第6、7章挤压铸造
变形铝合金挤压铸造
却 。在更换型腔零件后 ,铸型即可用于高脚杯形件的生
产 。挤压铸造工艺参数列于表 1 。
表 1 毛坯挤压铸造工艺参数
毛坯形状 压力/ MPa 保压时间/ s 升压时间/ s 铸型温度/ ℃ 浇注温度/ ℃
a
160
30
7～10 220～280 680～720
b
190
30
7～10 220～280 680～720
图 5 靠锥体配合进行垂直分型的凹模 1. 模座 2. 定位销 3. 凹模 4. 顶杆 5. 垫块
挤压铸造的工艺参数见表 2 。挤压铸件的硬度平 均为 69. 2 HV (普通铸件的平均硬度 HV 只有 60. 5) ,σb 平均为 305 M Pa 、δ平均为 4. 5 %。
表 2 气动仪表零件挤压铸造工艺参数
③注意铝液的清洁和除气 ,以防止炉渣的带入 。
4 变形铝合金间接挤压铸造研究
4. 1 间接挤压的试验结果 上述的变形铝合金直接挤压 ,铸件有优良的力学性
11
特种铸造及有色合金 2008 年年会专刊
能 ,但是只能做形状简单的厚壁件 ,能否做复杂铸件 ? 为此 ,笔者进行了多次间接挤压铸造试验 。
实心制件
通心制件
杯形件 (固定下模)
桶形件 (可动底板) 杯形件 (可动下模)
(a) 直接挤压铸造
(b) 柱塞挤压铸造
图 1 直接挤压铸造和柱塞挤压铸造实例
2. 1 7A04 铝合金杯形件和高脚杯形件
图 2 为杯形件和两种规格的高脚杯形件的毛坯图 。 材料均用 7A04 高强度铝合金 。
挤压设备采用 YA712250 型 2500kN 油压机 。3 种 杯形件的挤压铸造模具见图 3 。其中 ,右边为正视图 , 左边为旋转 45°的剖视图 。此铸型属直接冲头挤压方 式 。型腔零件均用 3Cr2W8 模具钢 ,用水管和水套冷
铝合金挤压铸造技术研究分析
Production&Application生产与应用挤压铸造是一种新型的铸造方法，该方法可以减少铸件的变形和缺陷，提高铸件的综合性能。
挤压铸造的优点有：能够生产形状复杂的大型铸件；可以制造尺寸精度要求高的零件；可以生产复杂形状和特殊结构零件；可以获得高致密度零件。
挤压铸造在航空、航天、汽车、造船、建筑等工业领域应用广泛。
合金熔体的准备需要一个稳定的环境。
因此，应该选择一个具有良好通风条件和环境清洁的地方。
对于一些特殊材料，例如熔剂、陶瓷、陶瓷粉末等，可以选择真空冶金设备和真空泵等设备进行处理。
此外，在进行挤压铸造时，需要根据实际情况选择合适的挤压铸造模具和挤压设备。
如果模具尺寸不合适或模具质量不合格，则需要更换模具或重新选择压铸工艺[1]。
浇注系统的设计与铝合金材料和模具类型密切相关。
如果铸件材料和模具结构不合适，就会导致铸件内部缺陷，进而影响其使用寿命。
因此，浇注系统设计的主要目的是提高挤压铸件的质量。
浇注系统分为水平、垂直和倾斜三种。
水平浇注系统是指在同一平面上有多个浇口，使铸件均匀地充满整个圆面。
一般来说，倾斜浇注系统是为了方便打开浇口套，不利于排气，所以对于一些薄壁铝合金铸件来说，通常不采用这种方法。
另外，在挤压铸造过程中，如果发现铝液流动速度不均匀或出现喷溅现象，应该及时调整浇口套的位置或更换浇口套。
此外，在调整浇口套时，还应考虑到铸件的尺寸和壁厚。
当铸件的厚度小于6mm时，应该使用低内径、小外径的浇口套；当铸件的厚度大于6mm时，应该使用大内径、大外径的浇口套；当铸件的壁厚大于6mm时，应该使用高内径口套。
在铝合金挤压铸造中，模具的设计也非常重要。
在设计模具时，要考虑模具的结构、形状和材料等因素。
一般来说，模具尺寸越大，则工件越容易出现缺陷；而模具形状越复杂，则工件的表面粗糙度也越高。
因此，在设计挤压铸造模具时要注意这几点：（1）合理选择挤压铸造模具的型腔尺寸。
在设计挤压铸造模具时，可以先根据相关标准进行计算，然后再根据实际情况进行设计。
挤压铸造
挤压铸造成型
3.在挤压铸造工艺中应用人工神经网络 挤压铸造工艺参数的确定主要靠经验，而且这些参数很难确定，人 工神经网络是一个比较新的学科，在非线性系统、错误诊断、预测、 自适应控制等方面已取得了很大成功。但我国才刚刚起步，应加强 对人工神经网络预测挤压铸造工艺参数的研究。
挤压铸造成型
应用实例：
挤压铸造成型
7.铸型涂料 为了防止铸件黏焊铸型，使铸件能顺利地从型腔中取出，以降低铸件表
