压铸模具设计第二章

2.3常用压铸合金 常用压铸合金
2、锌合金 、
缺 点 老化现象： 温度低于0℃ 老化现象 ： 温度低于 ℃ 时 ， 其冲击韧 度急剧降低；温度升高时， 度急剧降低 ； 温度升高时 ， 力学性能下 且易发生蠕变。 降，且易发生蠕变。 尺寸变化： 尺寸变化 ： 由于锌合金压铸后内部组织 的变化、湿空气和高温引起的腐蚀作用， 的变化 、 湿空气和高温引起的腐蚀作用 ， 使得压铸后的铸件发生尺寸收缩。 使得压铸后的铸件发生尺寸收缩。
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2.3常用压铸合金 常用压铸合金
3、铝合金 、
汽车上应用
摩托车上应用
电动工具上应用
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2.3常用压铸合金 常用压铸合金
4、镁合金 、
最轻的金属结构材料，纯镁密度为 1.74g/cm3 ， 镁 合 金 密 度 为 1.75 ～ 1.90g/cm3，仅次于铸钛合金和高强度结 构钢。 构钢。 镁合金具有明显的性能优势，被誉为 世纪的绿色工程材料” 世纪的绿色工程材料 “21世纪的绿色工程材料”。
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2.3常用压铸合金 常用压铸合金
4、镁合金 、
质轻，密度是铝的2/3、钢的1/4， 质轻，密度是铝的 、钢的 ，比强度和比 刚度高 阻尼减振性能好， 阻尼减振性能好，疲劳强度比铝合金高 受冲击载荷所吸收的能量比铝合金大一半以上 熔点低、凝固快、收缩小、 熔点低、凝固快、收缩小、不腐蚀钢质模具 易于回收和切削加工 良好的电磁屏蔽性能、 良好的电磁屏蔽性能、导热导电性能 脱模性能好， 脱模性能好，较小的出模斜度也不会出现粘模 现象
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优 点
2.3常用压铸合金 常用压铸合金
5、铜合金 、
装饰器件
水龙头
铜合金管件
内燃机轴瓦
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2.3常用压铸合金 常用压铸合金
6、压铸合金的选用 、
能满足压铸件的力学性能、精度、 能满足压铸件的力学性能 、精度 、 使用温度等 要求； 要求； 熔点低，结晶温度范围小， 熔点低 ，结晶温度范围小 ，熔点以上温度时有 良好的流动性，凝固后收缩量小； 良好的流动性，凝固后收缩量小； 在高温下有足够的强度和可塑性，热脆性小； 在高温下有足够的强度和可塑性，热脆性小； 有良好的物理化学性能，如耐磨性、导电性、 有良好的物理化学性能 ， 如耐磨性 、导电性 、 抗蚀性等； 抗蚀性等； 铸造工艺性好； 铸造工艺性好； 经济性好， 经济性好， 原材料的成本及对生产装备的要求 生产成本低。 低，生产成本低。
由压铸机的压射机构通过工作液体将压 力传递给压射活塞， 力传递给压射活塞 ， 然后由压射活塞经 压射冲头施加于压室内的金属液上。 压射冲头施加于压室内的金属液上。 表示形式：压射力和压射比压。 表示形式：压射力和压射比压。
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2.1压铸压力和压铸速度 压铸压力和压铸速度
1、压铸压力 、
压射力： 压射力 ： 压铸机压射机构中推动压射活 塞的力。 塞的力。 当无增压机构时， 当无增压机构时，Fy = p g AD = 当有增压机构时， 当有增压机构时，F = p A = y gz D
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2.1压铸压力和压铸速度 压铸压力和压铸速度
3、压铸速度 、
概念：压射速度和充填速度。 概念：压射速度和充填速度。 压射速度： 压射速度 ： 压铸机压射缸内的液压推动 压射冲头前进的速度。 压射冲头前进的速度。 充填速度： 液体金属在压力作用下， 充填速度 ： 液体金属在压力作用下 ， 通 过内浇道进入型腔的线速度。 过内浇道进入型腔的线速度。
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本章小结
