低熔点合金

更新时间:2022-08-26 10:28

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。

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、锡、铅、镝、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,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。

图1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1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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