面粗糙度，提高铸型的寿命，减缓金属液在加压前的结壳速度，以利于金 属液在压力下充型，在挤压铸型的表面一般都必须喷涂涂料。在挤压铸造 中不能采用涂料层来控制铸件的凝固，因为施加在金属液上的高压将使涂 料层剥落，引起铸件产生夹杂缺陷，为此，采用50μm左右的薄层涂料。。
挤压铸造成型
适用范围：
1、在材料种类方面适用性较广，可用于生产各种类型的合金，如铝合 金、锌合金、铜合金、灰铸铁、球墨铸铁、碳钢、不锈钢等。
2、对于一些复杂且性能上有一定要求的零件，采用挤压铸造合适。 因为挤压铸造既能容易成形，又能保证产品性能的要求。
3、在工件壁厚方面，一般来讲不能太薄，否则将给成形带来困难。
挤压铸造成型
1.工艺原理及特点 (1)工艺原理 将一定量的液体金属（或半固态金属）浇入金属
型腔内，通过冲头以高压（50〜100MPa）作用于液体金属上， 使之充型、成形和结晶凝固，并产生一定塑性形变，从而获得优 质铸件。
（a）熔化
（b）充型
（c）挤压
（d）顶出铸件
挤压铸造成型
（2）工艺特点 适用的材料范围较宽，不仅是普通铸造合金，也适用于高性能的变形合金，
挤压铸造成型
安徽信息工程学院 材料1501 詹凯
目录
第六章 挤压模具
• 3）专业化、规模化的组织生产仍是冷挤压 生产的发展方向和趋势。 • 4) 挤压专机将成为一种发展趋势。随着中 小型锻件的精化生产发展及冷挤压、温挤 压工艺的推广应用，多工位冷挤压压力机、 精压机及针对某种锻件而设计制造的专机 会得到大力发展。
5.挤压技术的应用
冷挤压技术已在紧固件、机械、仪表、电器、 轻工、宇航、船舶、军工等工业部门中得到较为 广泛的应用。
• 出料及淬火：从挤压机出口处挤出的型材在出 料淬火台上进行快速强制冷却。
• 风冷 • 水雾冷却 • 水槽冷却
铝合金型材挤出后的加工与处理
• • • • • 牵引机或牵引台将型材引出 达到所需长度由热切锯切断（一般20~30M） 由移动冷床将型材移至校直机进行校直 校直后的型材用定尺锯切割成所需长度 将定尺型材装入转运架内转入时效工序
铝的主要特性
• 可成形性:这是铝及许多铝合金较重要的特性之 一。特定的拉伸強度、屈服強度、可延展性和 相应的加工硬化率，决定了铝的可成型性。 • 可回收性：铝具有极高的可回收性，再生铝的 特性与原生铝几乎没有分别，而且回收费用低 廉。这在讲求环保的今天显得尤为重要。 • 其它特性：无毒、不燃烧…
铝的应用
铝合金型材的人工时效
• 人工时效：人工时效能够显著提高铝合金型材 的机械性能，特别是硬度。铝合金型材通常在 时效炉内加热到特定温度，保温4~8小时，使合 金元素稳定后，出炉自然冷却。
铝型材断面问题
挤压模具常识
模 具 的 组 成
正模 模垫 模套
2.挤压特点
挤压，特别是冷挤压，材料利用率高， 材料的组织和机械性能得到改善，操作简 单，生产率高，可制作长杆、深孔、薄壁、 异型断面零件，是重要的少无切削加工工 艺。挤压主要用于金属的成形，也可用于 塑料、橡胶、石墨和粘土坯料等非金属的 成形。
机械制造基础
机械制造基础铸造.锻压.焊接复习资料铸造一、概念1、铸造：铸造是将熔融金属浇注、压射或吸入铸型型腔，冷却凝固后获得一定形状和性能的零件或毛坯的金属成形工艺。
2、合金的流动性：是指液态合金本身的流动能力。
3、比热容：是单位质量物体改变单位温度时吸收或释放的能量。
4、液体收缩：指液态金属由浇注温度冷却到凝固开始温度（液相线温度）之间的收缩。
5、凝固收缩：指从凝固开始温度到凝固终了温度（固相线温度）之间的收缩。
6、固态收缩：指合金从凝固终了温度冷却到室温之间的收缩。
7、缩孔：在铸件凝固过程中，由于合金的液态收缩和凝固收缩，使铸件的最后凝固部位出现孔洞，面积较大而集中的孔洞称为缩孔。
8、缩松：在铸件凝固过程中，由于合金的液态收缩和凝固收缩，使铸件的最后凝固部位出现孔洞，细小而分散的孔洞称为缩松。
9、顺序凝固原则：顺序凝固原则就是在铸件上可能出现缩孔的厚大部位通过安放冒口等工艺措施，使铸件远离冒口的部位先凝固，然后是靠近冒口的部位凝固，最后才是冒口本身凝固。
10、热应力：温度改变时，物体由于外在约束以及内部各部分之间的相互约束，使其不能完全自由胀缩而产生的应力。
11、机械应力：铸件收缩受到铸型、型芯及浇注系统的机械阻碍而产生的应力。
12、热裂：是在凝固后期高温下形成的，主要是由于收缩受到机械阻碍作用而产生的。
13、冷裂：是在较低温度下形成的，常出现在铸件受拉伸部位，特别是有应力集中的地方。
二、填空题。
