压铸培训教材

Diecastingtrainingmaterial压铸培训教材什么叫压铸？压力铸造（简称压铸）的实质是在高压作用下，使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸型型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。压铸过程循环图压力铸造工程图压铸特点高压和高速充填压铸型是压铸的两大特点。它常用的压射比压是从几千至几万kPa，甚至高达2×105kPa。充填速度约在10~50m／s，有些时候甚至可达100m／s以上。充填时间很短，一般在0.01~0.2s范围内。压铸的优点与其它铸造方法相比，压铸有以下三方面优点：1.产品质量好铸件尺寸精度高，一般相当于6~7级，甚至可达4级；表面光洁度好，一般相当于5~8级；强度和硬度较高，强度一般比砂型铸造提高25~30％，但延伸率降低约70％；尺寸稳定，互换性好；可压铸薄壁复杂的铸件。例如，当前锌合金压铸件最小壁厚可达0.3mm；铝合金铸件可达0.5mm；最小铸出孔径为0.7mm；最小螺距为0.75mm。2.生产效率高机器生产率高，例如国产JⅢ3型卧式冷空压铸机平均八小时可压铸600～700次，小型热室压铸机平均每八小时可压铸3000~7000次；压铸型寿命长，一付压铸型，压铸钟合金，寿命可达几十万次，甚至上百万次；易实现机械化和自动化。3.经济效果优良由于压铸件尺寸精确，表泛光洁等优点。一般不再进行机械加工而直接使用，或加工量很小，所以既提高了金属利用率，又减少了大量的加工设备和工时；铸件价格便易；可以采用组合压铸以其他金属或非金属材料。既节省装配工时又节省金属。压铸的缺点压铸虽然有许多优点，但也有一些缺点，尚待解决如：1).压铸时由于液态金属充填型腔速度高，流态不稳定，故采用一般压铸法，铸件易产生气孔，不能进行热处理；2).对内凹复杂的铸件，压铸较为困难；3).高熔点合金（如铜，黑色金属），压铸型寿命较低；4).不宜小批量生产，其主要原因是压铸型制造成本高，压铸机生产效率高，小批量生产不经济。1、压铸机（1）压铸机的分类压铸机按压室的受热条件可分为热压室与冷压室两大类。而按压室和模具安放位置的不同，冷室压铸机又可分为立式、卧式和全立式三种形式的压铸机。2)压铸机的选择实际生产中并不是每台压铸机都能满足压铸各种产品的需要，而必须根据具体情况进行选用，一般应从下述两方面进行考虑：1）按不同品种及批量选择在组织多品种，小批量生产时，一般要选用液压系统简单，适应性强，能快速进行调整的压铸机，在组织少品种大量生产时，要选用配备各种机械化和自动化控制机构的高效率压铸机；对单一品种大量生产的铸件可选用专用压铸机。2）按铸件结构及工艺参数选择铸件外形寸尺，重量、壁厚等参数对选用压铸机有重要影响。铸件重量（包括浇注系统和溢流槽）不应超过压铸机压定的额定容量，但也不能过小，以免造成压铸机功串的浪费。一般压铸机的额定容量可查说明书。压铸机都有一定的最大和最小型距离，所以压型厚度和铸件高度要有一定限度，如果压铸型厚度或铸件高度太大就可能取不出铸件。3)压铸填充过程原理①热式压铸机②卧式冷室压铸机③立式冷式压铸机④全立式冷室压铸机2.压铸原材料品种和特性-----压铸锌合金化学成分和力学性能（GB/TI3818-92)压铸锌合金的物理性能压铸锌合金的主要性能与用途锌合金压铸件成分表SourceASTMB86ASTMB86ASTMB86ASTMB86ASTMB79ASTMB79ASTMB79EIement2357ZA-8ZA-12ZA-27AI鋁3.5-4.33.5-4.33.5-4.33.5-4.38.0-8.810.5-11.525.0-28.0Mg鎂0.02-0.050.02-0.050.03-0.080.005-0.0200.015-0.0300.015-0.0300.010-0.020Cu銅2.5-3.00.25max0.75-1.250.25max0.8-1.30.