压铸工艺

铝合金 锌合金
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<压铸模、锻模及其他模具>
二.对压铸合金的基本要求：
为了满足压铸件的使用要求，保证铸件质量，对压铸合 金提出以下要求： 1.强度和硬度高，塑性好；性能稳定，耐磨和抗腐蚀性好； 2.密度小，导电和导热性好；
3.流动性能好，结晶温度范围小，产生气孔缩松的倾向小；
适应大型薄壁件的压铸生产需要
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<压铸模、锻模及其他模具>
第二节
压铸件的工艺性
压铸件的工艺性包括以下三方面的内容： 压铸件的精度、压铸件的表面质量和压铸件的结构工艺性。
一.压铸件的精度
影响压铸件精度的主要因素有:模具精度及工作情况、 压铸机的精度及刚度、合金成分及性能、压铸件的结构、 尺寸、压铸工艺参数等。
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<压铸模、锻模及其他模具>
3.卧式冷压室压铸机的压铸过程
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水平压室
6
5
4
3
2
1
1——压射冲头 2——压室 3——熔融合金 4——定模 5——动模 6——浇道 7——型腔 8——余料
8
a）合模→熔融合金浇入压室 c）开模→冲头推出余料
b）压射→熔融合金充填型腔 d）推出压铸件→冲头复位
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<压铸模、锻模及其他模具>
<压铸模、锻模及其他模具>
四.压铸件的结构工艺性
1.压铸件的壁厚
厚壁压铸件中心层晶粒较大，易产生气孔、缩孔等缺陷，使其强度 和致密性随壁厚的增大而下降。 因此，在保证强度和刚度的前提下，应尽量减小壁厚，通常工艺条 件下以不超过4.5mm为宜。同时，要尽量使各截面壁厚均匀，在较厚部 分采用设加强肋的方法防止铸件缺陷。 需要注意的是，铸件壁厚太薄将会导致欠铸、冷隔现象的产生。
a）合模状态
b）压射
c）压射冲头回程→开模→推出压铸件
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2.立式冷压室压铸机的压铸过程
1 2 3
垂直侧压室
4
8
7
6
9
5Hale Waihona Puke Baidu
1——压射冲头 2——压室 3——熔融合金 4——反料冲头 5——喷嘴 6——型腔 7——定模 8——动模 9——余料
a）合模→熔融合金浇入压室 b）压射→反料冲头下退→充填型腔 c）压射冲头回程→反料冲头上升推出余料 d）开模→推出压铸件
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<压铸模、锻模及其他模具>
一.压力：
1.压射力
压射力是指压铸机压射缸内的工作液作用于压射冲头使 空气 其推动熔融合金充填模具型 腔的力。
（1）压射力变化规律分为 四个阶段：
第Ⅰ阶段：排气阶段；
低 快 大 0
第Ⅱ阶段：熔融合金堆积阶段；
第Ⅲ阶段：充填阶段； 第Ⅳ阶段：增压阶段。
t
压射力是获得组织致密、轮廓清晰压铸件的重要条件。
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<压铸模、锻模及其他模具>
9.镶嵌件 镶嵌件在压铸件内必须稳固牢靠，有防止移动和转 动的结构，可在镶嵌件铸入部位采取滚花、切槽、铣扁等 方式，使合金与基体包紧。包紧部分不应有尖角，避免铸 件开裂。
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<压铸模、锻模及其他模具>
五.压铸件的结构工艺性分析示例
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<压铸模、锻模及其他模具>
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<压铸模、锻模及其他模具>
4.压铸件的圆角半径
在压铸件壁与壁连接处设计成圆角，有利于气体的排出， 熔融合金的流动，防止在尖角出产生应力集中，保证压铸件的 质量。 对模具来说，也可以避免尖角出的应力集中和裂纹，延长 模具寿命。
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<压铸模、锻模及其他模具>
5.加强肋
可提高压铸件强度和刚度，改善压铸工艺性，是熔融合金 流路顺畅。还可减小壁厚，消除壁厚过大而产生的缺陷。
7.齿轮
压铸齿轮的最小模数见下表，脱模斜度按内表面β值选取。 对精度要求高的齿轮，齿面应留有0.2~0.3mm的加工余量。 通常键槽最小值为1.0-1.5mm，键槽深最大10-12mm。
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<压铸模、锻模及其他模具>
8.图案、文字和标志
五号字体
在压铸件上图案、文字和标志均采用凸体，图形笔画 尽量简单，避免尖角，便于模具加工和延长模具使用寿命。 压铸文字一般不小于5号字体，文字凸出高度应大于 0.3-0.5mm，线条宽度一般为凸出高度的1.5倍，线条间最 小距离为0.3mm，脱模斜度为10°-15°。
