Quels paramètres de processus doivent être pris en compte lors de la conception des moules pour truies et des moules pour lingots d'aluminium ?

Lors de la conception d'un moule à soie, il est nécessaire de combiner les propriétés thermodynamiques de la coulée métallique, la durée de vie du moule et les exigences de qualité du lingot,et se concentrer sur les paramètres de processus suivants:

一. Taille de la cavité et paramètres structurels
•Le volume et la taille de la cavité: il est nécessaire de faire correspondre le poids (généralement des centaines à plusieurs tonnes) et la forme (comme le rectangle,trapézoïde) du lingot cible pour s'assurer que la profondeur et la largeur de la cavité correspondent au volume du métal fondu afin d'éviter un moulage incomplet ou gaspillage de lingot en raison de l'écart dimensionnel.

•Pente de la cavité: pour faciliter le démoulage, la paroi latérale de la cavité doit être conçue avec une certaine pente (généralement 0,5°-2°).et une pente trop grande peut affecter la précision dimensionnelle du lingot.

•traitement des filets et des bords: le fond et les coins de la cavité doivent être arrondis (angle R) pour réduire la concentration de contraintes et éviter les fissures dans le moule dues au choc thermique;empêcher le rétrécissement ou la fermeture à froid des coins du lingot.

二Paramètres thermiques et de refroidissement

•Conception de l'épaisseur de paroi: l'épaisseur de paroi du moule doit être calculée en fonction du point de fusion du métal de coulée (comme l'aluminium à environ 660°C, copper about 1083℃) and heat capacity to ensure that it can withstand the thermal shock of high-temperature molten metal and control the heat dissipation rate through reasonable wall thickness (too thick will cool too slowly, trop mince sera facilement déformé).

•Layout du système de refroidissement: si le refroidissement forcé (comme le refroidissement à l'eau) est utilisé, la position, le diamètre et l'espacement du canal de refroidissement doivent être conçus. The channel needs to avoid the stress concentration area of ​​the cavity and keep a reasonable distance from the cavity surface (usually ≥50mm) to ensure uniform cooling of the ingot and reduce defects such as shrinkage cavities and cracks.

•Compensation de l'expansion thermique: si l'on considère le taux de rétrécissement de la solidification du métal fondu (par exemple, le taux de rétrécissement de l'aluminium est d'environ 1.3%-2%) et le coefficient de dilatation thermique du moule lui-même, une compensation de réserve dans la conception de la taille de la cavité pour éviter une déviation de la taille du lingot ou un blocage du moule.

三Paramètres de débit et de remplissage du liquide métallique

•Conception de la porte et du coureur: la position de la porte doit éviter que le liquide métallique n'affecte directement le fond de la cavité (pour éviter les éclaboussures et l'oxydation),et la section transversale du coureur doit correspondre au débit du liquide métallique pour assurer une vitesse de remplissage uniforme (généralement réglée à 0.5-1,5 m/s) et réduire les rouleaux et les pores de slag.

• Structure de la ventilation: concevoir des rainures de ventilation (largeur 0,1-0,3 mm, profondeur 0,5-1 mm) au sommet ou au coin de la cavité pour éviter l'encapsulation de l'air et les pores lorsque le liquide métallique est rempli,et empêcher le remplissage incomplet en raison de la contre-pression du gaz.

四Paramètres de performance mécanique

•Résistance et rigidité du moule: selon le poids du lingot (par exemple 500 kg-5 tonnes) et la pression statique du métal fondu (formule de calcul:pression = densité du métal fondu × hauteur × accélération gravitationnelle), sélectionnez le matériau approprié (tels que l'acier fondu, le fer ductile) et concevez la structure de la côte de renforcement pour éviter la déformation ou la fissuration du moule.

•Conformité du mécanisme de décharge de moule: si le décharge de moule mécanique ou hydraulique est utilisé, il est nécessaire de réserver l'espace d'installation du dispositif de décharge de moule (tel que le trou d'éjection,la position du cylindre hydraulique) pour s'assurer que la force de libération du moule (généralement 1.5-2 fois le poids du lingot) agit uniformément sur le fond du lingot pour éviter les dommages au lingot ou au moule.

五Paramètres du matériau et du traitement de surface

•Résistance à la fatigue thermique des matériaux: pour le processus cyclique de chauffage répété (comme le liquide d'aluminium à 660°C) et de refroidissement du métal fondu,sélectionner des matériaux à conductivité thermique modérée (comme l'acier moulé dont la conductivité thermique est d'environ 40-50 W/ ((m・K)) et à haute résistance à la fatigue thermique pour réduire le fissurage thermique.

•Processus de traitement de surface: améliorer la résistance à l'usure de la surface et les performances antiadhésives de l'aluminium par nitridation (dureté jusqu'à 50-60HRC), peening ou revêtement (comme revêtement en céramique),réduire la résistance de démoulage, et réduire l'érosion et l'usure de la surface du moule par le métal fondu.

Ces paramètres doivent être globalement optimisés en combinaison avec les caractéristiques de métaux de coulée spécifiques (aluminium, cuivre, zinc, etc.),l'efficacité de la production (par exemple le nombre de pièces moulées par heure) et les normes de qualité (par exemple les exigences de détection des défauts internes des lingots);, et finalement atteindre l'objectif d'une longue durée de vie du moule et d'une qualité élevée des lingots.

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