5-1.22-2.5Fe鐵(max)0.10.10.10.0750.0750.0750.075Pb鉛(max)0.0050.0050.0050.0030.0060.0060.006Cd鎘(max)0.0040.0040.0040.0020.0060.0060.006Snq錫(max)0.0030.0030.0030.0010.0030.0030.003Ni鎳0.005-0.020Zn鋅Balance(余量)Balance(余量)Balance(余量)Balance(余量)Balance(余量)Balance(余量)Balance(余量)備注C3692用其余產品用EATON系列(C12)產品用NOTE(備注):Zincalloydiecastingmaycontainnickle,chromiumsilicon,Manganese,foramountof0.20.20.35and0.05%respectively,Noharmfuleffectshaveeverbeennotedbecauseoftheseelementsintheseconcentrations壓鑄用鋅合金可以含鎳、鉻、硅、錳，但含量分別應不超過0.2%、0.2%、0.035%、0.05%。因為這些元素在此種含量下，　　　　　　未曾有產生不良效應的記錄。　　　　　　★壓鑄產品材質檢驗以ASTMB86第3級為標准鋅合金壓鑄件成分表CompositionofZincPressureDieCastingAlloysCastingLimits,%byweightAlloyDesignation(合金名稱）压铸铝合金化学成分和力学性能（GB/TI5115-94)压铸铝合金的物理性能压铸铝合金工艺性能及其它特性３．压铸工模制作原理压铸模是压铸生产三大要素之一，结构正确合理的模具是压铸生产能否顺利进行的先决条件，并在保证铸件质量方面（下机合格率）起着重要的作用。由于压铸工艺的特点，正确选用各工艺参数是获得优质铸件的决定因素，而模具又是能够正确选择和调整各工艺参数的前提，模具设计实质上就是对压铸生产中可能出现的各种因素预计的综合反映。如若模具设计合理，则在实际生产中遇到的问题少，铸件下机合格率高。反之，模具设计不合理，例一铸件设计时动定模的包裹力基本相同，而浇注系统大多在定模，且放在压射后冲头不能送料的灌南压铸机上生产，无法正常生产，铸件一直粘在定模上。尽管定模型腔的光洁度打得很光，因型腔较深，仍出现粘在定模上的现象。所以在模具设计时，必须全面分析铸件的结构，熟悉压铸机的操作过程，要了解压铸机及工艺参数得以调整的可能性，掌握在不同情况下的充填特性，并考虑模具加工的方法、钻眼和固定的形式后，才能设计出切合实际、满足生产要求的模具。1、浇注系统、排溢系统例（1）对于冷室卧式压铸机上模具直浇道的要求：①压室内径尺寸应根据所需的比压与压室充满度来选定，同时，浇口套的内径偏差应比压室内径的偏差适当放大几丝，从而可避免因浇口套与压室内径不同轴而造成冲头卡死或磨损严重的问题，且浇口套的壁厚不能太薄。浇口套的长度一般应小于压射冲头的送出引程，以便涂料从压室中脱出。②压室与浇口套的内孔，在热处理后应精磨，再沿轴线方向进行研磨，其表面粗糙≤Ra0.2μm。③分流器与形成涂料的凹腔，其凹入深度等于横浇道深度，其直径配浇口套内径，沿脱模方向有5°斜度。当采用涂导入式直浇道时，因缩短了压室有效长度的容积，可提高压室的充满度。（2）对于模具横浇道的要求①冷卧式模具横浇道的入口处一般应位于压室上部内径2/3以上部位，以免压室中金属液在重力作用下过早进入横浇道，提前开始凝固。②横浇道的截面积从直浇道起至内浇口应逐渐减小，为出现截面扩大，则金属液流经时会出现负压，易吸入分型面上的气体，增加金属液流动中的涡流裹气。一般出口处截面比进口处小10-30%。③横浇道应有一定的长度和深度。保持一定长度的目的是起稳流和导向的作用。若深度不够，则金属液降温快，深度过深，则因冷凝过慢，既影响生产率又增加回炉料用量。