简述压力铸造技术
压铸技术的发展现状与展望
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压铸技术的发展现状与展望摘要:本文简述了压铸工艺的特征及工艺的发展历程。
简要介绍了国外的最新压铸工艺发展状况,并与国外的先进技术进行比较,从压铸设计、工艺、设备、模具等几个方面进行了总结。
本文主要阐述了压铸、固态压铸、加氧压铸和真空压铸等几种新的压铸技术。
本文主要阐述了计算机技术在铸造工艺中的应用,以及CIMS的应用。
并对今后的发展方向进行了预测。
关键词:压铸工艺;压铸设计;模具;真空压铸;发展方向1.压铸技术的特点与发展历史1.1压力铸造技术的特点在加压过程中,通常对原材料施加20-200 MPa的压力,填充时的初始速度是15-70米/秒,填充时只有0-01-0.20秒。
正是因为这种特殊的注塑方法和凝固方法,才使它有了自己的特色。
(1)能够得到具有复杂形状和薄壁但外形清楚的铸件。
铸件的壁厚度一般为1至6毫米,较小的铸件可能较薄,较大的铸件可能较厚。
对于复杂部件或者其它铸造工艺不能生产的部件,可以采用压力浇铸工艺。
(2)铸造精度高,尺寸稳定,加工余量少,表面光洁。
加工余量通常为2~5毫米。
采用压铸工艺生产的铸件具有良好的可互换性。
通常情况下,只需要稍加加工即可组装,而有些部件则可以不经过任何加工就可以组装起来。
(3)铸件组织致密,机械性能好。
铸件在加压下凝固,得到了细小的颗粒,因此铸件的组织非常紧密,并且具有很高的强度。
此外,在铸造过程中,激光冷却会使铸件表面发生硬化,从而使铸件具有较好的耐磨性能。
(4)高效的生产。
该工艺具有较短的生产周期,且一次运行周期为5~3分钟,适合大规模生产。
(5)采用嵌铸法进行压力浇铸,可以减少组装过程,简化生产过程。
镶嵌材料一般为钢,铸铁,铜,绝缘材料等。
采用嵌铸工艺可以生产出具有特定需求的铸件。
1.2压铸技术的历史自1855年 Mergenthaler将活塞压射圆筒浸泡在熔化合金中,制成条形活字铸件至今已有153年。
1869年,巴巴奇使用了“锌加强铅锡合金压铸工艺”制造了部分部件。
铝合金压铸技术要求
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铝合金压铸技术要求一、铝合金压铸技术概述1.1 铝合金压铸技术的定义铝合金压铸技术是一种利用压力铸造机将铝合金液态金属注入到金属模具中,通过迅速冷却和凝固形成铸件的工艺方法。
1.2 铝合金压铸技术的优势铝合金压铸技术具有生产效率高、生产周期短、产品精度高、表面质量好等优势,被广泛应用于各个行业。
二、铝合金压铸技术要求2.1 材料选择选择适合铝合金压铸工艺的铝合金材料,常见的有ADC12、A380等。
材料的选择应根据产品要求和使用环境进行综合评估。
2.2 模具设计2.2.1 模具材料模具材料应具有良好的耐热性和耐磨性,常用的材料有H13、SKD11等。
2.2.2 模具结构设计模具结构应合理,可以根据产品的特点和需求进行设计和调整,以保证铸件的质量和精度。
2.3 注射设备2.3.1 压铸机选择根据产品的要求确定压铸机的型号和规格,包括锁力、注射压力等参数的选择。
2.3.2 注射系统注射系统包括注射缸、注射头、喷嘴等组成,其设计应合理,确保铝合金液态金属的注入和充填。
2.3.3 润滑系统润滑系统的设置对于铝合金压铸技术的稳定运行起着重要作用,应注意润滑剂的选择和使用。
2.4 工艺参数控制压铸工艺参数对于产品的质量和尺寸稳定性有很大的影响,应进行合理的控制和调整。
2.4.1 注射速度注射速度过快会导致铸件内部气孔、缺陷等问题,注射速度过慢会导致铝合金液态金属凝固不完全。
2.4.2 注射温度注射温度过高会导致铝合金液态金属粘度降低,流动性增强,但也会加快模具磨损。
注射温度过低则会导致液态金属凝固时间过长。
2.4.3 注射压力注射压力的控制对于铸件的密实性和表面质量有着重要影响,应根据产品要求进行精确控制。
2.4.4 注射时间注射时间应根据实际需要进行合理设置,以保证铝合金液态金属充填充实模腔。
2.5 热处理工艺铝合金压铸件在铸造成型后,经过热处理工艺可以改善其机械性能和物理性能,如固溶处理、时效处理等。
2.6 铸件表面处理铝合金压铸件的表面处理包括喷砂、喷涂、电镀等方法,以提高产品的外观质量和耐腐蚀性能。
压力铸造
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将熔融或半熔融的金属以高速压射入金属铸型内,并在 压力下结晶的铸造方法
01 ห้องสมุดไป่ตู้述
03 工艺流程
目录
02 特点 04 应用
压力铸造是指将熔融或半熔融的金属以高速压射入金属铸型内,并在压力下结晶的铸造方法,简称压铸。常 用压射压力为30~70MPa,充填速度约为0.5~50 m/s,充填时间为0.01~0.2 s。
近些年来,高科技已应用于压铸领域.如采用三级压射机构控制压力、压射速度和型内气体。发展特殊压铸 工艺(如真空压铸、定向引气压铸、充氧压铸等)和应用计算机控制技术,有效地清除气孔,提高铸件致密度,同 时研制新型模具材料和热处理新工艺来延长压型寿命,使黑色金属压铸有了一定进展。
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简述
压力铸造是一种将液态或半固态金属或合金,或含有增强物相的液态金属或合金,在高压下以较高的速度填 充入压铸型的型腔内,并使金属或合金在压力下凝固形成铸件的铸造方法。压铸时常用的压力为4~500MPa,金 属充填速度为0.5—120m/s。因此,高压、高速是压铸法与其他铸造方法的根本区别,也是重要特点。1838年美 国人首次用压力铸造法生产印报的铅字,次年出现压力铸造专利。19世纪60年代以后,压力铸造法得到很大的发 展,不仅能生产锡铅合金压铸件、锌合金压铸件,也能生产铝合金、铜合金和镁合金压铸件。20世纪30年代后又 进行了钢铁压力铸造法的试验。
压力铸造的原理主要是金属液的压射成形原理。通常设定铸造条件是通过压铸机上速度、压力,以及速度的 切换位置来调整的,其他的在压铸型行进行选择。
特点
