特種鑄造之壓力鑄造

1、4. 壓力鑄造定義定義: 壓力鑄造(Pressure Casting/Die Casting/High Pressure Die Casting)是液態(tài)或半固態(tài)金屬在活塞的高壓作用下以較高的速度充填鑄型型腔,并在壓力作用下凝固而獲得鑄件的方法。p 半固態(tài)半固態(tài)semisolid; semi solid state 半固態(tài)是指合金內(nèi)既存在球團(tuán)狀固相又存在流體液相的兩相狀態(tài).半固態(tài)鑄造是合金在凝固過(guò)程中,進(jìn)行劇烈攪拌或控制固-液溫度區(qū)間,得到半固態(tài)組織,然后澆注成形的方法。 20世紀(jì)70年代初美國(guó)麻省理工學(xué)院的學(xué)者開(kāi)始半固態(tài)研究。p 高壓高壓作用在金屬上的壓力可為幾個(gè)到幾十個(gè)MPa，有時(shí)甚至達(dá)20

2、0MPa。p 充填速度充填速度充型線(xiàn)速度約為0.575m/s，有時(shí)可高達(dá)120m/s。相應(yīng)的充型時(shí)間則很短，一般為0.010.2s。p Die模具；沖模；壓模引申為：一種硬模鑄造一種硬模鑄造p 1838年美國(guó)人G.布魯斯首次用壓力鑄造法生產(chǎn)印報(bào)的鉛字，次年出現(xiàn)壓力鑄造專(zhuān)利。p 19世紀(jì)60年代以后，壓力鑄造法得到很大的發(fā)展，不僅能生產(chǎn)錫鉛合金壓鑄件、鋅合金壓鑄件，也能生產(chǎn)鋁合金、銅合金和鎂合金壓鑄件。p 20世紀(jì)30年代后又進(jìn)行了鋼鐵壓力鑄造法的試驗(yàn)。 用壓力鑄造可制造形狀復(fù)雜的鑄件，壓鑄件的表面粗糙度為表面粗糙度為Ra50.32微米微米，尺寸精度可達(dá)尺寸精度可達(dá) 47級(jí)級(jí)，鋅合金壓鑄件的最小

3、壁厚為0.4毫米。壓鑄件的尺寸和重量，取決于壓鑄機(jī)的功率。由于壓鑄機(jī)的功率不斷增大，鑄件形尺寸可以從幾毫米到12m；重量可以從幾克到數(shù)十公斤。國(guó)外可壓鑄直徑為 2m，重量為50kg的鋁鑄件。徐州科比特開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的管道型軸流通風(fēng)機(jī)，徐州科比特開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的管道型軸流通風(fēng)機(jī)，葉輪采用鋁合金壓力鑄造葉輪采用鋁合金壓力鑄造 壓鑄是最先進(jìn)的金屬成型方法之一，是實(shí)現(xiàn)少切屑，無(wú)切屑少切屑，無(wú)切屑的有效途徑，應(yīng)用很廣，發(fā)展很快。目前壓鑄合金不再局限于有色金屬的鋅、鋁、鎂和銅，而且也逐漸擴(kuò)大用來(lái)壓鑄鑄鐵和鑄鋼件。壓力鑄造法適用于大批量大批量生產(chǎn)的鑄件，生產(chǎn)效率高生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)過(guò)程容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化機(jī)械化和自動(dòng)化

4、。壓鑄件也不再局限于汽車(chē)工業(yè)和儀表工業(yè)，逐步擴(kuò)大到其它各個(gè)工逐步擴(kuò)大到其它各個(gè)工業(yè)部門(mén)業(yè)部門(mén)，如農(nóng)業(yè)機(jī)械、機(jī)床工業(yè)、電子工業(yè)、國(guó)防工業(yè)、計(jì)算 機(jī)、醫(yī)療器械、鐘表、照相機(jī)和日用五金等幾十個(gè)行業(yè)。在壓鑄技術(shù)方面又出現(xiàn)了真空壓鑄、加氧壓鑄、精速密壓鑄以及可溶型芯的應(yīng)用真空壓鑄、加氧壓鑄、精速密壓鑄以及可溶型芯的應(yīng)用等新工藝。 真空壓鑄鋁件真空壓鑄鋁件真空壓鑄鎂合金真空壓鑄鎂合金4.1 鑄造在壓力下成形特征 壓鑄的成形原理是將熔凝型較好的金屬，如鋁、鎂、銅等熔融合金，以快速高壓機(jī)械性質(zhì)注入金屬模具（耐高熱鋼）內(nèi)，利用鋼模較低的溫度急速凝固成形的鑄造方式。4.1.1 壓鑄機(jī)的工作原理 壓鑄機(jī)有熱壓室和冷