了解压铸过程原理 理解压铸压力、 理解压铸压力、压铸速度的概念 掌握压铸合金材料的性能特点和选用 原则
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p g πD 4
2
pgzπD 4
2
4
2.1压铸压力和压铸速度 压铸压力和压铸速度
1、压铸压力 、
压射比压： 压射比压 ： 压室内金属液在单位面积上 所受到的压力。 所受到的压力。 Fy 4Fy 4F pb = = 2 Ad πd 压射比压与压射力成正比， 压射比压与压射力成正比 ， 而与压射冲 头的截面积成反比。 头的截面积成反比。 压铸压力通常是指压射比压。 压铸压力通常是指压射比压。
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优 点
2.3常用压铸合金 常用压铸合金
4、镁合金 、
镁与氧的化学亲和力很大， 镁与氧的化学亲和力很大，氧化剧烈很 易燃烧， 易燃烧，在熔炼和铸造时均需采用专门 的防护措施。 的防护措施。 结晶温度间隔较大， 结晶温度间隔较大，体收缩和线收缩均 较大，压铸时易产生缩松和热裂。 较大，压铸时易产生缩松和热裂。 镁的标准电极电位较低，抗蚀性较低， 镁的标准电极电位较低，抗蚀性较低， 需进行表面氧化处理和涂漆保护。 需进行表面氧化处理和涂漆保护。
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2.1压铸压力和压铸速度 压铸压力和压铸速度
2、压射比压变化曲线 、
I、慢速封孔阶段 、 II、充填阶段 、 III、增压阶段 、 IV、持压阶段 、
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2.1压铸压力和压铸速度 压铸压力和压铸速度
2、压射比压变化曲线 、
一是熔融合金在流动中的流体动压力 ， 一是熔融合金在流动中的 流体动压力， 流体动压力 完成充填和成型过程； 完成充填和成型过程； 二是在充填结束后， 流体静压力形式 二是在充填结束后 ， 以 流体静压力 形式 出现的最终压力， 出现的最终压力 ， 对凝固过程中的合金 进行“压实” 进行“压实”。
压铸模具设计
第二章 压铸过程原理及常用压铸合金
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第2章压铸过程原理及常用压铸合金 章压铸过程原理及常用压铸合金
2.1压铸压力和压铸速度 压铸压力和压铸速度 2.2液态金属充填铸型的特点 液态金属充填铸型的特点 2.3常用压铸合金 常用压铸合金
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2.1压铸压力和压铸速度 压铸压力和压铸速度
1、压铸压力 、
1、喷射充填理论 、
1932 年 弗 洛 梅 尔 （ Frommer ） 根 据 锌 合金压铸的实际经验 提出液体金属的充填 过程是遵循流体力学 定律，并且有摩擦和 涡流现象。 涡流现象。
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2.2液态金属充填铸型的特点 液态金属充填铸型的特点
2、全壁厚充填理论 、
勃 兰 特 （ Brandt ） 1937年用铝合金压入 年用铝合金压入 一矩形截面铸型中得 出 ： 液体金属压入型 腔后， 腔后 ， 随即扩展至型 壁 ， 然后沿整个型腔 截面向前充填， 截面向前充填 ， 直到 整个型腔充满金属液 为止。 为止。
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2.3常用压铸合金 常用压铸合金
2、锌合金 、
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2.3常用压铸合金 常用压铸合金
3、铝合金 、
密度较锌合金小，比强度大，高温、 密度较锌合金小，比强度大，高温、低 温力学性能均很好 具有良好的耐蚀性 导电性和导热性均很好， 导电性和导热性均很好，切削性能也好 具有较大的比热容和凝固潜热 线收缩率较小，具有良好的填充性能、 线收缩率较小，具有良好的填充性能、 较小的热裂倾向
