高压铸造工艺基础知识培训

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二、压铸过程主要工艺参数
2. 压力
Ø 压力的存在是压铸工艺区别于其他铸造方法的主要特点
。压力是使铸件获得组织致密和轮廓清晰的因素 Ø 压力的表示形式有压射力和比压两种。
2. 1 压射力
Ø 压射力是压铸机压射机构中推动压射活塞运动的力。压 射力是反映压铸机功能的一个主要参数。
Ø 压射力的大小是由压射缸的截面积和压射腔内工作液 的压力所决定。压射力的公式如下：
由于用这种方法生产产品具有生产效率高，工序简 单，铸件公差等级较高，表面粗糙度好，机械强度大，可 以省去大量的机械加工工序和设备，节约原材料等优点， 所以现已成为铸造业中的一个重要组成部分。
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一、压铸概述
压铸循环生产过程：
合模
金属液浇入压室
压射
喷水、吹气
铸件出模
开模
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一、压铸概述
压铸过程
Ø 模温对合金熔液冷却速度、结晶状态、收缩应力均有明显影响。 模温过低，收缩应力增大，铸件易产生裂纹。
Ø 模温对模具寿命影响甚大，激烈的温度变化，形成复杂的应力状 态，频繁的应力交变导致早期龟裂。
Ø 模温对铸件尺寸公差等级的影响，模温稳定，则铸件尺寸收缩也 相应稳定，尺寸公差等级也得以提高。
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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
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二、压铸过程主要工艺参数
4. 温度
Ø 压铸过程中，温度对填充过程的热状态，以及操作的效 率等方面起着重要的作用。压铸中所指的温度是指浇注 温度和模具温度，温度控制是获得优良铸件的重要工业 因素。
Ø 熔融金属的浇注温度是指它自压室进入型腔时的平均温 度。由于对填充室内的金属液的温度测量不方便，一般 以保温炉的温度表示。
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三、压铸件设计
6.压铸件的减少后续加工设计
压铸件能达到较高的尺寸精度，故多数表面和部件不需要 机械加工，可直接装配使用，同时因以下两个原因也不支持机械 加工，一是铸件的表皮坚硬耐磨，加工后会失去这个冷硬层，二 是压铸件内部通常会有气孔的存在，分散细小的气孔是不影响使 用的，加工后反而暴漏了气孔影响外观和使用功能，即使有特殊 的要求需要机械加工也应合理控制加工余量，减少加工时间和暴 漏气孔的机会，一般加工余量都控制在0.8以下，为了尽量减少 机械加工，一就要求合理制订图纸的公差，能保证零件的安装即 可，不适当的公差范围就会增加后续的机械加工，二是合理设计 减少零件的收缩变形，三是有角度的安装孔可以考虑对接异形孔。
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一、压铸概述
压铸过程
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一、压铸概述
压铸过程
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一、压铸概述
压铸过程
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一、压铸概述
压铸过程
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一、压铸概述
压铸过程
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一、压铸概述
压铸过程
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一、压铸概述
压铸机选择
1. 确定比压
比压推荐值( MPa )
一般件
承载件 耐气密性件或 大平面薄壁件
电镀件
锌合金 13~20 20~30 25~40 20~30
Ø 镀锌件填充时间为0.02S、喷油件填充时间为0.04S。
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二、压铸过程主要工艺参数
5. 2 填充时间
Ø 增压建压时间是指熔融金属在充型过程中的增压阶段， 从充满型腔的瞬时开始，直至增压压力达到预定值所建 立起来的时间，也即从压射比压上升到增压比压建立起 来所需的时间
5. 3 持压时间
Ø 熔融金属充满型腔后，使熔融金属在增压比压作用下凝 固的这段时间，称为持压时间。
F压=P液XA缸
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二、压铸过程主要工艺参数
2. 2 比压
Ø 压室内熔融金属在单位面积上所受的压力称为比压。比
压是压射力与压室截面积的比值其计算公式如下：
P比=P射/A室 Ø 比压是熔融金属在填充过程中各阶段实际得到的作用力
的大小的表示方法，反映了熔融金属在填充的各个阶段 以及金属流经各个不同截面积时的力的概念。
Ø 将填充时的比压称为填充比压又称压射比压。增压阶 段的比压称为增压比压这两个比压的大小同样都是根
据压射力来确定的
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二、压铸过程主要工艺参数
2. 3 压力的作用和影响
Ø 填充比压是克服浇注系统和型腔中的流动阻力，特别是 内浇口处的阻力，使金属液流保证达到需要的内浇口速 度。
Ø 增压比压则是决定了正在凝固的金属所受到的压力以及 这时所形成的胀型力的大小
Ø 持压时间的作用是使压射冲头将压力通过还未凝固的余 料、及浇口部分未凝固的金属传递至型腔，使正在凝固 的金属在压力下结晶，从而获得致密的铸件。
