压铸工艺知识

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1、压铸工艺知识,压铸生产,工艺的概念,定义：工艺是劳动者利用生产工具对各种原材料、半成品进行增值加工或处理，最终使之成为制成品的方法与过程 我们这里指的就是： 压铸工人锌锭锌合金产品,百度百科字面理解（铸）,铸，一种冶炼工艺，一般指把金属熔化后倒在模子里制成器物 基本字义 把金属熔化后倒在模子里制成器物：铁。造。件。熔。币。 详细字义 根据隶定字形解释。形声。字从金，从寿，寿亦声。“寿”意为“长时间的”。“金”与“寿”联合起来表示“熔化成型后长时间保持形状的冶金工序”。本义：制造形状永久保持不变的金属器具。 常用词组 铸币 （1）钱币的铸造或制作。（2）用金属铸成的钱币。 铸件 用模型铸造出来的

2、金属、石膏或玻璃制品。 铸铁 含碳量较高的铁，质脆，不能锻压，用来炼钢或铸造器物。 铸造 熔化金属铸模成型的技术。 铸字 铸造金属活字。,百度百科字面理解（压）,压 释义 从上往下加力：压力|压碎|压平。 逼近：大兵压境。 用强力制止：压制|压迫|以权压人。 抑制；使平静稳定：压惊|压抑|压住心头怒火。 搁置起来：积压。 (电流、大气、血液等的)压力：电压|大气压|高血压。,压铸的发展,1822年，威廉姆乔奇（Willam Church）博士曾制造一台日产1.22万铅字的铸造机 1849年斯图吉斯（J.J.Sturgiss）设计并制造成第一台手动活塞式热室压铸机，并在美国获得了专利权。 188

3、5年默根瑟勒（Mersen-thaler）研究了以前的专利，发明了印字压铸机，开始只用于生产低熔点的铅、锡合金铸字 1904年英国的法兰克林（HHFranklin）公司开始用压铸方法生产汽车的连杆轴承，开创了压铸零件在汽车工业中应用的先例。,压铸的发展,1905年多勒（HHDoehler）研制成功用于工业生产的压铸机、压铸锌、锡、铜合金铸件。 1927年捷克工程师约瑟夫波拉克（Jesef Pfolak）设计了冷压室压铸机，由于贮存熔融合金的坩锅与压射室分离，可显著地提高压射力，使之更适合工业生产的要求，克服了气压热压室压铸机的不足之处，从而使压铸技术向前推进了一大步。 19世纪60年代用于锌合

4、金压铸零件生产。,压铸简介,压铸是一种利用高压强将金属熔液压入形状复杂的金属模内的一种精密铸造法。 压铸的特点： 压力铸造简称压铸，是一种将熔融合金液倒入压室内，以高速充填钢制模具的型腔，并使合金液在压力下凝固而形成铸件的铸造方法。 压铸区别于其它铸造方法的主要特点是： 高压和高速。,压铸工艺,影响压铸件质量的因素有哪些？ 1、铸件结构的工艺性。 2、压铸模的先进性。 3、压铸机性能和结构优良性。 4、压铸合金选用的适应性和熔炼工艺的规范性； 5、压力、速度、温度和时间等工艺参数。,压铸工艺,压铸工艺：将压铸机、压铸模和合金三大要素有机地组合而加以综合运用的过程。 分析以上五种因素： 铸件结构

5、 压铸模 压铸机 压铸合金 参数,压力,压铸工艺,压铸模,速度,温度,时间,涂料,充满度,压铸机,压铸合金,Introduction,帕斯卡原理,根据静压力基本方程(p=p0+gh),盛放在密闭容器内的液体，其外加压强p0发生变化时，只要液体仍保持其原来的静止状态不变，液体中任一点的压强均将发生同样大小的变化。 这就是说，在密闭容器内，施加于静止液体上的压强将以等值同时传到各点。,压力的传递性,Introduction,伯努利定律,在流体的流动中,压强跟流速有关,流速V大的地方压强p小,流速V小的地方压强p大。,压强与流速成反比,Introduction,连续性原理,当流体连续不断而稳定地流过