1、压力铸造的优点 1)生产率高,易于实现机械化和自动化,可以生产形状复杂的薄壁铸件。压铸锌合金最小壁厚仅为0.3mm, 压铸铝合金最小壁厚约为0.5mm,最小铸出孔径为0.7mm。 2)铸件尺寸精度高,表面粗糙度值小。压铸件尺寸公差等级可达CT3~CT6,表面粗糙度一般为Ra0.8~ 3.2μm。 3)压铸件中可嵌铸零件,既节省贵重材料和机加工工时,也替代了部件的装配过程,可以省去装配工序,简 化制造工艺。 2、压力铸造的缺点 1)压铸时液体金属充填速度高,型腔内气体难以完全排除,铸件易出现气孔和裂纹及氧化灾杂物等缺陷,压 铸件通常不能进行热处理。 2)压铸模的结构复杂、制造周期长,成本较高,不适合小批量铸件生产。 3)压铸机造价高、投资大,受到压铸机锁模力及装模尺寸的限制,不适宜生产大型压铸件。
压力铸造工艺流程
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压力铸造工艺流程
《压力铸造工艺流程》
压力铸造是一种在高压下将熔融金属注入金属模具中,经过冷却后得到所需零件的加工方法。
这种工艺流程在工业制造中被广泛应用,能够生产出高精度、高强度和复杂形状的零件。
压力铸造工艺流程包括原料准备、模具设计、熔炼、注射、冷却和脱模等多个步骤。
首先是原料准备,需要精心选择合适的金属合金,根据零件的要求进行配比,确保熔融后的金属符合工艺要求。
接下来是模具设计,根据零件的形状和尺寸要求制作金属模具,通常采用不锈钢或铝合金制作,以承受高压注射的力量。
在熔炼阶段,将原料金属加热到熔点,通常采用电炉或燃气炉进行加热,直至金属完全熔化。
然后通过注射机将熔融金属注入模具中,施加高压使金属充满整个模具腔体,确保零件的精确形状。
随后是冷却阶段,模具中的熔融金属经过冷却后逐渐凝固成型,冷却速度和温度控制对零件质量有重要影响。
最后是脱模,将冷却后的零件从模具中取出,进行后续的处理和加工。
压力铸造工艺流程具有高效、节能、材料利用率高、生产效率高等优点,因此广泛应用于汽车、航空航天、电子电器等领域。
总的来说,《压力铸造工艺流程》是一个复杂的过程,需要严
格控制各个环节,确保零件质量和生产效率。
随着工艺技术的不断进步,压力铸造将会在制造业中发挥越来越重要的作用。
压力铸造、挤压铸造及气压铸造成形技术
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压力铸造、挤压铸造及气压铸造成形技术这三种铸造技术适用于颗粒、短纤维及晶须增强复合材料、长纤维复合材料的制作。
使用这类方法时一般要按零件的形状预先制得增强物预制块。
预制块可以通过非有机粘结剂粘结后预压成块,也可烧结而成。
1、压力铸造成形技术使用压力铸造时,将预制块放入带有分型机构的半型中,合型后在200MPa压力作用下使液体迅速充型。
这种方法操作简单,但由于充型速度高、凝固速度快,极易使铸件形成内部气孔缺陷。
2、挤压铸造成形技术挤压铸造和压力铸造的不同点是:将预热后的预制块放入预热的铸型中,在重力下浇入液态金属或合金,然后在压头作用下使液体渗入预制块,液态金属在压力下凝固。
有人用这种方法制取Al2O3短纤维锌基复合材料。
日本有人直接将碳及玻璃颗粒放入铸型,然后压头作用在锡液上使金属体挤入铸型。
不采用预制块的另一种做法是将机械搅拌和挤压结合起来。
我国有人用这种方法制取了高质量的铝/石墨复合材料及铸件。
在搅拌阶段,以400~1000r/min转速搅拌金属液体,然后以10~90g/min的速度将石墨粉加入含有镁0.25~0.50wt%的铝液中。
在挤压阶段,采用10t油压机,压力为91MPa左右。
田中荣一也用此法生产Al2O3颗粒增强锡基复合材料。
李爱华将撑融铸造与挤压铸造结合起来,将重量比为铝合金的3%~6%的包镍铜石墨粉加入到液固合金浆液中,然后将其迅速挤压成轴承毛坯。
搅拌器表面涂有耐热矾土水泥,转速为400~1500r/min。
挤压设备为YA32-100型挤压机,加压速度为7mm/s。
不少人对复合材料的挤压铸造在理论上做了深入探讨。
储双杰等在利用挤压铸造制造碳纤维增强A356复合材料时特别研究了合金的凝固过程。
发现在浇注温度高时其凝固发生在整个浸渗过程之后。
由于模具和纤维的激冷作用,初生铝固溶体相在纤维间隙开始形核并逐渐向纤维表面长大;而共晶硅相则是依附在碳纤维表面形核及长大。
并发现,随凝固冷却速度的降低,共晶硅相的形态由蠕虫状向针状、块状转变。
压力铸造详解
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2.3 压铸应用范围和注意点 ① 压铸是实现少无切削加工的精密铸造技术,在汽车、 航空、仪表、 国防等工业部门广泛用于非铁金属的小型、 薄壁、形状复杂件的大批量生产。 ② 铸件壁厚均匀,以3-4mm的壁厚为宜,最大壁厚应小 于8mm,以防止缩孔、缩松等缺陷。 ③ 铸件不宜进行热处理或在高温下工作,以免铸件内气 孔中的气体膨胀而导致铸件变形或断裂。 ④ 由于内部疏松,铸件塑性和韧性差,故它不适合于制 造受冲击的零件。 ⑤ 铸件应尽量避免机械加工,以防内部孔洞外漏。
图3-4立式压铸机压铸过程示意图 1-压射冲头;2-压室;3-金属液;4-定模;5-动模;6-喷嘴;7-型腔; 8-返料冲头;9-余料
3.2.1 立式压铸优点: ①有余料切断、顶出功能; ②空气不易随金属进入压室; ③金属液进入型腔经过转折,压力消耗大。 3.3热室压铸 热室压铸的工作过程如图3-5所示。当压射冲头3上升 时,金属液1通过进口5进入压室4,随着压射冲头下压,液 体金属沿着通道6经喷嘴7填充铸型8;冷却后压射冲头回 升,多余的液体金属回流至压室中,然后打开铸型取出铸 件。
3.压力铸造的种类
根据压力机的不同,压力铸造可分为冷室压铸和热室压 铸两大类型。而按压铸机压力传递方式可分为立式和卧式两 种。冷室压铸机的压室与保温坩埚炉是分开的,压铸时从保 温坩埚中舀取金属液倒入压铸机上的压室后进行压射。而热 室压铸机的压室和保温坩埚连成一体。 3.1卧式冷室压铸 卧式压铸机的压室和压射机构处于水平位置。其工作原 理及过程如图3-1所示。
第Ⅳ阶段为增压阶段,该阶段主要是压射正在凝固的金属 液,是形成的铸件晶粒细小,组织致密;这时压射冲头只做小 位移移动
图3-2 压铸不同阶段压射冲头的压力与运动速度的变化
卧式冷室压铸广泛用于铝合金的压铸。其压铸过程示意图如图3-3。
铸造技术
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铸造技术铸造技术,是一门古老而重要的金属加工技术,其历史可以追溯到几千年前的中国和古埃及。
铸造技术通过将熔融金属倒入模具中,使其冷却凝固,最终得到各种形状的金属制品。
