外文翻译--薄壁铝铸造模对家用笔记本电脑的发展中文版

薄壁铝铸造模对家用笔记本电脑的发展韩国科技工业学院2007年9月3日收稿硅基铝铸造合金因其优越的铸造性能和独特的机械与物理性能的结合而在合金体系中受到广泛的应用。但是，厚度小于1mm的薄壁铝铸造模的生产要达到高流动性的铸造铝合金是公认的很困难的任务。所以，在本研究中测试到，对于生产297 mm x 210 mm x 07 mm的薄壁铝构件的最优铸造模条件为两个不同的浇注系统，切向式和拆分式以及通风口设计。同时，还进行了计算机凝固模拟。结果表明，拆分式的浇注系统，在凝固之后的总体变形和铸造的声效来看，比切向式的要优越。同样发现，恰当的通风口设计对于生产薄壁铸件是至关重要的因素之一，因为它对薄壁件的充型和压铸变形的最小化有着重要影响。关键词：铝，薄壁压铸模，家用笔记本电脑，冷室压铸机1 简介在铸造铝合金中，铝-硅系铝基合金由于其优异的性能低密度，较高强度强度和良好的铸造性能等1-3是应用最广泛的合金系之一.目前，在电子和自动化家用中对轻质合金的需求正与日俱增，因为它相比于塑料，在质轻的同时有较高阻尼和抗凹陷性。然而，众所周知，采用高压铸造技术生产厚度小于1mm的薄壁铝制件由于其较差的流动性而比较困难。这就导致了铝合金在家用电子制件领域，比如笔记本电脑和手机等方面的应用受到了限制。因此，在这篇论文中将探索基于包括流道，浇注系统和压铸条件最优模具设计的薄壁铝制件的生产是压铸模技术。而且，实验检测的浇注设计将作用于薄壁铝制家用笔记本电脑厚度少于0.8mm的制备过程.2.实验先于实际的压铸模实验，进行压铸模拟来设置压铸和熔化条件。实验采用的是H13工具钢制备的用于生产尺寸为210mmx297mmx0.7mm的压铸模模具。如图1所示，两种不同的浇注系统，切向式和拆分式用于此次研究。商用压铸模铝合金ALDC12（铝-（9.6-12）%Si-(1.5-3.5)%Cu,如表1）熔化至780，模具在压铸之前加热到230。本研究中所要用到的冷室压铸（机图2）的主要参数如表2所示。熔融的铝合金在塞头达到压室370mm高度之前以0.35m/s的注射速度浇注到型腔中，之后在压室中从370到390mm高度线性的加速到2.0，3.0，3.5，4.0，和4.5m/s。表3归纳了此次研究中的压铸条件。3 结果与讨论 凝固模拟用于在压铸模实验之前的两种不同浇注系统设计，切向式和拆分式。熔融铝合金在填充过程中的流动模式和温度分布如图3所示。结果表明，两种浇注系统在型腔填充过程中呈现很规则的熔体流动。但是，在填充的最后阶段，切向式的浇注系统出现在熔点下方（图3a中圈示），而拆分式浇注系统则允许在液相线温度之上。 如上所述，实际压铸模实验用于设计尺寸为210mmx297mmx0.7mm的家用笔记本电脑。图4所示的是从2.0到4.5m/s的不同注射速度的结构铸件,在低速浇注时固11表1 ALDC12合金的化学组成（质量分数）表2 压铸机的特征参数表3 压铸实验条件图1 家用笔记本电脑原理图（210mmx297mmx0.8mm）和两种不同浇注系统(a)切向式(b)拆分式图2 高速压铸机图3 两种不同浇注系统的模拟结果（a）切向式（b）拆分式图4 不同高速注射的压铸结果（a）切向式 (b)拆分式图5 浇口移除之后的切向式和拆分式浇注系统的变形定在0.35m/s.结果显示，两种浇注系统都允许超过3.0m/s的高速浇注。然而，低于3.0m/s的浇注速度不能填充薄壁型腔。同样发现，切向式浇注系统即使是本实验中最高的浇注速度也不能填充溢流。并且，切向式浇注系统在浇口移除之后导致更多的压铸变形。在图5中显示的是每个浇注系统的浇口移除之后的变形量。结果清楚的表明切向式冷却系统比拆分式的导致更多的严重变形。由于本实验制备的家用笔记本电脑只有0.7mm的厚度，凝固之后的压铸收缩引起的应力是作为家用笔记本电脑大量生产考虑的重要因素。因此，可以得出结论基于上述因素拆分式浇注系统优于切向式的。图6 减小套筒斜度原理图图7 厚度为0.7mm的薄壁家用笔记本电脑然而，即使是采用拆分式的浇注系统也存在很多铸造缺陷诸如流线和交不足。因此，引入了两种主要的改进措施。一个是增大溢流和通风口的尺寸。溢流容量增大了近70%（从4400mm3到7500 mm3），而且内浇道的长度也从13.5mm增大到15mm以便从整体上易于空气在模具型腔中的流动。套筒的上部如图6所示机械地减少了坡度以减少在浇注过程中套筒内的紊流和残余空气量。因为套筒在浇注过程中在少于30%（在压铸过程中至少需要40%填充套筒）铝填充时产生大量的夹杂空气和高紊流4。如图6所示，坡度的增加可以在浇注过程中使套筒内的空气更易流出，使得熔体中的气体夹杂最小化。采用上述的两种改进方法，可以成功制备出较少缺陷的优异的家用笔记本电脑（图7）。在铸件中可以发现有较少的流线，裂纹和浇不足等缺陷。测量了铸件的厚度（图8）。在左图中，厚度的位置测量并显示了，右图显示的是所测铸件的厚度。可以发现厚度的分别相当均匀，并且可达到平均厚度为0.67mm.图8 薄壁家用笔记本的厚度由于铸件很薄，厚度小于0.7mm，凝固之后从模具上的喷射显得十分重要。在喷射过程中，薄壁铸件可能弯曲甚至是裂纹，因此，喷射头的数目和它的分布在设计中十分关键。并且，模具温度控制器的使用对于薄壁铸造模的填充也是很重要的。同样发现，没有温度控制器，即便是注射速度超过20次模具也不能足够地加热。当模具没有加热到合适的温度时，熔体注入冷模型腔中时将会很快冷却下来。因此，没有模具温度控制，将会呈现严重的铸造缺陷包括浇不足和裂纹。4 结论（1）在切向式和拆分式的浇注系统设计中，拆分式被认为是更适合薄壁压铸模因为熔体在型腔中流动的更为规律。（2）当熔体到达内浇口时，对于尺寸小的薄壁家用笔记本电脑而言。高速浇注速度需要在3.0m/s以上，最好在4.5m/s，（3）在铸件上厚度分布是均匀的，并且可以达到平均厚度为0.67mm.(4)对于薄壁铝压铸件，通风口的位置和尺寸以及溢流对于最小化铸件的流线和浇不足缺陷是很重要的因素。（5）减少套筒坡度设计在浇注过程中对于套筒内部的空气夹杂流动大有益处。（6）因为铸件容量比较小，尽可能高的控制模具温度也是很重要的。致谢本作品由韩国科技信息学院和Gwangju 文化中心通过高级材料和工业发展项目支持。参考文献1 铝合金的微观结构和性能，日本轻金属工业，1991，2332G.K.Sinworth:AFS转变，1983，91，73 JEGruzleski and Bernard MClosset：AFS,1990,134 Ghlkingto:铸造模缺陷，NADCA,1997