1、在液态金属成形的过程中，液态金属的充型及收缩是影响成形工艺及铸件质量的两个最基本的因素。
2、铸造组织的晶粒比较粗大，内部常有缩孔、缩松、气孔、砂眼等组织缺陷。
3、液态金属注入铸型以后，从浇注温度冷却到室温要经历液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个互相联系的收缩阶段。
4、热裂是在凝固后期高温下形成的，主要是由于收缩收到机械阻碍作用而产生的。
5、冷裂是在较低温度下形成的，常出现在铸件受拉伸部位，特别是有应力集中的地方。
第章挤压铸造
（4）金属浇注温度 • 为利于提高铸件内部质量和铸型工作寿命，铸型
垂直合型挤压铸造时的金属浇注温度比砂型铸造 和金属型铸造偏低。
• 一般挤压铸造时金属浇注温度比该金属的液相线 温度高50~100度。
（5）浇注的定量
• 常采用体积定量法对浇入凹型中的金属数量进行 定量，也可用称重法进行浇注金属的定量。
第六章
挤压铸造
原理：把液态金属直接浇入金 属模内，然后在一定时间内 以一定的压力作用于焙融或 半熔融的金属液体使之成形， 并在此压力下成型、凝固， 从而获得毛坯或零件的一种 成形方法。
又称液态模锻，是介于铸 造、锻压之间的一种少无 切削工艺技术。
工艺流程：
1.铸型准备 2.浇注 3.合型加压 4.开型取件
适用范围：
1、在材料种类方面适用性较广，可用于生产各 种类型的合金，如铝合金、锌合金、铜合金、灰 铸铁、球墨铸铁、碳钢、不锈钢等。
2、对于一些复杂且性能上有一定要求的零件， 采用挤压铸造合适。因为挤压铸造既能容易成形， 又能保证产品性能的要求。
3、在工件壁厚方面，一般来讲不能太薄，否则 将给成形带来困难。
• 另外，可在设计铸型时，设置溢流器，以使多余 金属在挤压铸造成型时进入该处，保证铸件尺寸 不会因浇注金属太多而出现偏差。
（6）铸型的润滑
• 为铸件凝固后冲头能很顺利地自铸件中抽出，铸 件与凹型的脱离也应同样顺利，降低铸件与铸型 间的摩擦力，在浇注时和进行挤压成形之前，需 对铸型和冲头工作表面刷涂润滑剂。
➢ 2）浇注后开始加压时间的间隔不应超过15s。 ➢ 3）挤压时冲头的下压移动速度 • 冲头下压移动速度太低，易出现金属液未充满型
腔时金属已不能流动；速度太高，金属液充型时 流速太快，金属液中产生涡流，卷入气体。
材料成型工艺及模具设计知到章节答案智慧树2023年长江师范学院
材料成型工艺及模具设计知到章节测试答案智慧树2023年最新长江师范学院第一章测试1.压力铸造和挤压铸造分别应用于液态金属和半固态金属的铸造成型。
（）参考答案:错2.铸件产生缩孔、缩松的基本原因不包括液态收缩。
（）参考答案:错3.铸件图又称铸件毛坯图，它是根据铸造工艺图绘制的，是（），主要反映铸件实际形状、尺寸和技术要求。
参考答案:通用的工艺文件;铸件检验的基准图;铸造生产用图4.压铸在所有铸造方法中生产速度最快。
（）参考答案:对5.缩松常分布在（）。
铸件的轴线区域;缩孔附近;铸件厚壁的中心部位第二章测试1.过热使材料的内部产生不可逆的变化，无法通过重新加热锻造和再结晶使金属或合金恢复原来的力学性能。
（）参考答案:错2.以下哪些工艺属于锻造成形工艺（）。
参考答案:模锻;胎模锻;自由锻3.锻造工艺一般是在高温下进行，而冲压工艺一般在（）下进行。
参考答案:常温4.冲压成形工序包括（）。
拉深;胀形;弯曲;翻边5.常见的冲裁工序包括（）。
参考答案:单工序冲裁;级进冲裁;复合冲裁第三章测试1.与此传统机械连接相比，焊接不易实现机械自动化。
（）参考答案:对2.下列关于熔焊的焊缝组织说法正确的是（）。
参考答案:金属的力学性能一般不低于母材性能;焊缝组织为柱状铸态组织3.碳素结构钢Q235AF中的“235”表示（）。
屈服点数值4.关于搅拌摩擦焊的焊接压力说法正确的是（）。
参考答案:当焊接压力过大时，轴肩与焊件表面摩擦力减小5.材料焊接性的影响因素有（）。
参考答案:零件的结构形状对;材料的厚度;母材和焊接材料;接头形式第四章测试1.塑料的工艺特性包括塑料的收缩性、流动性、结晶性、相容性、热敏性、吸湿性等。
（）参考答案:对2.塑件设计基本原则有（）。
参考答案:便于成形加工;针对不同物理力学性能扬长避短;满足使用要求和外观要求;塑件的几何形状尽量简化模具结构3.注射成型工艺适用于（）。
参考答案:主要成型热塑性塑料，某些热固性塑料也可用注射方法成型4.如下图所示的单分型面注射模（两板式）是由（）所组成。