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2.3常用压铸合金 常用压铸合金
2、锌合金 、
压铸性能很好， 压铸性能很好，易填充 结晶温度范围小、 结晶温度范围小、不易产生疏松 浇注温度较低、 浇注温度较低、模具寿命较长 不粘附模具型壁， 不粘附模具型壁，不腐蚀模具 力学性能较高， 力学性能较高，抗压和耐磨性好 能够接受各种表面处理
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优 点
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2.1压铸压力和压铸速度 压铸压力和压铸速度
3、压铸速度 、
充填速度需根据合金的特性和铸件的结 构特点来确定， 并且受压射速度 压射速度、 构特点来确定 ， 并且受 压射速度 、 压射 比压和内流道截面积三个因素影响 三个因素影响。 比压和内流道截面积三个因素影响。
A冲v冲 = A内v充
A冲 πd 2 v冲 = v充 = v冲 A内 4 A内
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Βιβλιοθήκη Baidu优 点
2.3常用压铸合金 常用压铸合金
3、铝合金 、
缺 点 较大的体收缩率， 较大的体收缩率 ， 易在最后凝固处发 生集中缩孔； 生集中缩孔； 铝硅系合金、纯铝易发生粘模； 铝硅系合金、纯铝易发生粘模； 纯铝铸造性差， 易氧化， 纯铝铸造性差 ， 易氧化 ， 只能用来压 铸电动机转子。 铸电动机转子。
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缺 点
2.3常用压铸合金 常用压铸合金
4、镁合金 、
奔驰坐椅框架
手机外壳 发动机 镁合金轮毂 照相机外壳 笔记本外壳
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2.3常用压铸合金 常用压铸合金
5、铜合金 、
力学性能高，绝对值超过锌、 力学性能高，绝对值超过锌、铝和镁等 合金 在大气中及海水中都有良好的抗蚀性能 具有小的摩擦因数， 具有小的摩擦因数，耐磨性也很好 疲劳极限和导热性都很高 线膨胀系数较小 导电性能好， 导电性能好，具有抗磁性能
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2.3常用压铸合金 常用压铸合金
1、对压铸合金的要求 、
高温下强度和硬度高，塑性好。 高温下强度和硬度高，塑性好。 收缩率小，产生裂纹和变形的倾向小。 收缩率小，产生裂纹和变形的倾向小。 结晶温度范围小， 产生缩孔、 结晶温度范围小 ， 产生缩孔 、 疏松倾向 小。 过热温度不高时流动性好， 过热温度不高时流动性好 ， 便于填充复 杂型腔。 杂型腔。 与型壁产生物化作用的倾向小， 与型壁产生物化作用的倾向小 ， 减小粘 模和相互合金化。 模和相互合金化。
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2.2液态金属充填铸型的特点 液态金属充填铸型的特点
3、三阶段充填理论 、
巴顿（ 巴顿 （ Barton） 于 1944年提出液体金属 ） 年提出液体金属 充填铸型的过程是一个包含着流体力学 和热力学的复杂过程， 和热力学的复杂过程 ， 充填过程可分为 三个阶段。 三个阶段。
(a)形成薄壳层(b)继续充填(c)即将充满(d)充满型腔后形成封闭水力学系统 (a)形成薄壳层(b)继续充填(c)即将充满(d)充满型腔后形成封闭水力学系统 形成薄壳层(b)继续充填(c)即将充满(d)
压铸速度通常是指充填速度。 压铸速度通常是指充填速度。
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2.1压铸压力和压铸速度 压铸压力和压铸速度
3、压铸速度 、
压射比压与充填速度的关系 压射比压与充填速度的关系
v充 = 2 g pb
γ
考虑摩擦引起动能损失
v充 = µ 2 g pb
γ
= 0.358 2 g
pb
γ
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2.2液态金属充填铸型的特点 液态金属充填铸型的特点