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三、压铸件设计
为从根本上防止不良品的发生，并以低成本大批量生产压铸件，必须 使压铸件的设计适合于压铸生产，良好的压铸件设计可以保证模具的寿命 和生产的可靠性以及良好的良品率，下面从压铸件的结构和工艺方面讲解 一下设计的原则和要求。 1.设计时避免内侧凹和尽量减少侧抽芯数量
Ø 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。
Ø 对填充条件的影响：合金熔液在高比压下填充型腔，合 金温度升高，流动性改善，有利于铸件质量的提高。
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二、压铸过程主要工艺参数
3. 速度
Ø 压铸过程中，压射速度受压力的直接影响，又与压力共同对铸件内部
二、压铸过程主要工艺参数
5. 时间
Ø 压铸工艺上的“时间”是填充时间，增压建压时间，持 压时间及留模时间，这些“时间”都是压力、速度、温 度这三个因素，再加上熔融金属的物理特性，铸件结构 （特别是壁厚），模具结构（尤其是浇注系统和溢流系 统）等各方面的综合结果 。
5. 1 填充时间
Ø 熔融金属在压力下开始进入型腔直到充满的过程所需 的时间称为填充时间。
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三、压铸件设计
5.压铸件的工艺顶出位置的设计 压铸过程中开模后产品包在动模上，必须靠模具的顶针顶出，所以产
品要有足够的位置放置顶针，压铸产品的顶针直径一般都是5毫米以上，5 毫米以下的生产中经常折断，所以不建议采用，设计压铸产品时要事先考 虑有否足够的顶出空间和位置，尽量避免采用异形顶针而采用圆形顶针， 同时注意顶针的位置要与型壁之间保留足够距离，一般大于3毫米
Ø 铝合金、镁合金随温度升高氧化加剧，氧化夹杂物，使 合金性能恶化。
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二、压铸过程主要工艺参数
4. 2 模具温度的作用和影响
Ø 在压铸过程中，模具需要一定的温度。模具的温度是压铸工艺中 又一重要的因素，它对提高生产效率和获得优质铸件有着重要的 作用。
Ø 在填充过程中，模温对金属液流温度、粘度、流动性，填充时间 ，直充流态等均有较大影响，模温过低时，表层冷凝后又为高速 液流破碎，产生表层缺陷，甚至于不能“成型”，模温过高时， 虽有利获得光洁的铸件表面，但易出现收缩凹陷
铝合金
抗 拉 强 度
压射锤头速度
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二、压铸过程主要工艺参数
二快压射正确，慢压射将压室内空气排净，使合金液至内浇口处
二快压射起点正确
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二、压铸过程主要工艺参数
3. 4 内浇口速度
Ø 熔融金属进入内浇口导入型腔时的线速度，称为内浇口 速度
Ø 通常采用的内浇口速度范围为15-70米/秒。 Ø 内浇口速度高低与铸件机械性能的影响极大，内浇口速
Ø 二级压射速度又称 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速度一般在4-5 米/秒范围内 。
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二、压铸过程主要工艺参数
3. 3 快压射速度的作用和影响
快压射速度对合金机械性能的作用和影响，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，合金熔液呈雾状和气体混合，产生严重 裹包气，机械性能下降。
铝合金 30~50 50~80 80~120
镁合金 30~50 50~80 80~100
铜合金 40~50 50~80 60~100
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一、压铸概述
压铸机选择 2. 计算胀型力
F= A×P/10 式中— F: 胀型力(KN，注：1T=10KN)
A: 铸件在分型面上的投影面积，多腔模 则为各腔投影面积之和，一般另加 30%作为浇注系统和溢流排气系统的 面积(cm2)。
Ø 因此，压射锤头的压射速度越高，则金属流经内浇口的速度越高。
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二、压铸过程主要工艺参数
3. 2 压射速度
Ø 压射速度又分为两级，一级压射速度亦称慢压射速度， 这级速度是指冲头起始动作直至冲头将室内的金属液送 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。
P: 比压( MP a )
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二、压铸过程主要工艺参数
1.压铸工艺简介
Ø 压铸工艺是将压铸机、压铸模、和压铸合金三大要素有 机的组合而加 以综合运用的过程。 Ø 压铸时金属按填充型腔的过程，是将压力、速度、温度 以及时间等工艺因素得到动态平衡的过程。 Ø这些工艺因素既相互制约，且相辅相成，只有正确选择 和调整这些因素，使之协调一致，才能获得预期的结果 Ø压铸过程中，不仅重视铸件结构的工艺性，铸型的先进 性，压铸机性能和结构优良性，压铸合金选用的适应性和 熔炼工艺的规范性。更应重视压力、速度、和时间等工艺 参数对铸件质量的重要作用。
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四、压铸件常见缺陷产生原因及解决方法
缺陷类 型 流痕
冷隔
拉伤、 粘模伤
痕
图片
特征
产生原因
排除措施
铸件表面上呈 现与金属液流动 方向相一致的， 用手感觉得出的 局部下陷光滑纹 路。