挤压铸造
目录
概述 挤压铸造合金的组织和性能 挤压铸造工艺 铸型设计 挤压技术新发展
挤压铸造成型
7.3.1 概述
挤压铸造（Squeeze Casting)也称“液态模（Liquid Metal Forging），这一概念最早出现在1819年的一项英国专利中，第一台 挤压铸造设备1931年诞生在德国，随后挤压铸造在前苏联得到较广 泛的应用，但直到20世纪60年代才开始在北美、欧洲和日本获得应 用。北美压铸协会(NADAC)对挤压铸造的定义为：采用低的充型速 度和最小的扰动，使金属液在高压下凝固，以获得可热处理的高致密 度铸件的铸造工艺。
挤压铸造成型
5.浇注温度 挤压铸造所采用的浇注温度比同种合金的砂型铸造、金属型铸造略低一
些。一般控制在合金液相线以上50~100℃。对形状简单的厚壁实心铸件 可取温度下限；对形状复杂或薄壁铸件应取上限。。
挤压铸造成型
6.温度 模具温度过高或过低都会直接影响铸件质量和模具寿命。模具温度过低， 铸件质量难以得到保证，易产生冷隔和表面裂纹等缺陷。模具温度过高， 容易发生黏模，降低模具寿命，还会使铸件脱模困难。
挤压铸造成型
（3）冲头-柱塞挤压铸造
（a)法兰盘形零件
（b）通孔法兰盘零件
挤压铸造成型
（4）局部加压凝固 对于大型铸件，采用间接挤压铸造工艺时，施加的压力对远离冲头 的部位很难起到压力补缩作用，因此，对这些部位实行局部加压的方 法，以期达到减少该部位缩孔、缩松的目的。
挤压铸造成型
工艺流程：
顶出 制件
中的金属液传递到铸件上。间接挤压铸造工艺中，由于铸件是在已合型闭 锁的型腔中成形，不必精确定量金属液，因而铸件尺寸精度高。但冲头不 直接而是部分地加压于铸件上，加压效果较差。此外，间接挤压工艺采用 了浇注系统，因此金属液利用率较低。此工艺适合于产量大，形状较为复 杂或小型零件的生产，也可用于生产等截面型材。
《挤压铸造制备铜-铝双金属构件关键技术及组织性能研究》范文
《挤压铸造制备铜-铝双金属构件关键技术及组织性能研究》篇一挤压铸造制备铜-铝双金属构件关键技术及组织性能研究一、引言随着现代工业的快速发展，对具有优良性能和特定结构的多金属复合材料的需求日益增长。
铜/铝双金属构件作为一种典型的复合材料，因其兼具铜的高导电性和铝的低密度、高导热性等优点，在电子、汽车、航空航天等领域具有广泛的应用前景。
挤压铸造作为一种重要的制备工艺，能够有效地将不同金属结合在一起，成为制备铜/铝双金属构件的主要方法之一。
本文将针对挤压铸造制备铜/铝双金属构件的关键技术进行深入的研究，并对其组织性能进行探讨。
二、挤压铸造制备铜/铝双金属构件关键技术（一）工艺原理挤压铸造是一种通过模具对金属液施加压力，使其在高压下填充并固化成型的工艺。
在制备铜/铝双金属构件时，通过将熔融的铜和铝液分别填充到模具中，再通过施加压力使两种金属紧密结合。
（二）关键技术点1. 合金设计：根据实际需求，设计合理的合金成分比例，以获得最佳的物理性能和机械性能。
2. 模具设计：模具的设计对于产品的成型和质量具有决定性影响。
需要考虑到金属的流动性、热传导性以及冷却速度等因素。
3. 工艺参数：包括温度、压力、时间等参数的合理设置，对于保证产品的质量至关重要。
（三）技术实现在实际操作中，需要严格控制合金的熔炼过程，确保熔融金属的纯净度和温度；同时，模具的预热和填充速度也需要精确控制，以保证金属液的填充质量和成型效果。
此外，还需要对产品进行后处理，如热处理、表面处理等，以提高产品的性能和稳定性。
三、组织性能研究（一）组织结构铜/铝双金属构件的组织结构对其性能具有重要影响。
通过合理的合金设计和工艺参数设置，可以获得均匀、致密的微观组织结构。
在铜和铝的界面处，通过合理的工艺控制，可以实现良好的冶金结合，提高产品的力学性能和耐腐蚀性。
（二）性能分析1. 力学性能：通过对产品的硬度、抗拉强度、延伸率等力学性能进行测试和分析，评估产品的性能表现。
锻造部分习题总结 铸造工艺习题部分(含答案)
锻造部分总结1镦粗常见的质量问题及原因（由变形不均匀性引起）主要质量问题：⑴锭料镦粗后上、下端常保留铸态组织；⑵侧表面易产生纵向或呈45度方向的裂纹；⑶高坯料镦粗时常由于失稳而弯曲。
