压铸件成型工艺参数选择

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1、压铸成型工艺参数的选择,【能力目标】 1.根据具体压铸产品、压铸模具合理的选择压铸工艺参数。 2.根据产品缺陷合理调整压铸工艺。 【知识目标】 1、压射压力的选择 2、充填速度的选择 3、压铸温度的选择 4、压铸时间的选择,压铸成型工艺参数的选择,一、项目导入,思考以下常见压铸件缺陷的形成原因，以及解决办法？,二、相关知识,压铸生产中，压铸机、压铸合金和压铸模是三大要素。压铸工艺则是将三大要素作有机的组合并加以运用的过程。 影响压铸成型的主要参数：压力、速度、温度和时间,压射力:压铸机压射机构中推动压射活塞的力（F） 压射比压:指压射过程中，压室单位面积所受的压力（P）,P=F/A=4F/D2

2、 式中：P-压射比压，KN F-压射缸压射腔内的工作液压力，对于未增压前的压力，即为储能器或液压系统的工作压力，MPa; D-压射缸的内径，mm,压力来源于高压泵。在压铸中起着极为重要的作用。在压铸过程中，作用在金属液上的压力，并不是一个常数，而是随着不同的阶段而转变成为不同的形式的。,图1 卧式冷室压铸机的工作过程,1.压射过程,冷压室压铸机的压射过程从压射冲头开始移动至 型腔充满，直到增压结束为止。,压力和速度是压射过程的两个重要参数。,在第3阶段高速压射后，还有后续的增压压实阶 段，所以有时也被称为4阶段压射.,金属液在压室与压铸模型腔中的运动可分解为四个阶段。,这个过程称为四级压射。

3、根据工艺要求， 压铸机均应实现四级压射。 目前使用的大中型压铸机为四级压射，中小型压铸机多为三级压射。,第I阶段：压射冲头推动金属液越过浇料口，低压低速运 行，防止金属液从浇料口溢出，有利于气体排出。压力 p1主要用于克服冲头与压室、液压缸与活塞之间的摩擦 阻力，只有小部分用于推动金属液。 第II阶段:压射冲头通过浇料口，压力上升，速度加快， 金属液充满压室至内浇口处。,第III阶段：金属液流经内浇口充填型腔。由于内浇口处截面 面积大幅缩小，流动阻力剧增，要保持足够的填充速度，需更 高的压射压力。压射速度快慢非常重要，主要取决于压铸件复杂程度、壁厚和质量要求等。,第IV阶段：金属液完全充满型腔

4、，充型结束。压射冲头 停止运动，压射速度迅速减至零，压力剧增，增压压力 p4建立，达到全过程的最高值。增压压力对凝固中的金 属液进行压实，压射冲头可能稍有前移。通过增压使压 铸件密度增加，获得清晰压铸件。金属液凝固，增压压 力撤除，压射过程结束。,压射压力的选择应根据压铸件的形状、尺寸、复杂程度、壁厚、合金的特性、温度及排溢系统等确定，一般在保证压铸件成形和使用要求的前提下选用较低的比压。,1、压铸压力的选择,选择压射比压需考虑的因素： 塑件的结构特性： 壁厚：薄壁制件比压应选择高一些，厚壁制件比压应选择低一些； 形状：形状复杂塑件比压应选择高一些； 工艺结构合理性：工艺结构合理塑件比压应选择

5、低一些。,压铸合金特性: 结晶温度范围：结晶温度范围大，比压可选高一些； 流动性：流动性好，比压可选低一些； 比重：比重大，压射比压和增压比均应选择高一些； 比强度：比强度大，增压比压应选高一些。,浇注系统 浇道阻力：浇道阻力大（浇道长，转向多、相同截面下，内浇口厚度小）压射比压和增压比压都应大一些； 浇道散热速度：散热速度快，压射比压可选择大一些。,排溢系统 排气道布局：排气道布局合理，压射比压和增压比压均选择低一些； 排气道截面积：截面积足够大，压射比压和增压比压均选择低一些。,内浇口速度：内浇口速度大，压射比压可选择高一些。 温度：填充型腔时，熔融金属温度和模具温度的温差大，压射比压可选

6、择高一些。,压射压力推荐值 （MPa）,2、压铸速度的选择,充填速度的选择应视铸件大小、铸件复杂程度、铸件的要求、合金种类、压射压力高低而异。,充填速度过小会使铸件的轮廓不清，甚至不能成形。 充填速度选择过大，会引起铸件粘型并使铸件内部气孔率增加，使力学性能下降。,充填速度的选择，一般应遵循的原则：,对于厚壁或内部质量要求较高的铸件，应选择较低的充填速度和高的增压比压； 对于薄壁或表面质量要求高的铸件以及复杂的铸件，应选择较高的比压和高的充填速度； 合金的浇注温度较低、合金和模具材料的导热性能好、内浇道厚度较大时，也要选择较高的充填速度。,充填速度推荐值,注：当铸件的壁很薄且表面质量要求较高时