5、壓室熱壓室和冷壓室之分，熱壓室是指壓鑄機(jī)上給鑄件金屬施加壓力的空間浸泡在熔融的金屬液中，而冷壓室的周?chē)鷦t沒(méi)有特殊的加熱措施。冷壓室壓鑄機(jī)根據(jù)壓室在空間位置的不同又可分為立式、臥式和全立式立式、臥式和全立式三種。不同類(lèi)型壓鑄機(jī)上的鑄件壓鑄過(guò)程是不一樣的。（1）熱壓室壓鑄機(jī)工作過(guò)程）熱壓室壓鑄機(jī)工作過(guò)程 熱壓室壓鑄機(jī)（簡(jiǎn)稱(chēng)熱空壓鑄機(jī)）壓室浸在保溫溶化坩堝的液態(tài)金屬中，壓射部件不直接與機(jī)座連接，而是裝在坩堝上面。這種壓鑄機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)工序簡(jiǎn)單，效率 高；金屬消耗少，工藝穩(wěn)定。但壓室，壓射沖頭長(zhǎng)期浸在液體金屬中，影響使用壽命。并易增加合金的含鐵量。熱壓室壓鑄機(jī)目前大多用于壓鑄鋅合金等低熔點(diǎn)合金 鑄件，

6、但也有用于壓鑄小型鋁、鎂合金壓鑄件。A 活塞式熱壓室壓鑄機(jī) 噴嘴左端和壓鑄型上的直澆道口相接，坩堝和壓室（壓力容器）一般都用鑄鐵鑄成一體，在坩堝外面用燃?xì)饣螂娮杞z加熱。壓鑄時(shí)，活塞式熱壓室壓鑄機(jī)上的活塞上提，金屬液從坩堝流入壓室，活塞下壓，把壓室內(nèi)金屬液經(jīng)鵝頸、噴嘴壓入鑄型。鑄件鑄件B 氣壓式熱壓室壓鑄機(jī) 壓鑄開(kāi)始時(shí)，用金屬流入閥把鵝頸上的孔洞堵死，向壓力容器通入一定壓力的壓縮空氣，把壓力容器中金屬經(jīng)鵝頸、噴嘴壓入鑄型?；钊仙虺啡嚎s空氣，噴嘴和鵝頸腫未凝固的金屬液又返回壓室或壓力容器中，在活塞上升的同時(shí)，打開(kāi)壓室上的進(jìn)液門(mén)（金屬流入閥），坩堝中的金屬液自動(dòng)流入壓室，補(bǔ)充已經(jīng)進(jìn)入鑄型形成鑄

7、件的金屬液。活塞式熱壓室壓鑄機(jī)可根據(jù)金屬液充型的要求分級(jí)加壓，則作用壓力可達(dá)3.545MPa，鑄件質(zhì)量得到保證。氣壓式熱壓室壓鑄機(jī)壓力不能達(dá)到很高，只能生產(chǎn)不重要的鑄件。生產(chǎn)效率較低生產(chǎn)效率較高，當(dāng)壓力容器內(nèi)的金屬液可供幾次壓鑄需要時(shí)，則不必每壓鑄一次就開(kāi)啟一次金屬流入閥。（2）立式冷壓室壓鑄機(jī)工作過(guò)程）立式冷壓室壓鑄機(jī)工作過(guò)程 下圖為立式冷壓室壓鑄機(jī)的壓射機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，表明了一個(gè)壓鑄過(guò)程的三個(gè)階段：p 澆入一次壓鑄所需合金至壓室，而反活塞封住金屬進(jìn)入型腔的通道；p 壓射活塞下壓，反活塞下移，打開(kāi)金屬進(jìn)入型腔的通道，金屬在活塞壓力下進(jìn)入壓鑄型；p 鑄件成形后反活塞上升，從直澆道上切斷澆注余料，送出