变形不均匀分布的原因：⑴工具与坯料端面间的摩擦，使金属变形困难，Ⅰ区受到摩擦的影响最大，愈靠近中心处金属愈受到外层金属的阻碍，变形愈困难，形成近似锥形的困难变形区，而Ⅱ区受摩擦影响较小，变形较大；⑵平板间热镦粗时，温度不均也使得变形不均，与工件接触的Ⅰ区温度下降较快，变形抗力较大，较Ⅱ区变形困难；⑶Ⅱ区变形大，Ⅲ区变形小，使得Ⅱ区金属外流时对Ⅲ区金属产生压力，从而在切向产生拉应力，愈靠近坯料表面切向拉应力愈大。
镦粗缺陷产生的原因－变形不均匀性：⑴Ⅰ区变形程度小，温度较低，金属不易破碎和发生动态再结晶，仍保留较粗大的铸态组织，而Ⅱ区变形程度大，温度较高，铸态组织易被破，再结晶出充分，从而形成细小的锻态组织，内部孔隙也被焊合。
⑵Ⅲ区受到Ⅱ区金属的径向压应力而产生切向拉应力，愈靠近表面切向拉应力愈大。
当切向拉应力超过材料的抗拉强度时，便会产生纵向裂纹，而当材料塑性较低时，侧表面易产生45°裂纹。
2矩形截面坯料拔长的变形特点及其与矩形截面坯料镦粗变形的异同点，矩形截面坯料拔长常见的质量问题及形成原因，圆截面坯料拔长常见的质量问题。
变形特点：局部压缩、局部受力、局部变形，相当于两端有约束端的镦粗，尺寸变化规律与矩形坯料镦粗相似。
质量问题:(1)侧表面裂纹当送进量较大（l＞0.5h）时：心部变形较大，侧表面受拉应力当送进量过大（l＞h）和压下量也很大时：展宽过多而产生较大的拉应力引起侧表面开裂，类似于镦粗裂纹。
（2）角裂拔长时外端的存在加剧了轴向附加拉应力，尤其是边角部分冷却较快，塑性降低，更易开裂。
因此在拔长高合金工具钢和某些耐热合金时，易产生角裂，操作时需注意倒角。
（3）内部纵向裂纹：当送进量较大，并且在坯料同一部位反复重击时：对角线裂纹（4）内部横向裂纹拔长大锭料时，常遇到l<0.5h的情况，此时变形主要集中在上、下两部分，中部变形小，在轴心部分沿轴向受到附加拉应力，在拔长锭料和低塑性材料时，轴心部分原有的缺陷（缩松等）进一步扩大，易产生横向裂纹。
挤压铸造工艺原理、特点、分类
第9章挤压铸造概述挤压铸造，简称挤铸，也称“液态模锻”或“液锻”。
其原理是对进入挤压铸型型腔内的液态（或半固态）金属施加较高的机械压力，使其成形和凝固，从而获得铸件或铸锭的一种工艺方法。
此工艺是一种介于模锻与压铸之间，实施铸锻结合的工艺。
其与模锻不同，置于模具（铸型)中的不是固态坯料，而是液态（或半固态）金属；与普通压铸不同，其液态金属是自下而上缓慢、平稳充型的，并保持在高压力下凝固。
从工艺方法方面，挤压铸造主要分两大类：①直接挤压铸造，简称直接挤铸，包括直接冲头挤铸、柱塞挤铸等，即液态金属在压力推动下充填由冲头与凹型组成的型腔中，且挤压冲头直接挤压在铸件上（见图9-1）。
②间接挤压铸造，简称间接挤铸，包括上压式和下顶式间接挤铸等，即液态金属在压力推动下，充填已闭合锁型的型腔中，挤压压冲头通过内浇道将压力传递到铸件上（见图9-2)。
图9-1典型直接挤压铸造工艺程序示意图a）铸型准备b）浇注c）合挤压压d）开型，取出铸件按挤压铸型的分（合）型方向的不同，挤压铸造也可分为立式挤铸（水平分型，如图9-1所示）和卧式挤铸（垂直分型，如图9-2所示)两大类。
但不论是何种类型，为创造良好的排气条件，挤压冲头对液态金属的挤压力，大都是垂直方向（由上向下或自下而上)施加的。
图9- 2典型间接挤压铸造（下顶式）工艺程序示意图a）铸型准备后浇注 b）合型，挤压料筒摆正e）挤压头和挤压料筒上升 d）挤压头上升挤压挤压铸造的工艺过程一般分为下列步骤（见图9-1，图9-2）。
（1）铸型准备包括对铸型、挤压料简及挤压冲头的清理和喷涂，并将其回复到准备位置上。
（2）浇注将液态（或半固态）金属注入凹型或料筒中。
（3）合型合型并锁型，将料筒、冲头进入待挤压位置。
（4）挤压用挤压冲头将液态（半固态）金属推人型腔，并继续保压直至其完全凝固。
（5）开型推出铸件。
挤压铸造一般在专用挤压铸造机（简称挤铸机）上进行。
但国内外也不少是选普通液压机代用，后者设备投资少，也可行，但生产效率低并会影响产品质量。
挤压铸造工艺简介
350 拉伸强度 0.2％耐力 ［MPa］ 300 250 200 150 100 50 0
VSC系列
Vertical-die-clamping Vertical-shot Squeeze Casting machine (纵向合模 纵向挤压铸造机)
１．挤压铸造工艺的概要
UBE挤压铸造设备的类型 挤压铸造设备
有地沟型： 250, 350, 500, 630, 800T 无地沟型： ： 350, 800, 1250T
200 180 160 σu=143MPa