6、一个粗细不等的管子，由于管中任何一部分的流体都不能中断或挤压起来，因此在同一时间内，流进任意切面的流体质量和从另一切面流出的流体质量应该相等。 S1V1S2V2常数,流速与面积成反比,工艺参数压力,1. 压射力 压射力是压铸机压射机构中推动压射活塞运动的力。它是反映压铸机功能的一个主要参数。 压射力的大小，由压射缸的截面积和工作液的压力所决定。压射力的计算公式如下：P压射力P压射油缸D1/2 公式式中：D压射缸的直径（m） P压射油缸压射油缸内工作液的压力（Pa）,工艺参数压力,2. 比压 压室内熔融金属在单位面积上所受的压力称为比压。 比压也是压射力与压室截面积的比值关系换算的结果。其计算公

7、式如下：P比压P压射力/F压室截面积 公式式中：即F压室截面积D1/2 D（m）为压室直径,工艺参数压力,3. 压力的作用 1、比压对铸件机械性能的影响。 比压增大，结晶细，细晶层增厚，由于填充特性改善，表面质量提高，气孔影响减轻，从而抗拉强度提高，但延伸率有所降低。 2、对填充条件的影响。 合金熔液在高比压作用下填充型腔，合金温度升高，流动性改善，有利于铸件质量的提高。,工艺参数压力,4. 比压的选择 1、根据铸件的强度要求考虑 将铸件分为有强度要求的和一般要求的两类，对于有强度要求的，应该具有良好的致密度。这是应该采用高的增压比压。 2、根据铸件壁厚考虑 在一般情况下，压铸薄壁铸件时，型腔

8、中的流动阻力较大，内浇口也采用较薄的厚度，因此具有大的阻力，故要有较大的填充比压，才能保证达到需要的内浇口速度。,工艺参数压力,5. 胀型力和锁模力 压铸过程中，填充结束并转为增压阶段时，作用于正在凝固的金属上的比压，通过金属传递型腔壁面，此压力称为胀型力（又称反压力）根据作用面的不同分为分型面胀型力和侧面胀型力。 胀型力可用下式表示：P胀型力（N）P比压（Pa）A投影面积（m2） 必须使锁模力大于计算得到的胀型力。否则，在金属液压射时，模具分型面会胀开，从而产生金属飞溅，并使型腔中的压力无法建立，造成铸件尺寸公差难以保证，甚至难以成型。锁模力（即合模力）是选用压铸机时首先要确定的重要参数。一

9、般应满足下面公式的要求： P锁模力 KP胀型力 式中：K安全系数（一般取K1.3）,工艺参数压射速度,1、压射速度（又称冲头速度）：压室内的压射冲头推动金属移动时的速度，压射速度分为慢压射和快压射两级。 级压射速度亦称为慢压射速度 这级速度是指冲头起始动作直至冲头将室内的金属送入内浇口之前的运动速度，在这一阶段中要求将压室中的金属液充满压室，在既不过多地降低合金液温度又有利于排除压室中的气体的原则下，该阶段速度应尽量低，一般为0.3 米/秒。,工艺参数压射速度,工艺参数压射速度,工艺参数压射速度,工艺参数压射速度,级压射速度又称快压射速度。 这个速度由压铸机的特性所决定。压铸机所给定的最高压射

