《壓鑄基本概念》PPT課件.ppt

2019/7/2,1,第一講:壓鑄基本概念,撰稿: Macherchen,2019/7/2,2,一. 鑄造工藝,砂型鑄造 金屬型鑄造 特種鑄造,壓力鑄造 重力鑄造 低壓鑄造 熔模鑄造 陶瓷型鑄造 連續(xù)鑄造 離心鑄造 真空吸鑄,永久型鑄造,2019/7/2,3,二. 壓鑄概論,壓力鑄造概念: (鋁,錫,鋅,鎂,鉛,銅,合金) 即將溶融合金在高壓,高速條件下充型並在高壓下冷卻凝固成型的一種精密鑄造方法, 簡稱壓鑄,其最終產(chǎn)品是壓鑄件. 壓力鑄造特性: 高速充填:通常澆口速度達(dá)3060m/s之間. 充填時(shí)間很短:中小型件通常為0.020.2s之間. 高壓充填:熱室機(jī)壓力通常為70350kg/c 溶湯的冷卻速度快,2019/7/2,4,二. 壓鑄概論,壓鑄設(shè)備 熱室 壓鑄機(jī) 冷室 立式(全) 臥式 熱室壓鑄機(jī)的壓室通常浸入坩鍋的 金屬液中,如圖示.,2019/7/2,5,三. 壓鑄制程溶湯的流動(dòng)方式,（一）噴射及噴射流 壓力 運(yùn)動(dòng)能(碰壁) 熱能和壓力,2019/7/2,6,三. 壓鑄制程溶湯的流動(dòng)方式,（二）壓力流 因沖撞,磨擦和氣體阻力等(抽象),運(yùn)動(dòng)能量耗盡(常發(fā)生在加強(qiáng)筋,凸臺(tái),遠(yuǎn)離澆口之部位),具有接受後繼金屬液中供給的壓力能,從而使金屬液沿著型腔內(nèi)壁前進(jìn)的特性.利用這特性,可便以型腔排氣.在壓力流充填的部位,匯集著由噴射和噴射流所充填部分的氣體必須開設(shè)排氣槽. （三）再噴射 （四）補(bǔ)縮金屬流（保壓時(shí)間）,2019/7/2,7,四.成型工藝,（一）壁厚 鋅合金: 0.3MM (最小) 鋁0.5MM 最小孔徑: 0.7MM 螺紋螺距0.75MM 最大壁厚與最小壁厚之比不要大于31（應(yīng)設(shè)計(jì)壁厚均勻保証足夠強(qiáng)度與剛度的前提）,2019/7/2,8,四.成型工藝,（二）加強(qiáng)肋大于或等于2.5MM會(huì)降低抗拉強(qiáng)度易產(chǎn)生氣孔縮孔。 設(shè)計(jì)原則1受力大減小壁厚改善強(qiáng)度. 2對(duì)稱布置壁厚均勻避免縮孔氣孔. 3與料流方向一致避免亂流. 4避免在肋上設(shè)置任何零部件.,2019/7/2,9,四.成型工藝,（三）脫模斜度,2019/7/2,10,四.成型工藝,（四）圓角,2019/7/2,11,四.成型工藝,（五）孔 鋅: 0.81.5（最小直徑） 鋁: 2.02.5（最小直徑） （六）文字: 凸凹紋直紋 例:平行紋（直紋）高0.7MM間距1MM角度60.5。 外俓34.5mm 共104牙,2019/7/2,12,四.成型工藝,（七）螺紋齒輪,(八）嵌件,2019/7/2,13,五.壓鑄合金及其性能,（一）壓鑄合金 鋁(Al),鋅(Zn),鎂(Mg),鉛(Pb),錫(Sn),銅(Gu) （二）壓鑄合金之鋅合金 熱室壓鑄用鋅合金中 有效合金元素:鋁(Al),銅(Gu),鎂(Mg) 有害雜質(zhì)元素:鐵(Fe),硅(Si),鉛(Pb),鎘(Gd),錫(Sn) 來源於鋁 來源於鋅,2019/7/2,14,五.壓鑄合金及其性能,鋅合金種類,鋅合金種類,2019/7/2,15,五.