面的形状和位置精度，同时，压铸件的变形也是不可忽略的 影响因素。
表1-5 压铸件平行度和垂直度公差；
表1-6 压铸件同轴度和对称度公差。
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<压铸模、锻模及其他模具>
二.压铸件的表面质量
压铸件的表面粗糙度值，一般比模具成型表面的粗糙度 值低两级。新模具可获得Ra值为0.8μm的压铸件。
模具在正常使用寿命内： 锌合金铸件Ra=1.6-3.2μm 铝、镁合金铸件Ra=3.2μm 铜合金铸件受模具龟裂的影响表面质量最差。
4.全立式冷压室压铸机的压铸过程
(1)冲头上压式
2
3
4 5 6
7
1
1—压射冲头 2—熔融合金 3—压室 4—动模 5—定模 6—型腔 7—余料
a）熔融合金浇入压室 c）开模→冲头上升推出余料
b）合模→压射→熔融合金充填型腔 d）推出压铸件→冲头复位
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<压铸模、锻模及其他模具>
4.全立式冷压室压铸机的压铸过程
主要内容：1.金属压铸模的基本原理 2.压铸件的工艺性 3.常见压铸合金及压铸工艺参数 重点内容：1.压铸件的结构工艺性 2. 压铸工艺参数的确定与调整
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<压铸模、锻模及其他模具>
第一节
压铸的基本原理和特点
一、压铸的基本原理
金属压力铸造（简称压铸）是指在高压作用下，将液态 或半液态金属以较高的速度充填压铸模具型腔，并在压力状 态下结晶凝固，获得压铸件的工艺方法。
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<压铸模、锻模及其他模具>
第四节
压铸工艺参数的选择
压铸工艺是将压铸生产的三大要素——压铸合金、压铸 模和压铸机进行有机组合的综合运用。 压铸工艺参数：是指压射压力、压射速度、浇注温度和 压铸模温度以及充填时间等工艺参数。
正确地选择和调整压铸工艺参数，是保证压铸件质量、 发挥压铸机的最大生产率和正确设计压铸模的依据。尤其 是压射压力、压射速度、浇注温度和铸模温度以及充填时 间等工艺参数合理选择，是生产合格压铸件的必要条件。 充填时间则是有关工艺参数的协调和综合的结果。
（2）分型面、活动成型部分对尺寸的影响 与分型面无关的为A类尺寸，与分型面有关的为B类尺寸。
A
B
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<压铸模、锻模及其他模具>
（3）合金种类的影响
锌合金、锡合金和铅合金（熔点：420\232\327°C）
铝合金和镁合金（熔点：660\649 °C）
铜合金（熔点：1084 °C）
（4）其它因素的影响 不同的压铸工艺水平和保证条件对精度有不同程度的 综合影响。引起的尺寸误差较小时选取Ⅰ级精度，较大时 选取Ⅱ级精度。
压铸过程循环图
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<压铸模、锻模及其他模具>
二、压铸分类
热压室压铸机压力铸造 立式
冷压室压铸机压力铸造
卧式
全立式
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压力铸造车间
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1.热压室压铸机的压铸过程
1 2 3 4 5
9
8
7 6
1——坩埚 2——压射冲头 3——压室 4——进口 5——熔融合金 6——鹅颈管 7——喷嘴 8——定模 9——动模
6.经济效益好。
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<压铸模、锻模及其他模具>
但是压铸生产也存在一些缺点： 1.压铸件易出现气孔和缩松； 2.不适合小批量生产； 3.模具的寿命低； 4.受压铸件结构和合金种类所限。
目前主要压铸锌合金、铝合金及铜合金，黑色合金压铸生产尚不普遍。
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压铸模、锻模与其他模具
第一章
压铸工艺
Chapter2 The technology of die casting
精密压铸件尺寸公差数值的选用，见教材： 表1-1 压铸高精度尺寸推荐公差数值； 表1-2 压铸严格尺寸推荐公差数值； 表1-3 铝合金、镁合金压铸尺寸未注公差数值。
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<压铸模、锻模及其他模具>
2.压铸件的自由角度和锥度公差
3.压铸件的形状和位置公差
压铸件的表面形状和尺寸精度主要取决于压铸模成型表
(2)冲头下压式
1 2
3 4 5 6 7 8 （余料）
1—压射冲头 2—压室
3—型腔
4—动模
5—定模
6—熔融合金
7—反料冲头
a）合模→熔融合金浇入压室 b）压射→反料冲头下降→熔融合金充满型腔 c）开模 d）冲头回程→推出压铸件
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<压铸模、锻模及其他模具>
二.压铸生产的工艺特点