8、壓室，動(dòng)型向左移動(dòng)，帶出鑄件和澆道，由頂桿把鑄件頂離動(dòng)型。p 30300MPa工作壓力壓射活塞壓射活塞澆勺澆勺壓室壓室反活塞反活塞動(dòng)型動(dòng)型定型定型頂頂桿桿p 但壓射機(jī)構(gòu)復(fù)雜；p 活塞加壓方向與壓室中金屬流動(dòng)方向成直角，故壓力損失大；p 直澆道長(zhǎng)，消耗金屬量達(dá)。目前新制造的立式冷壓室壓鑄機(jī)越來(lái)越少。特點(diǎn)：p 在立式冷室壓鑄機(jī)上即可澆注液態(tài)合金，又可澆注粥狀半固態(tài)合金；p 并且壓射金屬時(shí)不會(huì)把壓室內(nèi)空氣卷入金屬一起進(jìn)入型腔；p 便于把澆道設(shè)置在鑄件的中心部位，縮短金屬在型腔中的流程。（3）臥式冷壓室壓鑄機(jī)工作過(guò)程）臥式冷壓室壓鑄機(jī)工作過(guò)程 下圖為臥式冷壓室壓鑄機(jī)的壓射機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，表明了一個(gè)壓鑄過(guò)程的

9、三個(gè)階段：p 在鑄型合攏鎖緊后，澆入一次壓鑄所需合金至壓室，壓室左端部分設(shè)在定型中；p 壓射活塞左移，金屬在活塞壓力下進(jìn)入壓鑄型；p 動(dòng)型左移，打開(kāi)鑄型，帶出鑄件和澆道、余料一起左移，由頂桿把鑄件頂離動(dòng)型。p 30300MPa工作壓力壓射活塞壓射活塞澆勺澆勺壓室壓室動(dòng)型動(dòng)型定型定型頂頂桿桿Cold Chamber Diecasting M/C HorizontalIP Cold-chamber die casting machine臥式冷壓室壓鑄機(jī)的應(yīng)用較廣泛p 在此種壓鑄機(jī)上既可澆注液態(tài)合金，也可澆注呈半固體狀態(tài)的半固態(tài)合金（觸變鑄造），但較難澆注粥狀的半固態(tài)合金（無(wú)法在壓室中流動(dòng)）；p 澆

10、道短，拐彎少，金屬充型時(shí)的壓力和熱量損失都少，可較好提高鑄件的致密度；p 開(kāi)型時(shí)直接把澆注余料帶出定型，可省卻頂走余料的操作時(shí)間p 壓射機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用中故障少，易維護(hù)。 壓室內(nèi)合金與空氣接觸面積達(dá)，壓鑄時(shí)壓室中合金會(huì)卷進(jìn)氣體進(jìn)入型腔，而且壓室中金屬表面易氧化，氧化渣也可能被送進(jìn)型腔； 在臥式冷壓室壓鑄機(jī)上必須使用專(zhuān)門(mén)切斷澆注余料的機(jī)構(gòu)或復(fù)雜的壓鑄型，才能把澆口設(shè)置在鑄件的中心部位。（3）全立式冷壓室壓鑄機(jī)工作過(guò)程）全立式冷壓室壓鑄機(jī)工作過(guò)程下圖表示了全立式冷壓室壓鑄機(jī)上的鑄件壓鑄過(guò)程：下圖表示了全立式冷壓室壓鑄機(jī)上的鑄件壓鑄過(guò)程： 水平分型的壓鑄型，下半型為定型，壓室設(shè)在定型中央；上半型為動(dòng)型

11、，由壓鑄機(jī)頂部的液壓缸帶動(dòng)上下移動(dòng)。鑄型打開(kāi)鑄型打開(kāi)向壓室中向壓室中澆注金屬液澆注金屬液上半型下降，上半型下降，合上鑄型合上鑄型壓射活塞上移壓射活塞上移把金屬液壓入把金屬液壓入型腔型腔鑄件凝固后，上半型上移，鑄件隨上半型脫離下鑄件凝固后，上半型上移，鑄件隨上半型脫離下半型，上移到一定高度后，由頂桿機(jī)構(gòu)頂下鑄件半型，上移到一定高度后，由頂桿機(jī)構(gòu)頂下鑄件壓射活塞壓射活塞頂桿頂桿p 在此機(jī)器上，金屬液在型內(nèi)流程短，活塞壓力的損失?。籶 開(kāi)型時(shí)直接帶出余料，工序簡(jiǎn)單，壓射機(jī)構(gòu)店但，機(jī)器占地面積小，易于放置鑲鑄件，特別適用于胃電動(dòng)機(jī)氈子的鐵心導(dǎo)線(xiàn)槽壓鑄鋁液，并可同時(shí)鑄出短路環(huán)和風(fēng)扇葉片。p 還可在此種機(jī)

