第3章压铸机及压铸工艺.

第3章 压铸机及压铸工艺
Hale Waihona Puke Baidu.1
压铸机的分类及特点
热室压铸机
3.1.1压铸机的分类
按压室受热条件不同分为 冷室压铸机
冷室压铸机因压室和模具放置位置和方向不同分为
卧室压铸机
立式压铸机
全立式压铸机
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压铸机的结构
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3.1.2 3.1.2.1
各类压铸机的特点 热室压铸机
① 操作程序简单，。 ②消耗金属液少，金属液温度波动范围小。 ③ 杂质不易带入。
斜楔式机构
曲肘合模机构优点：
运动性能好、合模缸直径小、压力油耗量少、开合速度 快、刚度大、可靠、控制系统简单、使用维修方便。
曲肘合模机构缺点：
调整行程困难、拉杆容易过载、摩擦大。
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液压机械式合模机构 由液压缸和曲肘机构构成 特点： 1、增力作用。 2、合、开模运动速度为变速。
3、机构可自锁，可以撤去合模液压缸推力，系统仍旧合紧。
开模后应能顺利地取出铸件，最大开模距离减去模具总厚度 的数值，即为取出铸件的空间。
H合=h1+h2 H合≥Lmin+20mm Lmax≥H合+L1+L2+10mm 式中 h1——定模厚度，mm； h2——动模厚度，mm； H合——压铸模合模后的总厚度，mm；
L≥L1+L2+10mm
Lmin——最小合模距离，mm；
低。
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3.2.2
压射机构
压射机构：将金属液推送进模具型腔，充填成型为压铸件的 结构。 主要特点：三级压射。 三级压射：慢速、快速、增压。
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压射机构结构简图
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3.3
压铸机的选用及相关参数的校核
3.3.1压铸机选用的原则 1、产品的品种和生产批量
2、压铸机的特点
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③便于操作、维修方便，容易实现自动化。
④容易卷入空气和氧化物夹渣。
⑤设置中心浇道时模具结构较复杂。
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卧室压铸机压铸过程示意图
a) 合模 1-压射冲头 2-压室 6-型腔
b) 压铸 3-金属液
c) 开模 4 -定模 5-动模
7-浇道 8-余料
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二、立式压铸机
① 有利于防止杂质进入型腔。 ② 适宜需要设置中心浇道的铸件。
2、电磁搅拌法
3.6.1.3半固态压铸成型方法
流变压铸：将半固态金属浆料直接压射到型腔里形成铸件
触变压铸：将半固态浆料进一步凝固制成一定大小胚料后，
成型时把它加热到半固态温度，进行压铸。
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3.6.2真空压铸
利用辅助设备将压铸模型腔内的空气抽除而形成真空状态，
在真空状态下将金属液压铸成型的方法。
Lmax——最大开模距离，mm； L1——铸件(包括浇注系统)厚度，mm
； L2——铸件推出距离，mm； L——最小开模距离，mm。
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3.4
压铸机的型号及主要参数
J1125G型卧室冷室压铸机模板尺寸
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J1125G型卧室冷室压铸机主要参数
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3.5压铸工艺
3.5.1压力 一、 压射力 压射力：压射机构中推动压射活塞运动的力。 二 、压射比压及其选择 比压：压室内金属液单位面积上所受的力，即压射力与压射
压铸新技术
3.6.1半固态压铸工艺 用半液半固浆料进行压铸的方法称为半固态压铸。 3.6.1.1半固态压铸的特点 1、压铸模使用寿命提高 2、压铸件质量提高
3、力学性能提高
4、可压铸薄壁铸件 5、节约金属和能量、生产率提高 6、工艺简单，便于自动化
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3.6.1.2半固态合金的制备方法 1、机械搅拌法
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模具的热平衡
压铸循环中，模具从金属液得到热量，通过热传递向外界 散发热量。单位时间内吸热与散热达到平衡，就成为模具
的热平衡。关系式为：
Q=Q1+Q2+Q3 式中 (3-15)
Q——金属液传给模具的热流量； Q1——模具自然传走的热流量； Q2——特定部位传走的热流量 ；
Q3——冷却系统传走的热流量 。
3.3.2 计算压铸机所需的锁模力
F锁 = K(F主+F分) 式中 K——安全系数，k=1.25； F主——主胀型力，N； F分——分胀型力，N。 (3-1) F锁——压铸机应有的锁模力，N；
主胀型力计算公式为
F主 = Ap 式中 F主——主胀型力，N； p——压射压力，pa； A——铸件在分型面上的投影面积，m2
它对填充状态、成型效果、压铸件强度、成型尺寸精度、模具热平
衡状态以及压铸效率等方面起着重要作用。
3.5.3.2模具温度和模具热平衡
模具温度分预热温度和工作温度两类。 (1) 为了有利于填充、成型，将压铸模加热到某一温度，这一温度为模
具预热温度。
(2) 模具应达到热平衡状态，使模具各部温度均保持在一个适当温度范 围内，为模具工作温度。
冲头截面积之比。
三 、胀型力 金属液充填型腔时，给型壁和分型面一定压力，称为胀型力。
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3.5.2
速度
3.5.2.1压射速度 压射冲头推动金属液的移动速度，也是压射冲头的速度。 3.5.2.2内浇口速度 通过内浇口处的线速度称为内浇口速度。
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3.5.3
温度
3.5.3.1合金的浇注温度
压射机构：压射机构将金属液推送进模具型腔，填充成型
为压铸件的机构。
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卧室冷室压铸机构成图
1-调型(模)大齿轮 2-液压泵 3-过滤器 4-冷却器 5-压射回油油箱6-曲 肘润滑油泵 7-主油箱 8-机架 9-发动机 10-电箱 11-合型(模)油路板组 件 12-合开型(模)液压缸 13-调型(模)液压马达 14-顶出液压缸 15-锁 型(模)柱架 16-型(模)具冷却水观察窗 17-压射冲头 18-压射液压缸 19-快压射蓄能器 20-增压蓄能器 21-增压油路板组件 22-压射油路板组件
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3.5.8
压铸件的缺陷分析及检验
气孔
缩孔
3.5.8.1压铸件的缺陷分析
常见种类
气泡 夹杂 冷隔、花纹、浇不着
粘膜
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3.5.8.2压铸件缺陷的检验方法 表面质量检验 尺寸检验
性能检验
金相检验 检验方法 x射线检验
荧光检验 超声波检验
着色检验
化学成分检验
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3.6
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3.5.5
压室充满度
浇入压室金属液量占压室容量的百分数称压室充满度。 压室充满度计算公式为：