这项技术在现代工业中扮演着重要的角色,广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域。
铸造技术有许多不同的方法和工艺,其中最常见的是砂型铸造、金属型铸造和压力铸造。
砂型铸造是最古老的铸造方法之一,通过将熔融金属倒入特制的砂型中,然后等待其冷却凝固,最后得到所需的金属制品。
金属型铸造是一种高精度的铸造方法,通过使用金属模具来制造金属制品,可获得更高的尺寸精度和表面质量。
压力铸造则是通过将熔融金属注入模具中,并施加高压来加速凝固过程,从而得到均匀致密的金属制品。
铸造技术的发展受到材料科学和制造工艺的双重影响。
随着科学技术的进步,新型金属合金被开发出来,这些合金具有更高的强度、耐腐蚀性和耐高温性能。
同时,制造工艺的改进也使得铸造技术更加高效和可靠。
自动化设备和先进的生产线使得铸造过程更加精确和稳定,大大提高了生产效率。
铸造技术的应用非常广泛。
在汽车工业中,大多数发动机和传动系统的零部件都是通过铸造技术制造的。
这些部件需要具备高强度和高耐磨性,以应对高温和高压的工作环境。
航空航天工业也是铸造技术的重要应用领域。
飞机的发动机、起落架和机身结构等关键部件都是通过铸造技术制造的。
另外,铸造技术还被广泛应用于制造工业的各个领域,如机械制造、能源、建筑等。
随着现代科技的进步,一些新的铸造技术也得到了发展。
例如,数控铸造是一种将计算机控制技术应用于铸造过程的方法,可以实现复杂造型的制造。
激光铸造则是利用激光束对金属粉末进行加热和熔化,从而形成金属制品,这种方法特别适用于制造高度个性化的产品。
尽管铸造技术在现代工业中广泛应用且不断进步,但仍面临一些挑战和问题。
首先,铸造技术的能源消耗较高,会产生大量的废料和污染物。
其次,铸造工艺需要专业的知识和技能,操作人员的培训和素质要求较高。
特种铸造之压力铸造
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真空压铸镁合金
真空压铸铝件
4.1 铸造在压力下成形特征
但是在此机器上装斜和维护铸型比较麻烦,生产效率较 前两种冷压室压铸机低。
4.1.2 压铸时金属流的特征
压力铸造过程的主要特征就是金属在高压作用下的高速填充型腔。 因此欲掌握压铸件成型实质,主要就应了解压力铸造时金属充型过程中 的所受压力变化,充型时金属的流动形态,以便采取合适的技术措施, 充分运用压铸时金属充型特殊现象的有利方面,避免和克服此现象可能 带来的负面影响,高效地制造出质量符合要求的压铸件。
的致密度。此一增大的压力值一直保持到型内铸件完全凝固。
最终的压力值可为50~500MPa。
2、压铸时金属填充型腔的形态——理论假设
A 弗洛梅尔(Frommer)理论
Frommer 1932
1 当金属流经浇口进入型腔后,仍 保持浇口的断面直向型腔远端的对面型 壁射去;
2 待到达对面型壁厚,在此处的型 腔中聚积,消失了冲击力后,沿型壁在 整个型腔断面上反向移动。型腔中的空 气和随金属六进入型腔的空气依靠金属 液充型时的压力挤出型外: 如果浇口横截面积较小(浇口截面积 f/型腔截面积F>(1/3~1/4))反向流动平 稳,金属液以小的旋转涡流形式移动; 如果浇口截面积较大(f/F<1/3),则 液流速度高,返回流回呈现为强烈的涡 状紊流。
在后续进入型腔金属的补充 下,沿型腔整个断面向正对 浇口的另一端型腔填充,直 至充满型腔。
压力铸造及工艺特点
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压力铸造及工艺特点同学们,今天咱们来了解一下压力铸造以及它的工艺特点。
这可是个很有趣的知识呢!先来说说什么是压力铸造。
想象一下,有一个大大的机器,就像一个大力士,用力地把融化的金属液体压进一个模具里,然后等金属冷却凝固,就变成了我们想要的形状,这就是压力铸造啦。
那压力铸造有什么工艺特点呢?它的生产效率超级高。
这个大力士工作起来速度可快了,一下子就能做出好多零件。
比如说,要是制造一些小型的铝合金零件,用压力铸造的方法,短时间内就能做出一大堆,这可比其他方法快多啦。
压力铸造出来的铸件尺寸精度特别高。
这就意味着做出来的东西大小、形状都非常准确,误差很小很小。
就好像我们用尺子画直线,能画得笔直笔直的。
所以很多对精度要求高的零件,都喜欢用压力铸造来做。
还有哦,压力铸造的表面质量也很棒。
做出来的铸件表面光滑平整,就像镜子一样。
比如说,一些汽车的零部件,用压力铸造做出来,表面又好看又光滑,质量杠杠的。
但是呢,压力铸造也有一些小缺点。
因为压力很大,模具很容易磨损,所以模具的成本就比较高啦。
而且,不是所有的金属都适合用压力铸造的方法,只有那些能在压力下快速凝固的金属才行。
压力铸造的时候,因为金属液是在高压下快速填充模具的,所以铸件内部容易产生气孔。
这就像我们吹气球,如果吹得太快太猛,气球里可能就会有一些小气泡。
在很多领域都发挥着重要的作用。
比如说,在航空航天领域,那些精密的零件很多都是通过压力铸造做出来的;在电子行业,像手机的外壳、电脑的配件,也经常用到压力铸造。
同学们,现在你们对压力铸造和它的工艺特点是不是有了更清楚的了解啦?希望大家以后在生活中看到相关的产品,能想到今天学到的知识哦!。
压力铸造的概念
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压力铸造的概念压力铸造是一种高效的金属加工技术,通过在金属熔融状态下施加高压力,迫使熔融金属进入铸型腔,形成所需的零件或产品。
相对于传统的重力铸造,压力铸造具有许多优势,例如制造精度高、尺寸稳定性好、表面光洁度高等。
压力铸造的工艺过程主要包括模具设计、模具制造、材料预处理、注射及冷却等几个关键环节。
首先,需要根据产品的形状、尺寸和要求来设计模具。
模具的设计要考虑到产品的形状复杂性、冷却系统和脱模方式等因素。
然后,根据模具设计来制造模具。
模具通常由两个或多个零部件组成,其中包括模具壳体、注射系统和冷却系统等。
在开始压力铸造之前,需要对金属材料进行预处理。
预处理包括熔炼金属、净化金属、合金化调整以及调节金属温度等步骤。
这些预处理步骤可以保证金属在注射过程中具有较好的流动性和冷却性能。
在金属预处理完成后,可以开始注射过程。
注射过程通过在高温下将金属注入到模具腔中来实现。
注射过程分为两个阶段:注射和填充。
在注射阶段,将金属材料加热至液态,并通过柱塞或活塞等装置将金属材料注入模具腔中。