④横浇道的截面积应大于内浇口的截面积，以保证金属液入型的速度。主横浇道的截面积应大于各分支横浇道的截面积。⑤横浇道的底部两侧应做成圆角，以免出现早期裂纹，二侧面可做出5°左右的斜度。横浇道部位的表面粗糙度≤Ra0.4μm。（3）内浇口①金属液入型后不应立即封闭分型面，溢流槽和排气槽不宜正面冲击型芯。金属液入型后的流向尽可能沿铸入的肋筋和散热片，由厚壁处想薄壁处填充等。②选择内浇口位置时，尽可能使金属液流程最短。采用多股内浇口时，要防止入型后几股金属液汇合、相互冲击，从而产生涡流包气和氧化夹杂等缺陷。③薄壁件的内浇口厚件要适当小些，以保证必要的填充速度，内浇口的设置应便于切除，且不使铸件本体有缺损（吃肉）。(4)溢流槽①溢流槽要便于从铸件上去除，并尽量不损伤铸件本体。②溢流槽上开设排气槽时，需注意溢流口的位置，避免过早阻塞排气槽，使排气槽不起作用。③不应在同一个溢流槽上开设几个溢流口或开设一个很宽很厚的溢流口，以免金属液中的冷液、渣、气、涂料等从溢流槽中返回型腔，造成铸件缺陷。压铸生产中常遇模具存在的问题注意点-1压铸生产中常遇模具存在的问题注意点-22、铸造圆角（包括转角）铸件图上往往注明未注圆角R2等要求，我们在开制模具时切忌忽视这些未注明圆角的作用，决不可做成清角或过小的圆角。铸造圆角可使金属液填充顺畅，使腔内气体顺序排出，并可减少应力集中，延长模具使用寿命。（铸件也不易在该处出现裂纹或因填充不顺而出现各种缺陷）。例标准油盘模上清角处较多，相对来说，目前兄弟油盘模开的最好，重机油盘的也较多。3、脱模斜度在脱模方向严禁有人为造成的侧凹（往往是试模时铸件粘在模内，用不正确的方法处理时，例钻、硬凿等使局部凹入）。4、表面粗糙度成型部位、浇注系统均应按要求认真打光，应顺着脱模方向打光。由于金属液由压室进入浇注系统并填满型腔的整个过程仅0.01-0.2秒的时间。为了减少金属液流动的阻力，尽可能使压力损失少，都需要流过表面的光洁度高。同时，浇注系统部位的受热和受冲蚀的条件较恶劣，光洁度越差则模具该处越易损伤。5、模具成型部位的硬度铝合金：HRC46°左右铜：HRC38°左右加工时，模具应尽量留有修复的余量，做尺寸的上限，避免焊接。压铸模具组装的技术要求：1、模具分型面与模板平面平行度的要求。2、导柱、导套与模板垂直度的要求。3、分型面上动、定模镶块平面与动定模套板高出0.1-0.05mm。4、推板、复位杆与分型面平齐，一般推杆凹入0.1mm或根据用户要求。5、模具上所有活动部位活动可靠，无呆滞现象pin无串动。6、滑块定位可靠，型芯抽出时与铸件保持距离，滑块与块合模后配合部位2/3以上。7、浇道粗糙度光滑，无缝。8、合模时镶块分型面局部间隙0.05mm。9、冷却水道畅通，进出口标志。10、成型表面粗糙度Rs=0.04，无微伤。4.压铸工艺1）压射过程的阶段划分压射过程按金属流动状态来分，可分为三个阶段，即：金属堆聚阶段、金属填充阶段和金属凝固阶段，见下表压射过程的阶段及其运动方式和作用2）压铸工艺参数的选择－－－压力和速度的选择压射比压的选择，应根据不同合金和铸件结构特性确定，表1是经验数据。表1常用压铸合金的比压(kPa)合金铸件壁厚3mm铸件壁厚3mm结构简单结构复杂结构简单结构复杂锌合金30000400005000060000铝合金30000350004500060000铝镁合金30000400005000065000镁合金30000400005000060000铜合金50000700008000090000对充填速度的选择，一般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压力；对于薄壁或表面质量要求高的铸件以及复杂的铸件，应选择较高的比历和高的充填速度。浇注温度浇注温度是指从压定进入型腔时液态金属的平均温度，由于对压室内的液态金属温度测量不方便，一般用保温炉内的温度表示。浇注温度过高，收缩大，使铸件容易产生裂纹、晶粒粒大、还能造成粘型；浇注源度过低，易产生冷隔、表面花纹和浇不足