壓鑄合金及其性能,2019/7/2,16,五.壓鑄合金及其性能,熱室壓鑄鋅合金中的合金元素,-合金元素-鋁 鋁的加入可,降低合金對(duì)鐵的反應(yīng)能力,因此降低了合金對(duì)鋅鍋,鵝 頸及模具的侵蝕 降低合金的熔點(diǎn) 增加合金的流動(dòng)性能 改善合金的機(jī)械性能 產(chǎn)生Fe2 Al5浮渣,造成其含量的下降,2019/7/2,17,五.壓鑄合金及其性能,熱室壓鑄鋅合金中的合金元素,-合金元素-銅 銅的加入可, 增加合金的強(qiáng)度 提高合金的硬度 改善合金的抗磨損性能 降低合金的可延伸性 造成壓鑄件的尺寸不穩(wěn)定性(產(chǎn)生時(shí)效脹大) (當(dāng)銅的含量1.25%時(shí)),2019/7/2,18,五.壓鑄合金及其性能,熱室壓鑄鋅合金中的合金元素,-合金元素-鎂 鎂的加入可,細(xì)化合金組織,從而增加壓鑄件的強(qiáng)度 改善合金抗晶間腐蝕的能力 改善合金的抗磨損性能 降低合金的流動(dòng)性 易在合金熔融狀態(tài)下氧化損耗,2019/7/2,19,五.壓鑄合金及其性能,熱室壓鑄鋅合金中的合金元素,-雜質(zhì)元素-鎘,鉛,鎘在合金中的含量絕對(duì)不能0.003% 降低合金的機(jī)械性能 造成合金晶間腐蝕 鉛在合金中的翎量絕對(duì)不能0.003% 降低合金的時(shí)效機(jī)械性能 當(dāng)含量超過0.005%時(shí),造成合金晶間腐蝕 我們經(jīng)常遇到這樣的情況,工件剛壓鑄成型時(shí),其表面質(zhì)量一切正常.可是,在室溫下存放數(shù)星期或幾個(gè)月後,表面出現(xiàn)鼓泡.,2019/7/2,20,五.壓鑄合金及其性能,熱室壓鑄鋅合金中的合金元素,-雜質(zhì)元素-錫 錫在鋅合金錠中的含量絕對(duì)不能0.001%, 在太鑄件中的含量不能0.002%,造成合金晶間腐蝕 降低合金的抗沖擊性能 降低合金的抗拉伸強(qiáng)度 引起尺寸不穩(wěn)定,2019/7/2,21,五.壓鑄合金及其性能,熱室壓鑄鋅合金中的合金元素,-雜質(zhì)元素-鐵 鋅合金中鐵元素含不能0.02%,鐵元素可:, 增加合金的硬度 但同時(shí) 增加合金的脆性 和合金中的鋁發(fā)生反應(yīng)形成Al5Fe2金屬間化合物, 造成鋁元素的損耗並形成浮渣 在壓鑄件中出現(xiàn)硬點(diǎn),2019/7/2,22,五.壓鑄合金及其性能,熱室壓鑄鋅合金中的合金元素,-雜質(zhì)元素-硅 硅在鋅合金中的含量絕對(duì)不能0.02%,提高鋅合金的脆性轉(zhuǎn)變溫率20度 降低鋅合金的可加工性,2019/7/2,23,五.壓鑄合金及其性能,熱室壓鑄鋅合金中的合金元素,-結(jié)論,熱室壓鑄用鋅合金必須是以特高純度鋅為基礎(chǔ),加入特高純度鋁,鎂和銅 嚴(yán)格控制壓鑄溫度,避免攪拌 水口料重熔時(shí),一定要嚴(yán)格控制重熔溫度以避免鋁和鎂的損耗,2019/7/2,24,六.壓鑄工藝,影響金屬液充填成型的因素很多主要有壓射壓力壓射速度充填時(shí)間壓鑄模溫。 （一）壓射壓力的概念 定義1壓射力指壓射沖頭作用于金屬液面上的力。 (這個(gè)力在壓鑄過程中不是恆定不變的,它大小隨不同的壓鑄階段變化而改變.) 