填充阶段是指金属材料在模具腔中充满过程,在该阶段需要克服金属表面张力和黏度的阻力,确保金属材料填充整个模具腔。
注射完成后,金属材料会在模具中冷却和凝固。
冷却速度对于金属的组织和性能具有重要影响。
因此,通常会在模具中设置冷却系统以控制冷却速度。
一般来说,冷却时间越短,金属晶粒越细,力学性能越好。
最后,完成冷却的金属零件可以脱模并进行后续的处理。
脱模是指将冷却凝固的金属零件与模具分离的过程。
脱模可以通过机械力、气体压力或抽真空等方式来实现。
脱模之后,还可以进行除毛刺、清洁和表面处理等工艺,以达到最终产品的质量要求。
总的来说,压力铸造是一种重要的金属成形技术,具有高效、高精度和高表面质量等优势。
随着科技的进步和工艺的改进,压力铸造在汽车、航空航天、通讯设备等各个领域得到广泛应用,并在产品的设计和制造过程中发挥重要作用。
压力铸造工艺过程
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压力铸造工艺过程压力铸造工艺过程工艺(technology、craft)是指劳动者利用各类生产工具对各种原材料、半成品进行加工或处理,最终使之成为成品的方法与过程。
下面是小编收集整理的压力铸造工艺过程,仅供参考,希望能够帮助到大家。
压铸模锻工艺是一种在专用的压铸模锻机上完成的工艺。
它的基本工艺过程是:金属液先低速或高速铸造充型进模具的型腔内,模具有活动的型腔面,它随着金属液的冷却过程加压锻造,既消除毛坯的缩孔缩松缺陷,也使毛坯的内部组织达到锻态的破碎晶粒。
毛坯的综合机械性能得到显著的提高。
另外,该工艺生产出来的毛坯,外表面光洁度达到7级(Ra1.6),如冷挤压工艺或机加工出来的表面一样,有金属光泽。
所以,我们将压铸模锻工艺称为“极限成形工艺”,比“无切削、少余量成形工艺”更进了一步。
压铸模锻工艺还有一个优势特点是,除了能生产传统的铸造材料外,它还能用变形合金、锻压合金,生产出结构很复杂的零件。
这些合金牌号包括:硬铝超硬铝合金、锻铝合金,如LY11、LY12、6061、6063、LYC、LD等)。
这些材料的抗拉强度,比普通铸造合金高近一倍,对于铝合金汽车轮毂、车架等希望用更高强度耐冲击材料生产的部件,有更积极的意义。
一、压铸简介压力铸造简称压铸,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。
①金属液是在压力下填充型腔的,并在更高的压力下结晶凝固,常见的压力为15—100MPa。
②金属液以高速充填型腔,通常在10—50米/秒,有的还可超过80米/秒,(通过内浇口导入型腔的线速度—内浇口速度),因此金属液的充型时间极短,约0.01—0.2秒(须视铸件的大小而不同)内即可填满型腔。
压铸机、压铸合金与压铸模具是压铸生产的三大要素,缺一不可。
所谓压铸工艺就是将这三大要素有机地加以综合运用,使能稳定地有节奏地和高效地生产出外观、内在质量好的、尺寸符合图样或协议规定要求的合格铸件,甚至优质铸件。
压力铸造的基本概念和过程
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压力铸造的基本概念和过程压铸的过程压力铸造是将熔融金属在高的压力下,以高的速度填充入模具型腔内,并使金属在这一压力下凝固而形成铸件的过程。
通常所采用的压力为200-2000公斤/c㎡,填充时的初始速度(称为内浇口速度)为15-70米/秒,填充过程在0.01-0.2秒的时间内即告完成。
压铸的填充过程受许多因素的影响,如:压力、速度、温度、熔融金属的性质以及填充特性等等。
在压铸全过程的始终,熔融金属总是被压力所推动,而填充结束时,熔融金属仍然是在压力的作用下凝固的。
压力的存在,是这种铸造过程区别于其他铸造方法的主要特征。
也正因为压力的缘故,便产生了对速度、温度、型腔中气体以及一系列的填充特性的影响。
所以,在压铸填充过程中,对压力的变化应有一个总体的概念。
压铸填充过程中,压射冲头移动的情况和压力的变化如图1-1所示,以卧式冷压室压铸为例。
图中每一阶段的左图表示压射的过程,右下图为对应的压射冲头位移曲线,右上图为每一位移阶段时相应的压力增升值。
图1-1(a)为起始阶段,熔融金属浇入压室内,准备压射。
图1-1 (b)为阶段1,压射冲头以慢的速度移过浇料口,熔融金属受到推动,但冲头的移动慢而冲力不大,.故金属不会从浇料口处溅出。
这时推动金属的压力为Po,其作用为克服压射缸内活塞移动时的总摩擦力、冲头与压室之间的摩擦力。
冲头越过浇料口的这段距离为S1即为慢速封口阶段。
图1-1压铸填充过程各个阶段P-压射压力;S-压射冲头移动距离t-时间图1-1(C)为阶段2,压射冲头以一定的速度(比阶段1的速度度略快)移动,与这一速度相应的压力增升值达到Pl,熔融金属充满压室的前端和浇道并堆聚于内浇口前沿,但因速度不大,故金属在流动时,浇道中包卷气体只在一个较小的限度以内。
冲头在这一阶段所移动的距离为S2,是为金属堆聚阶段。
在这一阶段的最后瞬间,亦即金属到达内浇口时,由于内浇口的截面在浇口系统(包括压室)各部分的截面中总是最小的,故该处阻力最大,压射压力便因此而增升,其增升值即为达到足以突破内浇口处的阻力为止。
简述压力铸造 差压铸造 低压铸造的原理及异同
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简述压力铸造差压铸造低压铸造的原理及异同
压力铸造是一种常用的铸造工艺,主要用于制造精密的铸件,其原理如下:压力铸造属于失模铸造,将型砂装入模具,然后通过压力将型砂填充模具,随后加入熔融金属,最后冷却凝固,并将得到的铸件取出,这就是压力铸造的基本原理。
差压铸造是一种特殊的压力铸造工艺,它将传统的压力铸造技术与新型液压或空气压力技术结合起来,在铸件内部施加液压或空气压力,使金属填充模具时有更好的活性,从而可以得到更加精细的铸件。
低压铸造是一种无模铸造工艺,它采用低压注射铸造方法,将熔融金属以低压方式注入型腔内,把熔融金属注射到预先定义良好的模型空间。
这种技术比传统的压力铸造法更能保证模型的精度,也更有效提高产品质量。
三种铸造工艺的主要不同之处在于压力的大小和处理方式,压力铸造采用失模技术和传统的压力,差压铸造采用新型液压或空气压力,而低压铸造采用低压注射技术。
但无论是哪种铸造工艺,它们都要求熔融金属在铸件中充分填充,确保铸件的质量和精度。
- 1 -。
压力铸造工艺介绍