7、，选用较大的值；对力学性能，如抗拉强度和致密度要求较高时选用较小的值。,3、压铸温度的选择,压铸温度包括浇注温度和压铸模温度，它们是压铸过程中的热因素。为保证良好的充填条件，控制和保持热因素的稳定性，要有一个相应的温度规范。,（1）浇注温度,浇注温度是指从压室进入 型腔时金属液的平均温度。 由于对压室内的液态金属 温度测量不方便，一般用 保温炉内的金属液温度表 示。,浇注温度对制件性能的影响： 浇注温度过高，收缩大，铸件容易产生裂纹、晶粒粗大、还能造成粘模； 浇注温度过低，易产生冷隔、表面花纹和浇不足等缺陷。,常用压铸合金的浇注温度 （）,充填速度越大，液态金属因摩擦作用而升温的数值越大。当铝

8、合金充填速度为40m/s时，进入型腔时的温度将增加8。因此充填速度大时，可适当降低浇注温度，以保证铸件质量,转向器真空压铸模在不同填充时间下的表现,（2）压铸模温度 压铸模温度是指压铸模的工作温度。压铸模在使用前要进行充分预热，并保持在一定的温度范围内。,模温机,压铸模预热的作用： 避免金属液激冷急剧，而很快失去流动性，使铸件不能成型，或即使成型，但因激冷而增大线收缩，引起裂纹和开裂。 避免铸型因激热而胀裂，延长压铸模的工作寿命。 降低型腔中的气体密度，有利于型腔中气体的排除，从而获得表面光洁、轮廓清晰及组织致密的铸件。,压铸模预热一般多用煤气、喷灯、电器或感应加热。,喷灯,感应加热机,当压铸

9、模温度过高时，应采取冷却措施。通常用压缩空气、水或化学介质进行冷却。,压铸模工作温度一般可按下式计算：,式中t模压铸模工作温度（）； t浇液态金属浇注温度（）； t温度控制公差（）， t25。,各种压铸合金的压铸模温度 （）,4、压铸时间的选择,压铸时间包含充填、持压及压铸件在压铸模中停留的时间。它是压力、速度、温度这三个因素，再加上液态金属的物理特性、铸件结构（特别是壁厚）、模具结构（特别是浇注系统和排溢系统）等各方面的综合结果。,（1）、填充时间 压铸时液态金属从进入压铸模型腔开始到充满型 腔为止所需的时间称为充填时间。充填时间的长短取决于铸件的体积大小和复杂程度。 对大而简单的铸件，充填

10、时间要相对长些，对复杂和薄壁铸件充填时间要短些。,充填时间推荐值,注：1. 铸件平均壁厚，按下式计算 =(11+22+33+)/(1+2+3+) 式中铸件平均壁厚（m）； 1、2、3铸件某个部位的壁厚（m）； 1、2、3壁厚为b1、b2、b3部位的面积（m2）。 2. 铝合金取较大值，锌合金取中间值，镁合金取较小值。,一般充填时间都是很短的，中小型压铸件仅0.030.20 s，或更短。,1表面粗糙度 2气孔率 图9 充填时间对典型铝压铸件表面粗糙度和气孔率的影响,（2）持压时间 从液态金属充填型腔到内浇口完全凝固时，继续在压射冲头作用下的持续时间，称为持压时间。持压时间的作用是使压射冲头有足够

11、的时间将压力传递给未凝固的金属，保证铸件在压力下结晶，加强补缩，以获得致密的组织。 持压时间的长短取决于铸件的材质和壁厚。,对熔点高、结晶温度范围大和厚壁的铸件，持压时间要长些。 对结晶温度范围小而壁又薄的铸件，持压时间可短些。 若持压时间不足，易造成缩松。但持压时间过长，起不到很大效果，且易造成立式压铸机的切除余料困难。,生产中常见的持压时间 （s）,（3）开模时间 持压后应开模取出铸件。从压射终了到压铸模打开的时间，称为开模时间。 足够的开模时间，可使铸件在模具内便有一定的强度，开模和顶出时，便不致产生变形或拉裂。,开模时间对铸件的影响：,若开模时间过短，则在铸件强度还较低时就脱模，铸件易变形，对强度低的合金还可能因为内部气孔的膨胀而产生表面气泡。 开模时间太长，则铸件温度过低，收缩大，对抽芯和顶出铸件的阻力亦大，对热脆性大的合金还会引起铸件开裂，同时也会降低压铸的生产率。,生产中常用的开模时间 （s）,三、项目实施,粘模的原因: 1.压铸模具温度太高； 2.浇注温度过高；,解决办法: 1.降低模具温度； 2.降低模具表面粗糙度； 3.加大模具拔模角； 4.模具表面氮化； 5.降低浇口速度； 6.改变充填方式。,原因：气体捲在铸件的表面下面。,改善方式：1、減少捲气。2、冷却或降低模温。,