12、器上利用壓鑄件裝配組合其他零件。p 但是在此機(jī)器上裝斜和維護(hù)鑄型比較麻煩，生產(chǎn)效率較前兩種冷壓室壓鑄機(jī)低。4.1.2 壓鑄時(shí)金屬流的特征 壓力鑄造過(guò)程的主要特征主要特征就是金屬在高壓作用下的高速填充型腔金屬在高壓作用下的高速填充型腔。因此欲掌握壓鑄件成型實(shí)質(zhì)，主要就應(yīng)了解壓力鑄造時(shí)金屬充型過(guò)程中金屬充型過(guò)程中的所受壓力變化，充型時(shí)金屬的流動(dòng)形的所受壓力變化，充型時(shí)金屬的流動(dòng)形態(tài)，以便采取合適的技術(shù)措施合適的技術(shù)措施，充分運(yùn)用壓鑄時(shí)金屬充型特殊現(xiàn)象的有利方面，避免和克服此現(xiàn)象可能帶來(lái)的負(fù)面影響，高效地制造出質(zhì)量符合要求的壓鑄件。1、壓鑄時(shí)金屬所受壓力和活塞移動(dòng)速度以臥式冷壓室壓鑄機(jī)為例 壓室全斷

13、面充滿(mǎn)階段 一般金屬液所占?jí)菏殷w積只占?jí)菏艺w體積的75%以下，所以活塞開(kāi)始移動(dòng)后，首先推動(dòng)金屬液全斷面充滿(mǎn)壓室靠近鑄型一端的部分壓射活塞的速度從0開(kāi)始上升，活塞前段金屬液面抬高和傳布。A 活塞移動(dòng)的加速過(guò)慢 則可能會(huì)使液面上波峰的前進(jìn)傳布速度大于活塞的移動(dòng)速度，當(dāng)波峰前進(jìn)傳布到達(dá)壓室的左端面時(shí)，在波峰后面的金屬液面上還有一個(gè)充滿(mǎn)空氣的空間，最后反流波峰和活塞面上升高的金屬液便會(huì)在壓室中裹進(jìn)被封死的空氣進(jìn)入壓鑄型，使鑄件中形成氣氣孔孔。第一級(jí)增壓 壓鑄件氣體卷入的模擬結(jié)果及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證壓鑄件氣體卷入的模擬結(jié)果及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 B 活塞移動(dòng)的加速過(guò)快 在活塞端面前可能會(huì)形成液流的波峰，它也會(huì)把空氣裹入金屬

14、液，在鑄件中形成氣孔氣孔。C 活塞移動(dòng)速度適當(dāng) 隨著活塞的移動(dòng)，在活塞端面前形成充滿(mǎn)壓室整個(gè)斷面的液面抬高短，隨著活塞的繼續(xù)前進(jìn)，一次增加抬高段的程度，把壓室內(nèi)空氣向左擠，進(jìn)入型腔，通過(guò)排氣通道進(jìn)入大氣。 瑞士已有技術(shù)實(shí)現(xiàn)活塞移動(dòng)的等加速壓射系統(tǒng)，可獲得理想壓室全斷面的充滿(mǎn)過(guò)程。 活塞快速壓射、型腔充填階段 金屬液在活塞壓力作用下經(jīng)澆道快速充填型腔n一般活塞的移動(dòng)速度約為10001200mm/s；n型腔填充時(shí)間僅為十分之幾秒至百分之幾秒； 活塞施加在金屬液上的壓力增大，在加上活塞移動(dòng)的高速度，使得金屬液能夠克服在澆道和型腔中流動(dòng)時(shí)所遇到的阻力，表現(xiàn)出很好的充型能力。由于金屬液本身一部分能量消耗

15、于摩擦和它本身運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，所以金屬上的壓力比壓室中金屬液的壓力小。 在型腔被金屬充滿(mǎn)的時(shí)刻，快速流動(dòng)的金屬液突然速度降低為零，金屬液的動(dòng)能瞬間便為壓力：p 這一壓力促使金屬液更緊密的貼近型腔表面，完成最后的充型；p 同時(shí)也更進(jìn)一步的改善了金屬液與型壁間的熱傳導(dǎo)，促使壓鑄件晶粒變得很細(xì)??；p 還可使金屬液中裹進(jìn)的氣泡體積變小，減小了鑄件中氣孔的危害。第二級(jí)增壓 增壓、保壓階段 先進(jìn)的壓鑄機(jī)上，在壓鑄結(jié)束的末了都有一個(gè)突然增高活塞上壓力的空置機(jī)構(gòu)，使得在0.010.02s時(shí)間內(nèi)活塞上的壓力可以突然升到某一設(shè)定值，一方面抵消充型重點(diǎn)金屬液所產(chǎn)生的反壓力，同時(shí)也爭(zhēng)取在壓鑄性?xún)?nèi)內(nèi)澆道凝固前加大壓室中金屬