压铸生产具有高速、高压、充填时间极短，并在高压状 态下凝固成形的特点，因此压铸具工艺有以下优点： 1.压铸件的尺寸精度高、表面质量好； 2.可以生产形状复杂、轮廓清晰、深腔薄壁的压铸件；
（见教材）
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<压铸模、锻模及其他模具>
6.螺纹
压铸外螺纹，采用对开结构的螺纹型环时，需考虑留有 0.2~0.3mm加工余量。 铸造内螺纹需要螺纹型心旋出机构，模具结构复杂。一般 先铸出底孔，再加工成螺纹孔。并且螺纹长度不宜过长，因为 收缩时会在长度方向累积较大误差。
（见教材）
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<压铸模、锻模及其他模具>
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<压铸模、锻模及其他模具>
2.压铸件的孔和槽隙 压铸件可以直接铸出比较小深的小孔和比较窄的槽隙。 合金收缩时会对型心产生很大的抱紧力，使型心抽出时容易 弯曲、折断或破坏铸件。因此，对压铸件的孔径、孔深以及 孔间距应加以限制。（见教材）
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<压铸模、锻模及其他模具>
3.脱模斜度
压铸件应有合理的脱模斜度，防止脱模时表面划伤，延长模 具寿命。 脱模斜度与压铸件的尺寸、模具型腔（或型心）的表面状态、 合金的种类等有关。 压铸件壁厚↑，对型心的抱紧力↑，脱模斜度↑； 收缩率及熔点↑，脱模斜度↑； 压铸件内表面或孔比外表面的脱模斜度要大。 在允许范围内，采用较大的脱模斜度，可减少推件力和抽芯 力，一般取20′-1°。
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<压铸模、锻模及其他模具>
1.压铸件的尺寸 精度
压铸件尺寸的经济精度可达IT11～IT13级，高时可达 IT9～IT10级，未注公差可参照IT14级选取。 确定压铸件的尺寸公差时，考虑如下因素： （1）以空间对角线表示压铸件轮廓尺寸大小
L空 a 2 b2 c2
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<压铸模、锻模及其他模具>
一般孔径不小于2mm（最小铸出孔径0.7mm），孔深不大于孔径的4-8倍，孔 间距在10mm以上。
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<压铸模、锻模及其他模具>
3.压铸件组织致密，具有较高的强度和硬度； 4.材料利用率高。材料利用率60%-80%，毛坯利用率90%以上；
5.生产效率高，易实现机械化和自动化生产；
冷压室压铸机平均每小时压铸80-100次，热压室压铸机平 均每小时可压铸400-1000次。
4.收缩率小，产生热裂、冷裂和变形的倾向小，保证压铸件 的精度； 5.熔炼工艺简单，熔点低，不易氧化，吸气小；
低的合金铸压温度有利于延长模具的寿命
6.具有良好的技术经济性。
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<压铸模、锻模及其他模具>
三.常用压铸合金及选用：
1.压铸铝合金 铸造性能好，密度小，比强度高，耐腐蚀性、耐磨性、 导热性、导电性好以及具有良好的切削性能。 2.压铸锌合金 密度大，熔点低，熔化保温方便，模具寿命长，铸造 工艺性好，可压制复杂薄壁件。与铁的亲和力小，不易粘 模，焊接和电镀性能良好。 3.铜合金 导电性、导性热好，力学性能高，切削性能好，摩擦 因素小；熔点高，模具寿命低；原材料价格较高。 4.镁合金 密度小，比强度大，具有良好的刚度和减振性，切削 性能优良，与铁的亲和力小，不易粘模；高温脆性和热裂 倾向大、耐蚀性差。
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<压铸模、锻模及其他模具>
第三节
压铸合金
压铸合金的种类及性能直接影响着压铸模的寿命、压 铸机类型的选择及铸件表面修饰的方法等。
一.压铸合金的种类：
铸造铁合金
应用很少
熔点高、易氧化和开裂，模具寿命低 铸铁（如灰铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁等）
铸钢（碳钢、不锈钢和各种合金钢等） 铸造合金 低熔点合金（如锌合金、锡合金和铅合金） 非铁合金 高熔点合金（铝合金、镁合金和铜合金） 应用普遍
压铸件的最小壁厚 压铸件最小壁厚处 的表面积A/m㎡ ＜2500 2500-10000 10000-50000 ＞50000 锌合金 0.3 0.8 1.5 2.0 压铸件的最小壁厚t/mm 铝合金 镁合金 0.5 0.5 1.0 1.0 1.8 1.8 2.5 2.5 铜合金 1.5 2.0 2.5 3.0
压铸件表面粗糙度的数值，随着模具使用次数的增加而增大。
三.压铸件的加工余量
当压铸件的尺寸精度、形位精度达不到设计要求时， 应优先考虑采用精整加工的方法，如矫正、拉光、挤光等， 以便保留强度较高的致密层。
必须采用机械加工时，应选用较小的余量，并以不受分型 面及活动成型部分影响的表面为基准进行加工。
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