应力 [MPa]
140 120 100 80 60 40 20 普通压铸 挤压铸造 σu=67MPa
0
104
105
106
107
108
重复次数（Cycle） [次]
３．挤压铸造工艺的应用实例
３．挤压铸造工艺的应用实例
SQZ sample
Brake caliper
･射出速度：max. 10 m/s
１．挤压铸造工艺的概要
UBE挤压铸造机的出厂数量
SQZ: 410 sets
As of Aug. 2014
Europe:
38 sets China: 10 sets
Japan:
256 sets Korea: 20 sets
North & south America:
５
和普通压铸的比较／充填
挤压铸造
挤压铸造摘要：随着高品质和高性能轻合金铸件的市场需求快速增长，先进的间接挤压铸造工艺有了巨大的应用市场。
基于间接挤压铸造的工程实践，从挤压铸造机结构、工艺要素、生产控制等方面出发，讨论轻合金挤压铸件开发流程中需要注意的若干关键要素，并提出具有可操作性的技术解决方案。
关键词：间接挤压铸造；工艺设计；生产控制1 间接挤压铸造工艺特点挤压铸造是对低速进入铸型内的液态(或半固态)金属、金属基复合材料施加高的机械压力，使其在压力下成形和凝固，从而获得铸件(或铸锭)的一种成形方法。
挤压铸造工艺低速充填型腔，避免了传统压铸容易卷气而产生铸件气孔的问题，金属型内高压下的强冷使得铸件基体组织细化，并抑制了割裂基体的有害相生长。
铸件可获得比普通压铸、重力铸造、低压铸造件更加致密和均匀的组织，以及更为优异的综合力学性能，可进行焊接、阳极氧化、高温固溶等后续处理，性能接近或达到锻件水平，故该工艺又称为液态模锻。
挤压铸造件具有较高的尺寸精度和表面光洁度，是一种精密成形方法。
挤压铸造产品涉及铝、锌、镁、铜、高温合金及复合材料。
随着汽车、轨道交通、通讯、航空、军工等行业对轻量化、高性能、高品质的追求，高强度轻合金零部件的市场需求快速增长，挤压铸造件的性能优势在工程上得到了发挥。
本文基于作者长期从事间接挤压铸造的工程实践，从挤压铸造工艺性分析，间接挤压铸造机结构、工艺要素、生产控制等方面出发，讨论挤压铸件开发流程中需要注意的若干关键要素，并提出具有可操作性的技术解决方案。
挤压铸造按压力的作用方式分为直接挤压铸造和间接挤压铸造，如图1所示。
国内大多使用油压机直接挤压铸造进行生产，取得了良好的经济效益和社会效益，但由于设备功能及其控制系统的局限性，需要作业人员有较高的操作技术水平，铸件的质量稳定性和生产效率有待提高。
目前，融入了间接挤压铸造工艺的通用挤压铸造机在装备能力、工艺控制水平、生产效率、产品性能和应用领域等方面都达到了较高的水平。
挤压铸造在汽车、摩托车上的应用
挤压铸造在汽车、摩托车上的应用
体,制动器缸体，离合器缸体,拔叉、摇臂、履带板、铝基复合材料制动毂清器支架、变
速箱体、多岐
管、燃料分配
器
体、涡旋盘；空压
机连杆、油泵壳
体、空气过滤器罐
体、罐盖
架、车摇架、车架
接头、把接头、方
向轴、曲柄,发动
机活塞
、作者的合作厂生产的汽车空调压缩机零件照片。
、作者的合作厂生产的摩托车零件照片。
汽车铝轮毂挤压铸造动作程序
）合模浇注，（b）压射缸摆正上升，（c）下冲头上升伸第一次挤压
）上冲头下行第二次挤压（e）上冲头下行冲孔并将料饼推出
挤压铸造工艺参数列于表2，不同铸造方法的铝轮毛坯的力学性能比较列于表，可见挤压铸造性能最好。
、解放牌汽车活塞挤压铸造模具图
2、连杆；
3、摆杆；
4、支架；
5、垫板；
6、活塞毛坯；
DHXV350型卧式挤压铸造机动作原理图
、铝液输送管 2、电磁泵 3、静模 4、动模 5、挤压头 6型缸体挤压铸造工艺参数
每次模浇冲头内浇低速内浇口处充型升压。
挤压与拉拔设备培训教材模板ppt
第二节 挤压机的类型及其结构
12
50MN卧式棒型挤压机(无独立穿孔系统)
1-前梁；2-锁键；3-锁键缸；4-压型嘴；5-模座；6-挤压轴；7-挤压筒； 8-动梁；9-主柱塞回程缸；10-主柱塞；11-后梁；12-主缸
第二节
(a)接受热坯→筒2 向前梁方向移动 (b)→垫片送至挤轴 中心线(c)→挤压开 始(d) →挤压完成、 挤轴稍后撤、锁键5 提起(e)→轴再次前 进、推出制品和压 余,压型嘴4前移、 将制品和压余拉出 (f)→筒后撤、取垫 片 (g)→平台移至分 离剪,切压余(h) → 锁键下落,机复位(i).