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压力铸造工艺介绍压力铸造是一种将熔融金属通过压力注入模具中形成所需零件的工艺。
它通常用于生产具有复杂几何形状的零部件,比如汽车发动机缸体、航空航天部件和电子设备外壳等。
本文将介绍压力铸造的工艺流程、设备和应用。
压力铸造的工艺流程包括准备工作、注射、凝固和取模四个主要步骤。
首先,需要准备好模具,并在其内表面涂上涂料或涂腻子,以防止金属液渗透。
然后,将金属锭放入熔炉中进行熔化。
一旦金属达到所需温度,就可以开始注射。
注射是指将熔融金属通过高压注射机注入预先准备好的模具中。
在注射期间,金属会快速充满整个模腔,并且根据模具的形状形成所需零件。
完成注射后,金属将开始凝固。
在凝固过程中,金属会从熔融态变为固态,并逐渐获得足够的强度。
最后,完成凝固后,可以取出铸件,并进行进一步的处理和加工。
为了实现高质量的压力铸造,必须使用特定的设备。
注射机是压力铸造的核心设备。
它通常由注射缸、注射橡胶、压力缸和压力橡胶组成。
注射缸和压力缸之间通过活塞连接,活塞由液压系统提供动力。
注射缸的功能是将金属注射到模具中,而压力缸则用于施加额外的压力,以确保金属充实整个模具。
此外,还需要一些辅助设备,如熔炉、模具加热系统和模具翻转装置等。
压力铸造具有许多优点,使其成为制造业中广泛应用的一种工艺。
首先,由于金属在高压下被迫充实整个模具,因此可以得到高密度、无缺陷的铸件。
其次,压力铸造可以生产具有复杂几何形状的零件,这是其他铸造工艺无法达到的。
此外,压力铸造具有较高的生产效率和较短的周期时间,适用于大规模生产。
最后,压力铸造能够使用各种金属材料,如铝合金、镁合金、铜合金和锌合金等。
在汽车制造、航空航天和电子行业,压力铸造被广泛应用于生产各种零件。
在汽车制造领域,凭借其高度精密的加工能力,压力铸造可以生产出轻型、高强度的发动机缸体、曲轴壳体和转向器等零件。
在航空航天领域,压力铸造可以制造出复杂的涡轮叶片、喷气发动机零件和飞机外壳等关键部件。
最新压力铸造技术知识概述
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压力铸造技术知识概述压力铸造技术知识概述1 概述压力铸造(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。
1.1 压铸特点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。
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。
1.2 压铸应用范围及发展趋势压铸是最先进的金属成型方法之一,是实现少切屑,无切屑的有效途径,应用很广,发展很快。
压力铸造工艺介绍
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1.熔点低,流动性好,收缩小 2.可塑性好 3.铸件表面光滑,易做各种表面处理 因熔点高,模具寿命低,应减少使用
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3.压铸工艺三大要素
3.2 压铸机
压铸机一般分为冷压室压铸机和热压室压铸机两大类。 冷压室压铸机按其压室结构和布置方式分为卧式压铸机和立式压铸机两种。
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3.压铸工艺三大要素
3.2.3 热压室压铸机工作原理
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3.压铸工艺三大要素
3.2.4 各压铸的压铸特点
卧式压铸: ①结构简单,操作程序少,生产效率高,易实现自动化 ②金属消耗少; ③能量损失少,使用更为广泛。 立式压铸: ①有余料切断、顶出功能; ②空气不易随金属进入压室; ③金属液进入型腔经过转折,压力消耗大~缺点 热压室压铸: ①生产工序简单、生产效率高、易实现自动化 ②金属消耗少、工艺稳定、无氧化杂物、铸件质量好; ③压室和冲头长时间浸泡在高温金属液中,影响使用寿命,常用 于锌合金压铸。
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2.压力铸造
2.1 定义
压力铸造:熔融金属在高压下高速充型,并在压力下凝固的铸造方法
2.2 特点
金属液是在压力下填充型腔并结晶凝固 金属液以高速(10~100 m/s)填充型腔,金属液充型时间极短(0.1~0.2 s)
2.3 优缺点
优点
生产效率高,适合大批量生产 铸件尺寸精度高,表面光洁 铸件强度高,比普通铸件强度提高25%~30% 金属利用率高,后续加工量小
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4.压铸工艺的工艺Байду номын сангаас数
4.1 压铸各阶段
t1:金属液在压室中未承受压力的时间 t2:金属液于压室中在压射冲头的作用下,通过内 浇口充填型腔的时间 t3:充填刚刚结束时的瞬间 t4:保压凝固结晶时间
压力铸造工艺流程
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压力铸造工艺流程压力铸造是一种利用金属液层压力将金属液注入模具中,通过高速充填、固化和冷却工艺,快速制造完成金属零件的技术方法。
压力铸造工艺流程主要包括准备工作、注液及充填、固化和冷却、脱模以及后处理等几个步骤。
首先,进行准备工作。
准备工作主要包括选择合适的金属合金、预热模具和准备模具涂料。
金属合金的选择需要根据零件的要求来确定,常见的有铝合金、镁合金等。
预热模具是为了提高模具的表面质量和延长模具的使用寿命,通常会将模具加热到一定温度。
模具涂料的目的是为了减少金属液与模具表面的反应,提高零件表面质量。
其次,进行注液及充填步骤。
首先需要将准备好的金属液熔炼至一定温度,然后通过浇口注入模具中。
在注液过程中,需要保持金属液的稳定流动,并控制注液的速度和压力,以保证金属液充填到模具中的空腔。
然后,进行固化和冷却步骤。
在注液后,金属液会快速凝固,形成零件的基本形态。
在这个过程中,需要控制固化时间和温度,以确保零件的质量。
同时,通过冷却系统将模具中的余热快速散失,加快零件的冷却速度。
接着,进行脱模步骤。
在零件固化和冷却后,模具可以被打开,将零件从模具中取出。