16、液上的壓力，增大這部分金屬的補(bǔ)縮能力，進(jìn)一步提高鑄件的致密度。此一增大的壓力值一直保持到型內(nèi)鑄件完全凝固。最終的壓力值可為50500MPa。第三級(jí)增壓2、壓鑄時(shí)金屬填充型腔的形態(tài)理論假設(shè)A 弗洛梅爾（Frommer）理論 Frommer 1932 1 當(dāng)金屬流經(jīng)澆口進(jìn)入型腔后，仍保持澆口的斷面直向型腔遠(yuǎn)端的對(duì)面型壁射去； 2 待到達(dá)對(duì)面型壁厚，在此處的型腔中聚積，消失了沖擊力后，沿型壁在整個(gè)型腔斷面上反向移動(dòng)。型腔中的空氣和隨金屬六進(jìn)入型腔的空氣依靠金屬液充型時(shí)的壓力擠出型外：n 如果澆口橫截面積較?。部诮孛娣ef/型腔截面積F(1/31/4)）反向流動(dòng)平穩(wěn)，金屬液以小的旋轉(zhuǎn)渦流形式移動(dòng)；n

17、如果澆口截面積較大（f/F1/3），則液流速度高，返回流回呈現(xiàn)為強(qiáng)烈的渦狀紊流。B 巴頓（Barton）理論 1944 對(duì)Frommer的修正第一階段第一階段 決定鑄件表面質(zhì)量決定鑄件表面質(zhì)量金屬液經(jīng)澆口射出型腔后，仍保持金屬流斷面不變，直沖澆口對(duì)面的型壁，但是隨后進(jìn)入型腔的金屬液不會(huì)在該處積聚回填，而是沿型壁向四周分流，在型壁上組成一完整的“薄殼”層。第二階段第二階段決定硬度決定硬度通過(guò)首先在型腔的角落、凹陷處積聚的紊流金屬液區(qū)域的擴(kuò)大、連接，使型腔被充滿(mǎn)第三階段第三階段決定強(qiáng)度決定強(qiáng)度澆注系統(tǒng)、型腔和壓室中的金屬組成一封閉的流體系統(tǒng)，其中壓力分布一致。壓力創(chuàng)建液體流速壓力降低鑄造應(yīng)力B 勃

18、蘭特（Brandt）理論 1937不同于Frommer壓鑄時(shí)，金屬經(jīng)澆口流入型腔后即擴(kuò)大其斷面在后續(xù)進(jìn)入型腔金屬的補(bǔ)充下，沿型腔整個(gè)斷面向正對(duì)澆口的另一端型腔填充，直至充滿(mǎn)型腔。層流充填金屬流中不會(huì)卷入型腔中的氣體，也不會(huì)有渦流現(xiàn)象，澆道和型腔中的金屬幾乎同時(shí)開(kāi)始凝固。幾種理論假設(shè)的適用范圍I 在大多數(shù)壓鑄的場(chǎng)合在大多數(shù)壓鑄的場(chǎng)合Frommer和Barton提出的形態(tài)是存在的。同時(shí)當(dāng)金屬流流入速度過(guò)大時(shí)，會(huì)出現(xiàn)飛濺現(xiàn)象II 如果壓射金屬液由澆口進(jìn)入型腔之初，金屬流上所如果壓射金屬液由澆口進(jìn)入型腔之初，金屬流上所受的壓力突然增大受的壓力突然增大有可能出現(xiàn)金屬流噴射式進(jìn)入型腔的現(xiàn)象。這種噴射會(huì)堵塞

