中国压铸杂志

浅析压铸模具浇口套的维护方法

作者:admin 来源:原创 发表时间:2016-05-27
 
文:蓝 宪  广东工商职业学院
摘 要 本文主要论述压铸模具在生产铸件的过程中,由于模具中的浇口套的冷却环经常出现水垢以致堵塞运水槽,为了保证运水槽能保持通畅,达到调温的目的,本文介绍采用用盐酸试剂进行化学反应的方法,溶解堆积的水垢。
关键词 浇口套 冷却环 水垢 盐酸试剂
1 前言
浇口套是压铸模具中必不可少的零件之一,为了调节浇口套温度,设计时,浇口套外圆设一条或多条环形的水槽。在使用过程中,水垢在水槽中慢慢沉积,使用一段时间后运水槽就会堵塞,造成运水不通,从而影响浇口套冷却效果。为了保证浇口套的正常运水,实际使用模具过程中需要经常对浇口套进行维护。
2 水垢成因分析
浇口套内周期性地输送 670 ~ 700℃的铝夜,浇口套外侧的环形运水槽的水会连续不断地受到加热,即使进水是常温 20℃的水,经过运水槽后出水一端的水温度已经达到60~80℃之间。由于水的电离过程吸热,因此升温使水的电离平衡右移,即加热会促进水的电离(H2O=H+OH,水中的(H+)和(OH-)同时增多。由于水中含有钙离子、空气中含有二氧化碳,在加热的状态下,容易由溶于水的碳酸氢钙转变为难溶于水的碳酸钙 Ca2+2OH+2CO2=Ca(HCO3)2,Ca(HCO3)2=CaCO3↓+HO2+CO2↑。因此水垢的主要成份是碳酸钙(CaCO3)。由此可见,只要水中含有钙离子,或水被加热时就会产生水垢。
3 工艺分析
如下图所示的浇口套结构。
 

 
从上图所示浇口套的装配工艺分析来看,为了保证运水槽内的水不会从浇口套与冷却环之间的间隙中渗漏,加工时都是采用过盈配合 H7/r6, 将冷却环加热压入浇口套上,从而达到密封效果。由此可见。当水槽内积满水垢后,不能将浇口套与冷却环拆卸进行清理水槽内的水垢。
4 解决方案分析
方案一:根据材料价值及加工周期确定取舍。由于浇口套采用的材料 H13,它是一种热作模具钢,较冷却环采用45 钢价格高很多,而且加工量较大,因此,为了恢复运水槽运水,采用舍弃冷却环的办法,将冷却环用车床加工去掉,然后再清理水槽上沉积水垢,将水垢清理干净后,再重新加工一个冷却环用热压法配到浇口套上,从而达到修复运水的目的。缺点:(1)修复的周期较长。要将原来的冷却环去除后再重新加工冷却环配上;(2)直接采用热压法会对浇口套内孔径产生轻微的变形;(3)反复这样修复,既费时又费钢料。
方案二:采用化学溶解的方法。根据水垢的主要成分是Ca(HCO3)2,又根据化学原理—盐与酸反应会生成新盐与新酸,关键要选择合适的酸。酸的选择:硫酸(H2SO4)与碳酸钙(CaCO3)反应生成微溶于水的硫酸钙((CaSO4),而且硫酸钙(CaSO4)会附着在(CaCO3)表层上阻碍继续反应,同时,硫酸(H2SO4)与水稀释时必须注意一定的先后顺序,操作上存在安全隐患。因此,不能选用硫酸(H2SO4)。(2)硝酸(HNO3)与碳酸钙(CaCO3)反应生成易溶于水的硝酸钙Ca(NO32,由于硝酸在光照条件下分解成水、NO2和 O2,而二氧化氮(NO2)是一种棕红色有刺激性臭味的气味,会对人体产生不适,同时对大气也会产生影响,因此不宜选用硝酸。(3)盐酸(HCl),与碳酸钙(CaCO3)反应生成易溶于水的氯化钙(CaCl2),且盐酸是氯化氢的水溶液,不论是浓盐酸还是稀盐酸都不用进行稀释就可以直接使用,因此选用盐酸作为溶解试剂是较好的选择。
5 方案的实施
为了减少材料浪费以及避免采用热压法对浇口套内径变形的影响,选择方案二作为处理水垢的方法。CaCO3+2HCl)=CaCl2+HO2+CO2↑,从化学反应方程中可以看出,在反应过程中会有气体排出。由于盐酸是水溶液,气体在水中排出时会冒出气泡,因此可以以此作为是否反应完成的判断依据。盐酸选择:工业盐酸,呈现黄色的液体,盐酸胡浓度较低,反应会较慢,需要的时间较长,不作使用;盐酸试剂,呈现无色的液体,盐酸胡浓度较高,反应较快,因此使用该盐酸作为处理水垢的化学试剂。处理方法:将盐酸试剂用滴管从运水孔处一滴一滴
地滴入孔内,盐酸试剂迅速与碳酸钙反应生成气泡排出,待反应缓慢下来后,再往孔内滴入盐酸试剂,最后待滴入一滴盐酸试剂后,如运水孔内无新的气泡从孔口冒出,表明水槽中的水垢已经与盐酸试剂反应完毕。由于采用滴定溶解,水槽中会有 1~ 1.5 滴盐酸试剂过量,因此滴完后不能用手去触碰水槽中的液体,避免腐蚀身体,应该用水缓慢注入孔内,让其清除残留的盐酸,才能完成。
6 操作过程
先准备酸性滴管、烧杯、盐酸试剂,然后将盐酸试剂从瓶中倒出适量至烧杯中,再将烧杯中胡盐酸倒入滴管内,再将滴管的出口正对一个运水孔,打开滴管开关,观察反应速度,调节开关的大小。刚开始反应时,气泡只从滴盐酸处冒出,并带出黄色的浑浊液体,反应快结束时,气泡从另一个运水孔中也会冒出,并也带出黄色的浑浊液体,将滴管开关调小出水,当最后进入运水孔无冒出气泡时,表明水垢已经溶解,此时将滴管开关关闭,再将滴管内的盐酸试剂倒回盐酸瓶内,最后将浇口套送到清洗池内清洗,用一条运水管将浇口套与自来水管连接,然后缓慢开水,将水槽内的溶液冲出。
7 结语
实践表明,虽然浇口套主要材料含有铁的成份,亦能与盐酸发生反应,2HCl+Fe=FeCl2+H2↑ , 但由于盐酸与碳酸钙的反应比盐酸与铁的反应快,且即使盐酸与铁有轻微的反应也只是在水槽周边有反应,也不会影响浇口套的整体使用效果及寿命。因此用盐酸处理浇口套中的水垢,可以达到简单、快捷的效果,而且成本低,这种方法具有实用性,值得广泛推广。
 
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