通常采用分离机构或冷却夹具来辅助脱模。
脱模过程需要注意避免金属零件的损坏或变形。
最后,进行后处理步骤。
后处理是为了进一步提高零件的机械性能和表面质量,常见的后处理方法有机械加工、热处理、表面处理等。
通过这些后处理方法,可以获得满足要求的金属零件。
总之,压力铸造是一种快速制造金属零件的工艺方法,工艺流程包括准备工作、注液及充填、固化和冷却、脱模以及后处理等几个步骤。
通过合理控制每个步骤的参数,可以获得高质量的金属零件。
压力铸造工艺概述总结(必备3篇)
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压力铸造工艺概述总结第1篇压铸分为以下四个过程:a、合模b、压射c、开模d、推出及复位其中最关键的是压射过程:从压射冲头开始移动到型腔充满保压(热室压铸机),或者至增压结束(冷室压铸机)为止压力、速度是压射过程中两个重要工艺参数,记录压射过程中压力和速度的动态特性曲线称为压射过程曲线压射过程中,随着压射冲头的位移,速度和压力都是按设定的模式变化液态金属在压室与型腔中的运动可分解成四个阶段,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(将第二、第三阶段合为一个阶段),而热室压铸主要以两个阶段压射为主(一速升液和二速填充)第一阶段 τ_1 :从压射冲头起始位置至越过浇料口位置特征:低压低速、运动平稳,防止金属液从浇料口溢出,有利于气体排出第二阶段 τ_2 :从越过浇料口位置到金属液充满至内浇口处特征:压力增大,压射冲头速度加快,越过浇料口位置后,压射压力提高,压射冲头速度加快,金属液充满压室至浇注系统,该阶段应防止卷气,尽量避免金属液提前进入型腔第三阶段 τ_3 :从金属液充满内浇口处至型腔完成充满特征:压射压力再次升高,压射速度略有下降,充型速度最快,由于内浇口处截面积大幅度缩小,流动阻力剧增,压射速度略有下降,但此时充型速度最快第四阶段 τ_4 :充型结束特征:压射冲头停止运动,压力剧增,达到全过程的最高值,充满型腔后,增压压力对凝固中的金属液进行压室,压射冲头可能稍有前移,金属液凝固后,增压压力撤除,压射过程结束压铸时,影响金属液充填成型的因素很多,主要有压力、速度、温度、时间等参数压射力:压铸机压射缸内工作液作用于压射冲头,使其推动金属液充填模具型腔的力,称为压射力压射力 F_y=P_g×(πD^2)/4Pg-压射缸内的工作压力,Pa D-压射缸直径,m比压:压室内压铸合金液单位面积上所受的力,即压铸机的压射力与压射冲头截面积之比,充填时的比压称为压射比压,有增压机构时,增压后的比压称为增压比压,它决定了压铸件最终所受压力和这时所形成的胀模力的大小压射比压 P_b=(4F_y)/(πd^2 )胀模力:压铸过程中,金属液充填型腔时,给型腔壁和分型面的压力称为胀模力,压铸过程中,最后阶段的增压比压通过金属液传给压铸模,此时的胀模力最大,为了防止压铸模被胀开,锁模力要大于胀模力在合模方向上的合力胀模力 F_z=P_b×AA-压铸件、浇口、排溢系统在分型面上的投影面积之和选择合适的比压可以改善压铸件的力学性能铸件在较高的比压下凝固,其内部微小孔隙或气泡被压缩,内部组织的致密度和强度较高,但随着比压过高,铸件的塑性指标下降,强度也会下降,力学性能下降较高的压射比压可以提高金属液的充模能力,防止铸件产生冷隔或充填不足的缺陷,轮廓较为清晰,但比压过大,会加剧金属液对型腔的冲击,加速模具的磨损,一般在保证压铸件成形和使用要求的前提下,选用较低的比压速度有压射速度和内浇口速度两种形式压射速度(冲头速度):压射冲头推动金属液的移动速度,也就是压射冲头的速度内浇口速度(充型速度):金属液通过内浇口处的线速度称为内浇口速度内浇口速度 v_n=\frac{πd^2}{4A_n} v_y=η \sqrt{\frac{2P_b}{ρ}}v_n -内浇口速度(m/s)v_y -压射速度(m/s)d-压射冲头(或压室)直径(m)A_n -内浇口截面积( m^2 )η-阻力系数,一般取ρ -合金的液态密度(kg/ m^3 )压射力大,内浇口速度高;合金液密度大,内浇口截面积大,内浇口速度低,在压铸过程中,通过调整压射速度,改变压射冲头直径、比压及内浇口截面积等,都可以直接或间接调整内浇口速度压铸的温度主要指合金浇注温度和压铸模的温度合金浇注温度指的是从压室进入型腔时压铸合金液的平均温度,经验证明,在压力较高的情况下,应尽可能降低浇注温度,最好在压铸合金液呈粘稠“粥状”时压铸,这样可以减少型腔表面温度的波动和压铸合金液对型腔的冲蚀,但对含硅量高的铝合金,则不宜使压铸合金液呈“粥状”时压铸,否则硅将大量析出,以游离状态存在于铸件内部,使加工性能变坏。
压力铸造工艺
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压力铸造工艺一、压铸及特点1. 压铸定义及特点压力铸造(简称压铸)是在压铸机的压室内,浇入液态或半液态的金属或合金,使它在高压和高速下充填型腔,并且在高压下成型和结晶而获得铸件的一种铸造方法。
由于金属液受到很高比压的作用,因而流速很高,充型时间极短。
高压力和高速度是压铸时液体金属充填成型过程的两大特点,也是压铸与其他铸造方法最根本区别之所在。
比如压射比压在几兆帕至几十兆帕范围内,甚至高达500MPa;充填速度为0.5—120m/s,充型时间很短,一般为0.01-0.2s,最短只有干分之几秒。
2. 压铸的优缺点优点:1) 产品质量好。
由于压铸型导热快,金属冷却迅速,同时在压力下结晶,铸件具有细的晶粒组织,表面坚实,提高了铸件的强度和硬度,此外铸件尺寸稳定,互换性好,可生产出薄壁复杂零件;2) 生产率高,压铸模使用次数多;3) 经济效益良好。
压铸件的加工余量小,一般只需精加工和铰孔便可使用,从而节省了大量的原材料、加工设备及工时。
缺点:1) 压铸型结构复杂,制造费用高,准备周期长,所以,只适用于定型产品的大量生产;2) 压铸速度高,型腔中的气体很难完全排出,加之金属型在型中凝固快,实际上不可能补缩,致使铸件容易产生细小的气孔和缩松,铸件壁越厚,这种缺陷越严重,因此,压铸一般只适合于壁厚在6mm以下的铸件;3) 压铸件的塑性低,不宜在冲击载荷及有震动的情况下工作;4) 另外,高熔点合金压铸时,铸型寿命低,影响压铸生产的扩大应用。
综上所述,压力铸造适用于有色合金,小型、薄壁、复杂铸件的生产,考虑到压铸其它技术上的优点,铸件需要量为2000-3000件时,即可考虑采用压铸。
