鋁壓鑄過程中積碳問題與脫模劑選擇

論鋁壓鑄過程中積碳問題與脫模劑選擇

 

鋁壓鑄過程中的積碳問題（也稱為結(jié)焦、油泥或積垢）是一個(gè)常見且棘手的問題。它主要由脫模劑中的成分（尤其是潤滑劑如硅油、蠟等）在高溫模具表面不完全燃燒、裂解和沉積形成。積碳會附著在模具型腔、滑塊、頂針上，導(dǎo)致產(chǎn)品外觀缺陷（如麻點(diǎn)、拉傷、變色）、尺寸偏差、頂出困難、模具磨損加劇，終降低生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

解決鋁壓鑄積碳問題需要系統(tǒng)性方法，通常從以下幾個(gè)方面著手：

1. 優(yōu)化脫模劑及其使用

選擇合適的脫模劑：低硅/無硅配方：優(yōu)先選擇低硅含量或完全不含硅油的脫模劑。硅油是積碳的主要來源之一。選擇以酯類、合成油或其他更易揮發(fā)/燃燒成分作為主要潤滑劑的脫模劑。

   高穩(wěn)定性配方：選擇在高溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、不易裂解和碳化的脫模劑。

   良好的潤濕性：確保脫模劑能在模具表面均勻鋪展，形成薄而均勻的保護(hù)膜，避免局部堆積。

控制脫模劑濃度：嚴(yán)格按照供應(yīng)商推薦的比例配制脫模劑水溶液。濃度過高是導(dǎo)致積碳的常見原因之一。濃度過高不僅浪費(fèi)，還會導(dǎo)致殘留物過多，增加積碳風(fēng)險(xiǎn)。定期檢測濃度并保持穩(wěn)定。

優(yōu)化噴涂參數(shù)：

   噴涂量： 確保噴涂量足夠形成保護(hù)膜即可，避免過量噴涂。過多的脫模劑無法完全揮發(fā)/燃燒，殘留物增加。

    霧化效果：調(diào)整噴嘴氣壓，確保脫模劑充分霧化，形成細(xì)密均勻的噴霧。霧化不良會導(dǎo)致大液滴直接沖擊模具，局部堆積。

   噴涂時(shí)間/位置：控制噴涂時(shí)間和噴頭移動(dòng)軌跡，確保覆蓋所有需要脫模的區(qū)域，但避免在非必要區(qū)域過度噴涂（如模具邊緣、分型面）。

   噴涂距離和角度：優(yōu)化噴頭與模具的距離和角度，以獲得較好覆蓋效果。

保證水質(zhì)： 使用去離子水或軟化水配制脫模劑。硬水中的礦物質(zhì)會在模具表面形成水垢，并與脫模劑殘留物結(jié)合，加劇積碳。定期清理脫模劑循環(huán)系統(tǒng)。

吹氣/抽氣時(shí)間：確保在噴涂后有足夠且強(qiáng)勁的壓縮空氣吹氣時(shí)間，徹底吹干模具表面的脫模劑水分和多余液體。良好的吹氣能顯著減少殘留物。

2. 模具設(shè)計(jì)與維護(hù)

優(yōu)化模具溫度控制：

   保持模溫穩(wěn)定且在合理范圍：過高的模具溫度會加速脫模劑中有機(jī)物的裂解和碳化。使用模溫機(jī)控制模具溫度（通常在180-250°C之間，具體取決于合金和產(chǎn)品）。避免局部過熱（如澆口、厚壁區(qū)域附近）。

    冷卻水道設(shè)計(jì)/疏通：確保冷卻水道設(shè)計(jì)合理，水流暢通無阻，熱交換效率高。定期清理水道內(nèi)的水垢和沉積物。

改善模具表面狀態(tài)：

    拋光：對型腔、滑塊、頂針等關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行高光潔度拋光（如鏡面拋光）。光滑的表面能減少脫模劑殘留物的附著，更容易被吹氣清除。

    表面處理：

       表面涂層：應(yīng)用物理氣相沉積涂層（如CrN, TiAlN）或化學(xué)氣相沉積涂層（如DLC類金剛石涂層）。這些硬質(zhì)涂層具有高硬度、低摩擦系數(shù)、良好的脫模性和化學(xué)惰性，能有效減少鋁液粘附和脫模劑殘留物附著，顯著降低積碳傾向。

       表面改性：如氮化處理（氣體、液體、離子氮化），提高表面硬度和耐磨性，也能在一定程度上改善抗積碳能力（效果不如專門涂層）。

   定期清理模具：制定嚴(yán)格的模具清理保養(yǎng)計(jì)劃。使用合適的模具清洗劑（避免強(qiáng)腐蝕性）定期（如每班次、每天或按生產(chǎn)模次）清除模具表面的初期積碳和殘留物。切勿使用尖銳工具硬刮，以免損傷模具表面。對于嚴(yán)重積碳，可能需要專業(yè)的模具激光清洗或干冰清洗。