壓射液壓缸 壓射沖頭 壓室熔液 模具型腔 t1:F1為克服磨擦力(壓室中) t2:開始進(jìn)入型腔因澆口急減阻力 增大F2F1,達(dá)到高速充填 t3:(快速增壓階段)快速充填直止充滿 型腔最大值F3為壓射壓力 t4:F4靜壓力對(duì)鑄件壓實(shí) (壓射力與時(shí)間關(guān)係曲線見右圖),2019/7/2,25,六.壓鑄工藝,定義2壓射壓力就是在充模剛結(jié)束時(shí)壓射沖頭作用在金屬液面上的力。 定義3壓射壓力是以壓射比壓來表示壓射比壓就是充模結(jié)束時(shí)壓射 沖頭作用于單位面積金屬液面上的壓力。,實(shí)際比壓應(yīng)等于計(jì)算比壓乘以壓力損減系數(shù)K(約0.88). 比壓大小可通過調(diào)節(jié)壓鑄機(jī)的壓射力和更換不同直徑的 壓室來實(shí)現(xiàn)。,2019/7/2,26,六.壓鑄工藝,（二）充填速度及其選擇 充填速度是指熔融金屬地壓射沖頭壓力的作用下通過內(nèi)澆口時(shí)的線速度。 影響充填速度的因素有壓射速度壓射比壓和內(nèi)澆口截面積等。,在設(shè)計(jì)壓鑄模時(shí)內(nèi)澆口的設(shè)置一般應(yīng)預(yù)留出修模位置以便在試模時(shí)修整截面大小。匿內(nèi)澆口面積過小充型壓力損失增加加大壓鑄機(jī)負(fù)荷則充填速度過大液態(tài)金屬呈噴射狀進(jìn)入型 腔壓鑄件內(nèi)部組織氣孔量增加高速?zèng)_蝕型腔影響壽命。當(dāng)澆口尺寸足夠大以后充填速度控制主要是通過調(diào)節(jié)壓射速度來實(shí)現(xiàn)。,2019/7/2,27,六.壓鑄工藝,2019/7/2,28,六.壓鑄工藝,2019/7/2,29,七.特殊壓鑄工藝,產(chǎn)生氣孔疏松的原因:高速充模氣體末完全排出及凝固收縮得不到充分補(bǔ)縮。 （一）真空壓鑄 特點(diǎn)1. 顯著減少氣孔,組織更致密,提高了力學(xué)性能; 2. 減小充型反壓力,成型好,表面質(zhì)量得到改善; 3. 可減小或不用排氣系統(tǒng); 4. 結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本高. 一般只適用于薄壁,流程較長的鑄件,而對(duì)壁厚不均,較厚凸臺(tái)的 鑄件,則加重縮松. （二）充氧壓鑄（P.F法壓鑄）又稱無氣孔壓鑄（既氣孔無氧氣） 特點(diǎn)1. 消除氣孔,提高力學(xué)性能; 2. 可對(duì)充氧壓鑄件進(jìn)行熱處理,強(qiáng)度增高30%,屈服強(qiáng)度增強(qiáng)100%; 3. 充氧壓鑄可在200300。C環(huán)境工作,可焊接; 4. 與真空相比,結(jié)構(gòu)簡單,投資少,操作方便; 5. 操作時(shí)應(yīng)注意安全.,2019/7/2,30,七.特殊壓鑄工藝,（三）精.速.密壓鑄（ACURAD) 特點(diǎn)1. 雙沖頭壓鑄; 2. 克服卷氣,收縮產(chǎn)生針孔; 3. 內(nèi)澆口采取定向凝固(下方),便于補(bǔ)縮. （四)半固態(tài)壓鑄 合金所呈現(xiàn)狀態(tài)樹枝狀晶體 網(wǎng)狀 打碎呈球形團(tuán)