➢ 带独立穿孔系统、无独立穿孔系统。 后一种挤管须用空心锭。 结构简单、操作方便、机身不高,应用最广泛。
第二节 挤压机的类型及其结构
15
特点：
➢ 主缸装在整体铸钢机架上部; ➢ 滑座(动梁)装在主柱塞下部,沿机架导轨 上下移动; ➢ 回程缸柱塞通过横梁和两拉杆与滑座相 连; ➢ 滑座上装有工具回转盘,在四个工位分别 装有挤压工具和冲断压余的装置。
易产生管材壁厚不均匀，即偏心。
第二节 挤压机的类型及其结构
11
棒型挤压机、管棒挤压机. 单动式、复动式. 复动有独立穿孔系统.
➢ 棒型: 挤压实心断面；用空心锭或组合模具可挤压空心断面。 挤压方式: 正挤、反挤、联合挤压(可实现正挤或反挤)。 技术特性: 挤压力、穿孔力、挤压杆行程和速度、穿孔针行程和速度、 挤压筒尺寸等。 额定能力: 最大挤压力。常用卧式8～50MN 为了合理使用挤压力、挤压速度、保护挤压工具, 设有主挤压缸和副挤 压缸. 两缸同时工作,为高压力; 只有主缸,则为低压力.
5
挤压：金属在挤压筒中受推力作用从模孔中流出而制取各种 断面金属材料的加工方法。
第六章-挤压模具
铝的主要特性
• 可成形性:这是铝及许多铝合金较重要的特性之 一。特定的拉伸強度、屈服強度、可延展性和 相应的加工硬化率，决定了铝的可成型性。
• 可回收性：铝具有极高的可回收性，再生铝的 特性与原生铝几乎没有分别，而且回收费用低 廉。这在讲求环保的今天显得尤为重要。
• 其它特性：无毒、不燃烧…
铝的应用
• 1886年英国开始加工软金属，后又对锌、 铝、铜等硬金属进行冷加工。
• 1903年美国利用冷挤压制成薄壁黄铜管， • 1906年美国为了制造黄铜的西服纽扣，已
经取得了正挤压空心杯形坯料的专利权 。 • 第一次世界大战 （1914年8月～1918年11月 ）
美国用冷挤压法生产大量 黄铜弹壳。
• 1921年德国制造出冷挤压管的专用 压力机， 在1931年成功挤出钢管但没有投入生产。
• 3）专业化、规模ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的组织生产仍是冷挤压 生产的发展方向和趋势。
• 4) 挤压专机将成为一种发展趋势。随着中 小型锻件的精化生产发展及冷挤压、温挤 压工艺的推广应用，多工位冷挤压压力机、 精压机及针对某种锻件而设计制造的专机 会得到大力发展。
5.挤压技术的应用
冷挤压技术已在紧固件、机械、仪表、电器、 轻工、宇航、船舶、军工等工业部门中得到较为
铝的主要特性
• 导电：铝由于它的优良导电率而常被选用。在重量 相等的基础上，铝的导电率近于铜的兩倍。
• 导热：铝合金的导热率大约是铜的50-60%，這对 制造热交换器、蒸发器、加热电器、炊事用具，以 及汽車的缸盖与散热器皆有利。
• 无磁：這对电气工业和电子工业而言是一重要特 性。
• 可加工性 ：铝的可加工性是优良的。在各种变形 铝合金和铸造铝合金中，以及在这些合金产出后具 有的各种状态中，加工特性的变化相当大。
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（4）便于实现机械化、自动化，可大大减轻工人的劳动强 度，改善铸造车间劳动条件。加之，挤压铸造通常没有浇冒 口，毛坯精化，铸件尺寸精度高，因而金属材料的利用率高， 可以减少切削加工量。所有这些，均有利于降低成本，提高 生产效率。与重力铸造相比，它可以提高铸件质量，减少废 品率。
（5）挤压铸造是通过压力传递进行补缩的，工艺的应用会 受到某些限制。对于薄壁零件和一些形状复杂的零件，因为 铸件冷凝速度快，有时来不及加压就凝固了，另外，直接式 挤压铸造通常无浇冒口系统，浇注的金属全部成形为铸件。 因此，铸件的高度是由浇入金属的量决定的。即其高度方向 的尺寸精度取决于定量浇注的精确程度。
适用范围：
1、在材料种类方面适用性较广，可用于生产各 种类型的合金，如铝合金、锌合金、铜合金、灰 铸铁、球墨铸铁、碳钢、不锈钢等。
2、对于一些复杂且性能上有一定要求的零件， 采用挤压铸造合适。因为挤压铸造既能容易成形， 又能保证产品性能的要求。
3、在工件壁厚方面，一般来讲不能太薄，否则 将给成形带来困难。
（2）挤压铸件表面粗糙度低和尺寸精度高，其级别能达到 压铸件的水平。液态金属在压力下成形和凝固，使铸件与型 腔壁贴合紧密。
（3）挤压铸件在凝固过程中，各部分处于压应力状态，有 利于铸件的补缩和防止铸造裂纹的产生。因而，挤压铸造工 艺的适用性较强，使用的合金不受铸造性能好坏的限制。它 不仅适用于铸造性能好的铸造合金，而且也适用于铸造性能 较差的变形合金。既可用于铝、铜、镁、锌等有色合金，又 可用于铁、钢等黑色金属，以及复合材料等。