10、速度一般在45 米/秒范围内，旧式的压铸机压射速度较低，而近代的压铸机则较高，甚至达到9 米/秒。,工艺参数压射速度,（1）快压射速度的作用和影响 提高压射速度，动能转化为热能，提高了合金熔液的流动性，有利于消除流痕、冷隔等缺陷，提高了机械性能和表面质量；但速度过快时，合金熔液雾状与气体混合，产生严重涡流包气，机械性能下降。,工艺参数压射速度,（2）快压射速度的选择考虑因素 压铸合金的特性：熔化潜热、合金的比热、导热性和凝固温度范围。 模具温度高时，压射速度可适当减低，在考虑到模具热传导状况，模具设计结构和制造质量，以及提高模具寿命，亦可适当限制压射速度。 铸件质量要求：表面质量要求高和薄壁复

11、杂件，采用较高的压射速度。,工艺参数压射速度,2、内浇口速度 熔融金属在冲头移动作用下，经过横浇道到达内浇口，然后填充型腔，当机器的压射系统性能优良时，熔融金属通过内浇口的速度可以认为不变（或变化很小），这个不变的速度，即熔融金属通过内浇口导入型腔的线速度，便称为内浇口速度，通常采用的内浇口速度范围为1570 米/秒。,工艺参数压射速度,熔融金属在通过内浇口后，进入型腔各部分流动（填充）时，由于型腔的形状、厚度（铸件的壁厚）、模具热状态（温度场分布）等各种因素的影响，流动的速度随时在发生变化，这种变化的速度称为填充速度。通常在工艺参数上只选定不变的速度来衡量，所以内浇口速度就是重要的工艺参数之

12、一。内浇口速度的高低与铸件机械性能的影响极大，内浇口速度太低，铸件强度下降；速度提高，强度上升；速度过高强度又下降。,工艺参数压射速度,3. 冲头速度与内浇口速度的关系 根据连续性原理，内浇口速度和压射速度的关系可由下式表示： V内浇口F压射室V压射/F内浇口 式中：V内浇口内浇口速度（m/s） F压射室压射室截面积（cm2） V压射压射速度（m/s ） F内浇口内浇口截面积（cm2） 因此，冲头压射速度越高，则金属流经内浇口速度越高。,工艺参数时间参数,填充时间 金属液自内浇口开始进入型腔到充满压铸型腔的过程所需的时间，称为填充时间。填充时间应以“金属液尚未凝固而填充完毕”为前提。 影响填充

13、时间的因素有：金属液的过热度；浇注温度；压铸模温度；排气效果；涂料隔热性与厚度等。 铸件壁厚,工艺参数时间参数,持压时间 金属液充满型腔之后，在压力作用下，使铸件完全凝固，这段时间称为持压时间，持压时间的大小与铸件壁厚和金属结晶温度有关。,工艺参数时间参数,留型（模）时间 从持压结束至开型（模）顶出铸件为止的时间称为留型（模）时间。留型（模）时间根据合金性质、铸件壁厚和结构特性确定，通常以铸件顶出不变形、不开裂的最短时间为宜。,工艺参数时间参数,填充时间 持压时间 留型（模）时间,工艺参数温度,浇注温度 金属液浇入压射室至填充型腔时段内的平均温度，又称为熔融金属温度，通常在保证填充成形和达到质

14、量要求的前提下，采用尽可能低的温度，一般以高于压铸合金液相线温度1020为宜。各种压铸合金浇注温度的选择如下： 锌合金为400450；,工艺参数温度,压铸模温度 压铸模在生产前要预热，在压铸过程中要保持一定的温度。压铸模总是处在热状态下工作的，这为合金液填充和凝固提供了基本保证。 锌合金为150200； 压铸模预热可以避免金属液急冷 减少压铸模的疲劳应力,工艺参数压射室充满度,浇入压射室的金属量占压射室容量的百分数。充满度的大小直接影响铸件的含气率（气孔率）。 压射室充满度的计算： =（V/ V0）100 V - 浇入金属液体积，V= G/ V0-压射室容积，V0=（d2/4）L ； d-压射室内径； L-压射室有效长度，包括具浇口套长度 -金属液的液态密度，锌合金 6.6g/ cm3,