3.压铸的应用范围压铸是近代金属加工工艺中发展较快的一种高效率、少无切削的金属成型精密铸造方法,是一种“好、快、省”高经济双效益的铸造方法。
压铸零件的形状大体可以分为六类:1)圆盘类——号盘座等;2)圆盖类——表盖、机盖、底盘等;3)圆环类——接插件、轴承保持器、方向盘等;4)筒体类——凸缘外套、导管、壳体形状的罩壳盖、上盖、仪表盖、探控仪表罩、照像机壳与化油器等;5)多孔缸体、壳体类——汽缸体、汽缸盖及油泵体等多腔的结构较为复杂的壳体(这类零件对机械性能和气密性均有较高的要求,材料一般为铝合金)。
压力铸造设备及其工艺
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压铸机选用原则:
(1)了解压铸机的类型及其特点; (2)考虑压铸件的合金种类以及相关的要求; (3)选择的压铸机应满足压铸件的使用条件和技术要求; (4)选定的压铸机在性能、参数、效率和安全等方面都应有一定的预留,以 确保满意的成品率、生产率和安全性; (5)在保证第4点的前提下,还应考虑机器的可靠性与稳定性,据此来选择性 价比合理的压铸机; (6)对于压铸件品种多而生产量小的生产规模,在保证第4点的前提下,应科 学地选择能够兼容的规格,使既能含盖应有的品种,又能减少压铸机的数量; (7)在压铸机的各项技术指标和性能参数中,首要应注意的是压射性能,在 同样规格或相近规格的情况下,优先选择压射性能的参数范围较宽的机型; (8)在可能的条件下,尽量配备机械化或自动化的装置,对产品质量、生产 效率、安全生产、企业管理以及成本核算都是有益的; (9)评定选用的压铸机的效果,包括:成品率、生产率、故障率、维修频率 及其工作量、性能的稳定性、运行的可靠性以及安全性等。
(7)压射冲头、浇壶、喷嘴等热作件的寿命难以掌握和控制,失效后更换 较为费时;
(8)更换或修理熔炉时,要拆装热作件,增加了辅助时间; (9)对于高熔点合金的热室压铸,目前仍以镁合金较为适宜,而用于镁合 金的热室压铸机,同样存在上述的特点。
卧式冷室压铸机的特点:
(1)适合于各种有色合金和黑色金属(目前尚不普遍)的压铸; (2)机器的大小型号较为齐全; (3)生产操作少而简便,生产效率高,且易于实现自动化; (4)机器的压射位置较容易调节,适应偏心浇口的开设,也可以采用中心 浇口,此时模具结构需采取相应措施; (5)压射系统的技术含量较高; (6)压射过程的分级、分段明显并容易实现,能够较大程度地满足压铸工 艺的各种不同的要求,以适应生产各种类型和各种要求的压铸件; (7)压射过程的压力传递转折少; (8)压室内金属液的水平液面上方与空气接触面积较大,压射时易卷入空 气和氧化夹杂物;对于高要求或特殊要求的压铸件,通过采取相应措施仍能 得到较满意的结果。
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简述压力铸造技术1.引言1.1 压铸技术的起源压铸技术最早用于泥制备青铜生活器具、钱币等,后来发展了金属型制备简单的武器,如青铜箭头。
金属型的大量使用在印刷机械中出现制备铅字以后,国外在1872年发明了世界上第一台最简单的手动小型压铸机,并于1920年制造出了冷室压铸机,1927年发明了立式冷室压铸机。
1.2 我国压铸技术的发展我国的压铸件工业化生产开始于20世纪50年代,那时靠仿制原捷克斯洛伐克和前苏联生产的500KN和1000KN卧式冷室压铸机和进口他们的立式压铸机和卧式冷室压铸机;发展到今天国内现在的压铸机厂家可生产最大的280000KN卧式冷室压铸机和4000KN以下热室压铸机及3150KN以下立式冷室压铸机。
1.3 近几年国际压铸技术的发展⑴压铸计算机模拟技术分析压铸过程有了大的理论突破。
⑵压铸机和辅助设备方面有了很大的发展。
⑶压铸产品检测方面,特别是内部缺陷的无损检测:如X射线、荧光、超声波探测等得到了发展。
⑷压铸模具材料和寿命的发展。
⑸快速成型设计及制造技术在压铸生产中得到应用。
⑹压铸材料的发展,如镁合金及金属基复合材料。
⑺压铸新技术的开发,如真空压铸、充氧压铸、局部加压压铸等2.压铸特点和应用范围2.1 压铸工艺过程压力铸造(简称压铸)是在高压作用下将液态或半液态金属快速压入铸型中,并在压力下凝固而获得铸件的方法。
压铸所用的压力一般为30~70MPa,充型速度可达5~100m/s,充型时间为0.05~0.2s。
金属的压力铸造广泛用于汽车、冶金、机电、建材等行业。
目前90%的镁铸件和60%的铝铸件都采用压力铸造成型。
金属液在高压下以高速填充铸型,并在压力下冷却,是压铸区别于其他铸造工艺的重要特征。
压力铸造的主要工序可分为:合型、压射、顶出三个阶段。
压铸机的主要结构简图如图2-1所示。
图2-1 压铸机主要结构简图1—拉杆;2—合模座;3—动模座;4—定模座;5—压铸模2.2 压铸的特点(1)优点①生产率高,压铸机没小时可压铸50~150次,甚至有的可达500次;便于实现自动化或半自动化;②铸件的尺寸精度高,标准公差可达IT8~11;表面粗糙度低,Ra=0.8~3.2,可直接铸造出螺纹;③由于在压力下凝固,且速度快,因此,铸件晶粒细小、表面紧实、强度和硬度高;④便于采用镶铸法(嵌铸法)。
(2)缺点①压铸时由于液态金属填充速度高,液态不稳定,故采用一般压铸法时,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。
2.3 压铸应用范围和注意点①压铸是实现少无切削加工的精密铸造技术,在汽车、航空、仪表、国防等工业部门广泛用于非铁金属的小型、薄壁、形状复杂件的大批量生产。
②铸件壁厚均匀,以3-4mm的壁厚为宜,最大壁厚应小于8mm,以防止缩孔、缩松等缺陷。
③铸件不宜进行热处理或在高温下工作,以免铸件内气孔中的气体膨胀而导致铸件变形或断裂。
④由于内部疏松,铸件塑性和韧性差,故它不适合于制造受冲击的零件。
⑤铸件应尽量避免机械加工,以防内部孔洞外漏。
3.压力铸造的种类根据压力机的不同,压力铸造可分为冷室压铸和热室压铸两大类型。
而按压铸机压力传递方式可分为立式和卧式两种。
冷室压铸机的压室与保温坩埚炉是分开的,压铸时从保温坩埚中舀取金属液倒入压铸机上的压室后进行压射。
而热室压铸机的压室和保温坩埚连成一体。
3.1卧式冷室压铸卧式压铸机的压室和压射机构处于水平位置。
其工作原理及过程如图3-1所示。