優(yōu)化排氣：確保模具排氣順暢，避免型腔內(nèi)氣體壓力過高將未完全干燥/燃燒的脫模劑殘留物壓入模具表面細(xì)微凹坑中形成積碳。

3. 優(yōu)化壓鑄工藝參數(shù)

控制熔融鋁溫度：在保證良好填充性的前提下，盡量降低鋁液澆注溫度。過高的鋁溫會加劇模具熱負(fù)荷，促進(jìn)積碳形成。

優(yōu)化壓射速度：尤其是低速速度。過高的低速速度可能導(dǎo)致鋁液卷氣，氣體在型腔內(nèi)膨脹可能將脫模劑殘留物推向模具表面并滯留。適當(dāng)降低低速速度有助于改善。

保證足夠的合模力/鎖模力：避免飛邊導(dǎo)致分型面處脫模劑殘留物被高溫鋁液反復(fù)燒結(jié)碳化。

4. 設(shè)備維護(hù)與管理

維護(hù)噴涂設(shè)備：定期檢查、清潔和校準(zhǔn)噴涂系統(tǒng)的噴嘴、管路、比例泵等。堵塞或損壞的噴嘴會導(dǎo)致霧化不良或噴涂不均。

保證壓縮空氣質(zhì)量：確保用于吹氣的壓縮空氣干燥、清潔、壓力穩(wěn)定。油污或水分會污染模具并加劇積碳。

保持壓鑄機(jī)周邊清潔：減少環(huán)境中的油污、粉塵等污染物進(jìn)入模具或脫模劑系統(tǒng)的可能性。

5. 監(jiān)控與管理

建立監(jiān)控體系：定期檢查模具關(guān)鍵區(qū)域的積碳情況（如首件檢查、抽檢），記錄積碳出現(xiàn)的部位和速度。

分析原因：一旦發(fā)現(xiàn)積碳加劇，系統(tǒng)性地排查上述各個(gè)環(huán)節(jié)（脫模劑、噴涂、模溫、工藝參數(shù)等），找出主因。

標(biāo)準(zhǔn)化操作：制定詳細(xì)的操作規(guī)程（SOP），確保每個(gè)環(huán)節(jié)的操作（如配比、噴涂時(shí)間、吹氣時(shí)間、模溫設(shè)定等）都得到嚴(yán)格執(zhí)行和記錄。

與供應(yīng)商合作：與脫模劑供應(yīng)商、模具涂層供應(yīng)商保持溝通，尋求他們的專業(yè)建議和支持。試用新的低積碳脫模劑或涂層技術(shù)。

總結(jié)關(guān)鍵點(diǎn)

脫模劑是核心：優(yōu)先選用耐溫性能好、高穩(wěn)定性的脫模劑，并嚴(yán)格控制濃度和噴涂量。

吹氣是關(guān)鍵：足夠強(qiáng)勁和時(shí)間的吹氣是去除殘留物、防止堆積的直接手段。

模具溫度是基礎(chǔ)：穩(wěn)定且不過高的模溫是減少熱裂解的前提，良好的冷卻至關(guān)重要。

模具表面是防線：高光潔度和高性能涂層（如DLC）能顯著提升抗積碳能力。

維護(hù)和監(jiān)控是保障：定期清理模具、維護(hù)設(shè)備、監(jiān)控過程是預(yù)防和早期干預(yù)的必要措施。

 

解決積碳問題通常需要同時(shí)調(diào)整多個(gè)參數(shù)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證（DOE）。建議從容易調(diào)整且成本較好的環(huán)節(jié)入手（如檢查并優(yōu)化脫模劑濃度、吹氣時(shí)間和強(qiáng)度），然后逐步排查其他因素。持續(xù)監(jiān)控和記錄對于找到適合您特定產(chǎn)品和模具的解決方案至關(guān)重要。

 

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注意：單獨(dú)使用我們的脫模劑對制品后期需要處理如電鍍、噴砂、貼標(biāo)等需慎用，原因產(chǎn)品耐溫性太好使模具與制品上殘留大量的硅，清洗不徹底就會影響后期加工。長處：因?yàn)槟蜏匦院脤τ诖髧嵨?-3千噸位脫模效果特別好，制品表面光潔平整，無青煙。小噸位的可以與其它耐溫性差一點(diǎn)的產(chǎn)品拼用，以此來提高產(chǎn)品的耐溫性，達(dá)到更好的脫模效果。