19、型腔的排氣道，噴射的金屬液滴也易氧化。這種情況應(yīng)盡可能避免。II 厚壁鑄件厚壁鑄件常使用厚度較大的內(nèi)澆口和非常小的金屬流速度（“慢速壓鑄工藝”），特別是在半固態(tài)金屬壓鑄時(shí)，容易出現(xiàn)Brandt提出的形態(tài)。4.2 壓力鑄造工藝 在壓鑄生產(chǎn)中，壓鑄機(jī)、壓鑄合金和壓鑄型是三大要素。壓鑄工藝則是將三大要素作有權(quán)的組合并加以運(yùn)用的過(guò)程。使各種工藝參數(shù)滿(mǎn)足壓鑄生產(chǎn)的需要。1、 壓力和速度的選擇 壓射比壓的選擇，應(yīng)根據(jù)不同合金和鑄件結(jié)構(gòu)特性確定。對(duì)充填速度的選擇，一般對(duì)于厚壁或內(nèi)部質(zhì)量要求較高的鑄件，應(yīng)選擇較低的充填速度和高的增壓壓力；對(duì)于薄壁或表面質(zhì)量要求高的鑄件以及復(fù)雜的鑄件，應(yīng)選擇較高的比歷和高的充填

20、速度。合金合金鑄件壁厚鑄件壁厚3mm結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)復(fù)雜結(jié)構(gòu)復(fù)雜結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)復(fù)雜結(jié)構(gòu)復(fù)雜鋅合金鋅合金30000400005000060000鋁合金鋁合金30000350004500060000鋁鎂合金鋁鎂合金30000400005000065000鎂合金鎂合金30000400005000060000銅合金銅合金30000700008000090000表 常用壓鑄合金的比壓(kPa)2、澆注溫度 澆注溫度是指從壓定進(jìn)入型腔時(shí)液態(tài)金屬的平均溫度，由于對(duì)壓室內(nèi)的液態(tài)金屬溫度測(cè)量不方便，一般用保溫爐內(nèi)的溫度表示。澆注溫度過(guò)高，收縮大，使鑄件容易產(chǎn)生裂紋、晶粒粒大、還能造成粘型；澆注源度過(guò)低

21、，易產(chǎn)生冷隔、表面花紋和澆不足等缺陷。因此澆注溫度應(yīng)與壓力、壓鑄型溫度及充填速度同時(shí)考慮。3、壓鑄型的溫度 鑄型在使用前要預(yù)熱到一定溫度，一般多用煤氣、噴燈、電器或感應(yīng)加熱。在連續(xù)生產(chǎn)中，壓鑄型溫度往往升高，尤其是壓鑄高熔點(diǎn)合金，升高很快。溫度過(guò)高除使液態(tài)金屬產(chǎn)生粘型外，鑄件冷卻緩慢，使晶粒粗大。因此在壓鑄型溫度過(guò)高時(shí)，應(yīng)采期冷卻措施。通常用壓縮空氣、水或化學(xué)介質(zhì)進(jìn)行冷卻。 4、充填、持壓和開(kāi)型時(shí)間1）充填時(shí)間自液態(tài)金屬開(kāi)始進(jìn)入型腔起到充滿(mǎn)型腔止，所需的時(shí)間稱(chēng)為充填時(shí)間。充填時(shí)間長(zhǎng)短取決于鑄件的體積的大小和復(fù)雜程度。對(duì)大而簡(jiǎn)單的鑄件，充填時(shí)間要相對(duì)長(zhǎng) 些，對(duì)復(fù)雜和薄壁鑄件充填時(shí)間要短些。充填時(shí)

22、間與內(nèi)澆口的截面積大小或內(nèi)澆口的寬度和厚度有密切關(guān)系，必須正確確定。 2）持壓和開(kāi)型時(shí)間從液態(tài)金屬充填型腔到內(nèi)澆口完全凝固時(shí)，繼續(xù)在壓射沖頭作用下的持續(xù)時(shí)間，稱(chēng)為持壓時(shí)間。持壓時(shí)間的長(zhǎng)短取決于鑄件的材質(zhì)和壁厚。持壓后應(yīng)開(kāi)型取出鑄件。從壓射終了到壓鑄打開(kāi)的時(shí)間，稱(chēng)為開(kāi)型時(shí)間，開(kāi)型時(shí)間應(yīng)控制準(zhǔn)確。開(kāi)型時(shí)間過(guò)短，由于合金強(qiáng)度尚低，可能在鑄件頂出和自壓鑄型落下 時(shí)引起變形；但開(kāi)型時(shí)間太長(zhǎng)，則鑄件溫度過(guò)低，收縮大，對(duì)抽芯和頂出鑄件的阻力亦大。一般開(kāi)型時(shí)間按鑄件壁厚1毫米需3秒鐘計(jì)算，然后經(jīng)試任調(diào)整。 5、壓鑄用涂料壓鑄過(guò)程中，為了避免鑄件與壓鑄型焊合，減少鑄件頂出的摩擦阻力和避免壓鑄型過(guò)分受熱而采用涂料

