換位置有捲氣之疑慮 550 以上位置(mm) 速度(m/s) 時間(s) 備註 0 0.00 0.00 射出行程起點 75 0.75 0.20 低速設定位置1 100 0.80 0.23 低速設定位置2 125 0.90 0.26 低速設定位置3 190 1.05 0.33 低速設定位置4 265 1.10 0.40 高速切換位置數值數值實驗實驗五段低速射出模式五段低速射出模式B 澆鑄含空氣空氣VVV=A=含空氣含空氣LV捲氣量定義：捲氣量定義： 16 0.050.0100.0150.0200.0五段低速射出B 五段低速射出A 兩段低速射出單段低速射出註：熔湯澆鑄

4、體積(178.7 cm3) 料管內捲氣量(cm3) 51.5 157.6 18.5 21.7 數值實驗數值實驗料管捲氣量料管捲氣量二但低速射出 17 二二段段低速射出低速射出單段低速射出單段低速射出多段低速射出多段低速射出物理物理實驗實驗鑄件鑄件剖面氣孔比較剖面氣孔比較 0204060801001201401601800.5 mm 0.5 mm1 mm1 mm 氣孔數量氣孔尺寸鑄件剖面氣孔數單段低速射出兩段低速射出五段低速射出B 物理物理實驗實驗鑄件鑄件剖面氣孔數比較剖面氣孔數比較二但低速射出模擬結果顯示，利用五段低速射出模式，可使載具之充填時間縮短約 0.4 秒秒，表示提升 1 % 的產能；熔湯溫度仍保持 600 以上，且有效降低料管內的捲氣量。利用多段低速度的射控條件可有效改善實際鑄件 1 mm以上的氣孔數量；而最佳之五段低速射出條件，亦可將 0.5 mm 以下的孔洞數降至最低。在料管充填率20%時，本研究獲得之最佳柱塞速度與柱塞位置關係為(0 mm, 0.00 m/s)、(75 mm, 0.75 m/s)、(100 mm, 0.80 m/s)、(125 mm, 0.90 m/s)、(190 mm, 1.05 m/s)和(265 mm, 1.10 m/s)等六點構成之五段低速射出曲線。 19 結論結論 20 Email：shjuangmail.ntou.edu.tw 地址：基隆市北寧路2號

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