第六章
挤压铸造
原理：把液态金属直接浇入金 属模内，然后在一定时间内 以一定的压力作用于焙融或 半熔融的金属液体使之成形， 并在此压力下成型、凝固， 从而获得毛坯或零件的一种 成形方法。
又称液态模锻，是介于铸 造、锻压之间的一种少无 切削工艺技术。
工艺流程：
1.铸型准备 2.浇注 3.合型加压 4.开型取件
挤 压 铸 造 件 生 产 的 摩 托 车 零 件
挤 压 铸 造 生 产 的 汽 车 零 件
Hale Waihona Puke 挤 压 铸 造 件 在 高 铁 领 域 的 实 际 应 用
挤压铸造工艺的分类
按成形时液体金属充填的特性和受力情况：
柱塞挤压铸造
液体金属不产生充型运动，适合 于形状简单的厚壁铸件和铸锭。
直接冲头挤压铸造 液体金属进行充型运动，适合于 间接冲头挤压铸造 形状不太复杂的厚壁铸件。
型板挤压铸造
液体金属进行充型运动，适合于产量 较大、形状较复杂的中、小型铸件。
液体金属进行充型运动，适 合于大型整体薄壁铸件。
1-金属型 2-柱塞 3-液态金属 4-底板
柱塞加压凝固法
冲头直接挤压法
1-金属型 2-冲头 3-液态金属
冲头间接挤压法
1-上型 2-下型 3-冲头 4-液态金属 5-型腔
按挤压铸型的合型方向的不同，挤压铸造可分为 垂直合型和旋转合型两大类。
铸型垂直合型挤压铸造
优缺点：
① 铸件内部气孔、缩松等缺陷少，组织致密，晶 粒细小，组织均匀。对不少铸件而言，其强度 常可比轧材大，接近锻件，但塑性稍差。
② 铸件尺寸精度高，可达CT5，表面粗糙度较细 （Ra6.3μm）
③ 铸件在压力下凝固，利于防止铸件裂纹。
（1）挤压铸造可以消除铸件内部的气孔、缩孔和缩松等 缺陷，产生局部的塑性变形，使铸件组织致密。加之，在压力 下结晶，还有明显的细化晶粒、加快凝固速度和使组织均匀化 的作用。因而，挤压铸件的力学性能一般要高于其它普通铸件， 而接近甚至达到同种合金的锻件水平，同时它没有锻件中通常 存在的各向异性问题。
所以，挤压铸造是目前用以提供高质量、高力学性能铸件 的一种重要工艺方法。
进入80年代，我国挤压铸造技术得到了较快速发展，特别 是间接挤压铸造的研究与成功应用，使得过去无法用挤压铸 造生产的零件，成为可能，扩大了挤压铸造的应用范围，适 合生产那些形状较复杂、壁厚较大，用普通铸造性能达不到 要求、而用锻造因形状复杂无法生产的零件。
第三阶段
80年代中期至90年代中期为快速发展阶段。以挤压铸造摩托车 铝轮毂、汽车空压机铝连杆和汽车制动泵缸体为代表的一大批 挤压铸造件开发研制成功并投入生产。于此同时，《挤压铸 造》，《钢质液态金属模锻》，《液态金属模锻模具设计》等 专著的问世近一步推动和促进了挤压铸造技术的全面发展。
第二阶段
60年代后期至80年代中期为生产应用阶段。此项技术逐渐 发展并陆续用于生产实际。如广东仪表厂，西安仪表厂，维 纺铸锅厂等都是我国第一批用于生产的单位。
70年代，一些高等院校和科研院所如上海交通大学，五二 研究所、哈尔滨工业大学、武汉理工大学等单位相继开展了 挤压铸造典型制件的生产工艺，模具结构、挤压铸造材料等 研究为挤压铸造的发展奠定了良好基础。
④ 可挤压铸造多种金属，如铝合金、铜合金、铸 铁、铸钢等。
⑤ 无浇冒口金属液损失，工艺收得率可超过90%。 ⑥ 机械化程度高，故生产率高，劳动条件好。 ⑦ 与普通铸造相比，需用液压机，且不宜铸造形
状很复杂的铸件。
铸型旋转合型挤压铸造
1-活动板；2-动型；3-浇包；4-定型；5-金属液；6-多余金属液
挤压铸造技术的发展概况：
• 挤压铸造技术在上世纪30年代即问世，40至50年代在前苏 联得到推广应用，60年代末期有色金属挤压铸造在日本得 到了应用和发展。
• 我国挤压铸造技术的发展大体上可分为四个阶段。
第一阶段
50—60年代中末期为工艺探索阶段。50年代到60年代初 如武昌造船厂与华中科技大学协作的铜合金挤压铸造；杭 州前氧机厂，沈阳冶金机械专科学校等开展这方面的试验 研究工作；大连造船厂的高压阀体铸锻联合工艺等，都是 我国首批研究与试验生产的单位。
第四阶段
90年代后期挤压铸造处于健康、稳步发展阶段。 不注重技术上的创新和市场的变化，忽视产品质量，更没有根据 制件的具体结构来选择适合的工艺，致使一些企业投产后又转产。 重视技术上的创新，较好掌握该技术特点的单位或企业都得到了 快速发展，取得了很好的经济效益和社会效益。
挤压铸造特点及应用范围：
由于挤压铸造是使液态金属在高的机械压力下进行结晶， 因而此工艺具有如下的特点：