23、。對(duì)涂料的要求：1） 在高溫時(shí)，具有良好的潤(rùn)滑性；2） 揮發(fā)點(diǎn)低，在100150時(shí)，稀釋劑能很快揮發(fā)；3） 對(duì)壓鑄型及壓鑄件沒(méi)有腐蝕作用；4） 性能穩(wěn)定在空氣中稀釋劑不應(yīng)揮發(fā)過(guò)決而變稠；5） 在高溫時(shí)不會(huì)析出有害氣體； 6） 不會(huì)在壓鑄型腔表面產(chǎn)生積垢。名稱(chēng)配比%配制方法使用范圍膠體石墨(油劑)成油用于鋁合金對(duì)防粘型效果壓射沖頭,壓室和易咬合部分天然蜂蠟塊狀或保持在溫度不高于85度的熔融狀態(tài)用于鋅合金的成形表面要求光潔的部份氧化鈉水3-5 97-95將水加熱至70-80度再加氧化鈉攪拌均勻用于由于合金沖刷易產(chǎn)生粘型的部位石墨機(jī)油將石墨研磨過(guò)篩(200度)加入40度左右的機(jī)油電攪拌均勻1 用于鋁

24、合金 2 用于壓射沖頭,壓室部分效果良好錠子油30-50度成品用于鋅合金做潤(rùn)滑常用的壓鑄涂料及配置方法6、鑄件清理 鑄件的清理是很繁重的工作，其工作量往往是壓鑄工作量的1015倍。因此隨壓鑄機(jī)生產(chǎn)率的提高，產(chǎn)量的增加，鑄件清理工作實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化是非常重要的。1）切除澆口及飛邊切除澆口和飛邊所用的設(shè)備主要是沖床，液壓機(jī)和摩擦壓力機(jī)，在大量生產(chǎn)件下，可根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)和形狀設(shè)計(jì)專(zhuān)用模具，在沖床上一次完成清理任務(wù)。2）表面清理及拋光表面清理多采用普通多角滾筒和震動(dòng)埋入式清理裝置。對(duì)批量不大的簡(jiǎn)單小件，可用多角清理滾筒，對(duì)表面要求高的裝飾品，可用布制或皮革的拋光輪拋光。對(duì)大量生產(chǎn)的鑄件可采用螺殼式震動(dòng)

25、清理機(jī)。清理后的鑄件按照使用要求，還可進(jìn)行表面處理和浸漬，以增加光澤，防止腐蝕，提高氣密性。 壓力鑄造工藝特征與其它鑄造方法相比，壓鑄有以下三方面優(yōu)點(diǎn)：1.產(chǎn)品質(zhì)量好鑄件尺寸精度高，一般相當(dāng)于67級(jí)，甚至可達(dá)4級(jí)；表面光潔度好，一般相當(dāng)于58級(jí)；強(qiáng)度和硬度較高，強(qiáng)度一般比砂型鑄造提高2530，但延伸率 降低約70；尺寸穩(wěn)定，互換性好；可壓鑄薄壁復(fù)雜的鑄件。例如，當(dāng)前鋅合金壓鑄件最小壁厚可達(dá)0.3mm；鋁合金鑄件可達(dá)0.5mm；最小鑄出孔徑為 0.7mm；最小螺距為0.75mm。2.生產(chǎn)效率高機(jī)器生產(chǎn)率高，例如國(guó)產(chǎn)J3型臥式冷空壓鑄機(jī)平均八小時(shí)可壓鑄600700次，小型熱室壓鑄機(jī)平均每八小時(shí)可壓