(c)压射室充满(d)压射完毕图3-1 卧式冷室压铸机工作过程整个过程经浇注,冲头前进、压射开始,压射室充满,压射完毕等工序。
这些过程又可分为慢速压射(封孔)、一级快速压射(填充)、二级快速压射、增压等几个阶段。
在压铸过程中,冲头所受的压力与速度变化如图3-2所示。
多级压射的主要目的是减少压铸过程中气体的卷入,提高压铸件的致密性和质量。
由3-2图可以看出在第Ⅰ阶段速度较慢,这个阶段主要是封孔阶段,除了封住浇注孔外还可以将压室里的气体排出;该阶段的压力主要是抵抗压射冲头和压实还有压射冲头和活塞之间的摩擦力。
第Ⅱ阶段是一级快速压射阶段,该阶段主要是填充阶段,速度较快,由于金属液还没有进入到型腔中,因此,该阶段压射冲头压力仍较小,在这个阶段后期速度突然下降,而压力骤升,主要是由于金属液在浇注口突然改变流动方向,冲头受金属液回流导致压力升高。
第Ⅲ阶段为二级快速压射阶段,该阶段主要是将金属液压入到型腔中,由于水锤作用,该阶段压射冲头所受压力较大。
第Ⅳ阶段为增压阶段,该阶段主要是压射正在凝固的金属液,是形成的铸件晶粒细小,组织致密;这时压射冲头只做小位移移动。
图3-2 压铸不同阶段压射冲头的压力与运动速度的变化卧式冷室压铸广泛用于铝合金的压铸。
其压铸过程示意图如图3-3。
图3-3 卧室压铸机压铸过程示意图1—浇道;2—型腔;3—金属液浇入口;4—金属液;5—压射冲头;6—动模;7—定模;8—顶杆;9—铸件及涂料3.1.1 卧式压铸优点:①结构简单,操作程序少,生产效率高,易实现自动化;②金属消耗少;③能量损失少,使用更为广泛。
3.2 立式冷室压铸立式冷室压铸机的压室和压射机构是处于垂直位置的。
其压铸过程示意图如图3-4所示。
由3-4图可以看出,和卧式冷室压铸最大的优点是立式冷室压铸多了一个返料冲头。
其工作原理为:开始阶段时,返料冲头8上升将喷嘴口6挡住,然后往压射2中加入适量金属液,其后压射冲头1慢慢向下压入,同时返料冲头8下降,这时金属液从喷嘴压入型腔7,整个压射过程结束。
待金属液凝固后压射冲头1上升,同时在液压驱动下返了冲头上升,并切断余料9,送出压室。
图3-4立式压铸机压铸过程示意图1—压射冲头;2—压室;3—金属液;4—定模;5—动模;6—喷嘴;7—型腔;8—返料冲头;9—余料3.2.1 立式压铸优点:①有余料切断、顶出功能;②空气不易随金属进入压室;③金属液进入型腔经过转折,压力消耗大。
3.3热室压铸热室压铸的工作过程如图3-5所示。
当压射冲头3上升时,金属液1通过进口5进入压室4,随着压射冲头下压,液体金属沿着通道6经喷嘴7填充铸型8;冷却后压射冲头回升,多余的液体金属回流至压室中,然后打开铸型取出铸件。
热室压铸机的特点是生产工序简单、生产效率高、易实现自动化,金属消耗少、工艺稳定、无氧化杂物、铸件质量好;但由于压室和冲头长时间浸泡在高温金属液中,影响使用寿命,常用于锌合金压铸。
图3-5 热室压铸机压铸过程示意图1—金属液;2—坩埚;3—压射冲头;4—压室5—进口;6—通道;7—喷嘴;8—铸模图3-6 热室压铸机结构示意图1—金属液;2—坩埚;3—压射冲头;4—压射室;5—进口;6—通道;7—型腔;8—返料冲头3.4 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,能够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尺寸,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。
4 压力铸造技术新发展压铸件的主要缺陷是气孔和疏松,通常不能进行热处理。
为了解决此问题,目前主要有两个途径:一是改进现有设备;二是发展特殊压铸工艺,如真空压铸,充氧压铸等,下面逐一介绍。
4.1 真空压铸为了减少或避免压铸过程中气体随金属液高速卷入而使得铸件产生气孔和疏松,压铸前采用对铸型抽真空压铸最为普遍。
根据压室和型腔内的真空度大小又可将真空压铸分为普通真空压铸和高真空压铸。
(1)普通真空压铸即采用机械泵抽空压铸模腔内的空气,建立真空后注入金属液的压铸方法该方法。
该方法是在动模座和动模座之间用一个密封的真空罩连接,然后通过机械泵将整个真空罩中的气体抽出。
真空罩如图4-1所示。
图4-1 真空罩安装示意图1—真空罩;2—动模座;3—动模安装板;4—定模安装板;5—压铸模;6—抽气孔;7—弹簧垫衬(2)高真空压铸高真空压铸的关键是能在很短的时间内获得高真空。
图4-2为吸入式高真空压铸机的工作原理图,它采用真空吸入金属液至压室内,然后进行快速压射,可获得较高的压铸真空度。
图4-2 吸入式高真空压铸机的工作原理图高真空压铸的原理:压铸工作前,先从抽真空管将整个压室和型腔中的空气抽出,这个抽真空过程速度一定要尽可能快,使得坩埚中的金属液和压室产生较大的压力差,从而使得坩埚中的金属液体沿着升液管进入压室,接着压射冲头开始向右进行压射。
4.1.1 真空压铸法的优点①真空压铸法可以消除或减少压铸件内部的气孔,提高压铸件的机械性能和表面质量,改善镀覆性能;②真空压铸法大大减少型腔的反压力,可使用较低的比压及铸造性能较差的合金,有可能用小机器压铸较大的铸件;③可以改善填充条件,可压铸较薄铸件;4.1.2 真空压铸法的缺点①密封结构复杂,制造及安装困难;②真空压铸法若控制不当,压铸效果不明显。
4.2 充氧压铸充氧压铸是将干燥的氧气充入压室和压铸模型腔内,以取代其中的空气和其他气体。
充氧压铸工艺原理图如图4-3所示。
充氧压铸仅适用于铝合金。
当铝合金液体压入压室和压铸模型腔时与氧气发生化合反应,生成AL2O3,形成均匀分布的AL2O3小颗粒(直径在1um以下),从而减少或消除了气孔,提高了铸件的致密性。
这些小颗粒分散在铸件中,约占总质量的0.1%-0.2%,不影响机械加工。
图4-3 充氧压铸工艺原理4.2.1 充氧压铸的特点消除或减少了铸件内部的气孔,强度提高了10%、伸长率增加了1.5-2倍,铸件可进行热处理;AL2O3有防腐蚀作用,充氧压铸件可在200-300℃的环境中工作;与真空压铸相比,充氧压铸的结构简单、操作方便、投资少。
局限性: 1.必须使用润滑剂或固体粉末脱模;2.氧气置换和除去水分的时间稍长;3.铸造合金中Fe和Mn的含量要适当;4.熔液和氧气完全反应下的铸造条件优化比较难。
4.3 精、速、密压铸精、速、密压铸(双压射冲头)时采用一种由两个套在一起的内外压射冲头。
在开始压射时,两个压射冲头同时前进;当充填完毕,型腔达到一定压力后,限时开关启动,内压射冲头继续前进,补充压实铸件。