26、鑄30007000次；壓鑄型壽命長(zhǎng)，一付壓鑄型，壓鑄鐘合金，壽命可達(dá)幾十萬(wàn)次，甚至上百萬(wàn)次；易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。3.經(jīng)濟(jì)效果優(yōu)良由于壓鑄件尺寸精確，表泛光潔等優(yōu)點(diǎn)。一般不再進(jìn)行機(jī)械加工而直接使用，或加工量很小，所以既提高了金屬利用率，又減少了大量的加工設(shè)備和工時(shí)；鑄件價(jià)格便易；可以采用組合壓鑄以其他金屬或非金屬材料。既節(jié)省裝配工時(shí)又節(jié)省金屬。壓鑄雖然有許多優(yōu)點(diǎn)，但也有一些缺點(diǎn)，尚待解決。如：1). 壓鑄時(shí)由于液態(tài)金屬充填型腔速度高，流態(tài)不穩(wěn)定，故采用一般壓鑄法，鑄件易產(chǎn)生氣孔，不能進(jìn)行熱處理一般壓鑄法，鑄件易產(chǎn)生氣孔，不能進(jìn)行熱處理；2). 對(duì)內(nèi)凹復(fù)雜的鑄件，壓鑄較為困難；3).高熔點(diǎn)合金（

27、如銅，黑色金屬），壓鑄型壽命較低；4).不宜小批量生產(chǎn)，其主要原因是壓鑄型制造成本高，壓鑄機(jī)生產(chǎn)效率高，小批量生產(chǎn)不經(jīng)濟(jì)。4.3 壓鑄件設(shè)計(jì)壓鑄機(jī)壓射壓力壓射速度精確設(shè)計(jì)分型面、澆注系統(tǒng)排氣系統(tǒng)第一步第一步第二步第二步4.3.1 壓鑄件分型面的選擇 鑄型多分為兩半，即定型和動(dòng)型。其選擇原則大多與金屬型鑄件相同。區(qū)別之處有： 1、分型面最好通過(guò)鑄件的最大截面； 2、應(yīng)使鑄件在開(kāi)型后留在動(dòng)型內(nèi)，以便在動(dòng)型移動(dòng)過(guò)程中利用頂出機(jī)構(gòu)取出鑄件； 3、鑄件相互尺寸精度要求高的部位應(yīng)放在同一半型內(nèi)； 4、鑄件分型面應(yīng)盡可能不通過(guò)鑄件外表面，以免在鑄件外表面上留下分型痕跡； 5、把分型面選擇在鑄件愛(ài)女需機(jī)加工的

28、面上，有利于控制鑄件精度，去除鑄件飛邊，并改善外觀(guān)； 6、分型面應(yīng)有利于澆注系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的布置（可作為排氣通道）； 7、盡可能避免形成過(guò)深的型腔。4.3.2 壓鑄件澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（1）不同類(lèi)型壓鑄機(jī)上的澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）不同類(lèi)型壓鑄機(jī)上的澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 類(lèi)型不同的壓鑄機(jī)上有壓射系統(tǒng)的不同布置方案，因此引起了澆注系統(tǒng)的不同。（2）直澆道的設(shè)計(jì)）直澆道的設(shè)計(jì)A 典型的立式冷壓室壓鑄機(jī)上的直澆道噴嘴+澆口套+定型上的相應(yīng)孔洞B 臥式冷壓室壓鑄機(jī)上的壓鑄件上的澆注系統(tǒng)的直澆道與壓射余料合二為一。在定型上作為壓室的延長(zhǎng)段用專(zhuān)門(mén)的澆口套形成。所以直澆道的直徑與壓室的直徑相同。C 熱壓室壓鑄機(jī)用的直澆道其中心孔

29、由分流錐形成，較長(zhǎng)。（3）內(nèi)澆口的設(shè)計(jì)）內(nèi)澆口的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)壓鑄件澆注系統(tǒng)時(shí)很重要的一點(diǎn)是選擇內(nèi)澆口的設(shè)置點(diǎn)，即選擇鑄件上金屬液的流入處。一般在大多數(shù)壓鑄型中，內(nèi)澆口都設(shè)置在一般在大多數(shù)壓鑄型中，內(nèi)澆口都設(shè)置在分型面上分型面上。4.4 壓鑄型設(shè)計(jì) 壓鑄型是實(shí)現(xiàn)壓鑄的主要工藝裝備，它的設(shè)計(jì)質(zhì)量和制造質(zhì)量與鑄件的形狀精度、表面質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量以及生產(chǎn)操作的順利程度有直接的關(guān)系，更為重要的是，壓鑄型制造好以后，在修改的可能性已不大了，其價(jià)格很高，制造周期長(zhǎng)，所以在壓鑄型設(shè)計(jì)時(shí)必須細(xì)致分析鑄件的結(jié)構(gòu)和工作性能的要求，充分考慮生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的操作過(guò)程和工藝參數(shù)可實(shí)施的程度，才能設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)合理、切合實(shí)際并能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求的壓鑄