式中：
=
mj mym
×100％ =
4m j
d l
2
×100％
(3-16)
——压室充满度(％);
m j ——浇入压室的金属液质量(g); m ym ——压室内完全充满时的金属液质量(g);
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(3-2)
3.3.3确定比压 比压推荐值
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3.3.4核算压室容量
G室＞G浇 式中 G室——压室容量，kg； (3-3)
G浇——每次浇注的金属液的质量，包括铸件、浇注系统、溢排
系统的质量，kg。
G室= D室2L K/4
式中 G室——压室容量，kg； D室——压室直径，m；
(3-4)

d l
——压室内径(cm); ——压室有效长度(包括浇口套长度)(cm);
——金属液密度(g/cm3)。
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3.5. 6 压铸用涂料
压铸涂料是指：使压铸模易磨损部分在高温下具有润滑性
能，并减小活动件阻力和防止粘模所用的润滑材料和稀释
剂的混合物。
3.5.7压铸件的后处理和表面处理
3.5.7.1压铸件的后处理
3.6.3充氧压铸
充填型腔之前，用干燥的氧气充填压室和压铸模型腔，以
置换其中的空气，进行压铸。
3.6.4精速密压铸
是一种精确的、快速的和密实的压铸方法。
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3.6.5黑色金属压铸
黑色金属比有色金属熔点高，冷却速度快，凝固范围窄，流 动性差。 压铸时，压室和压铸模的工作条件十分恶劣，压铸模寿命较
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五、 浸渗处理 浸渗处理可防止产生气孔、缩孔、缩松等缺陷。 原理：在真空、压力下，浸渗剂渗入到铸件微细孔洞中， 经过固化、封堵孔，达到密封目的。 作用：微孔缺陷在0.5mm以下的承压铸件，一次浸渗合格率 达95%以上，耐温可达500～800℃。 方法：真空浸渗、压力浸渗、真空压力浸渗。 浸渗剂：硅酸盐类、各种树脂类。有机浸渗剂和无机浸渗 剂。 工艺过程：压铸件清理干净→放入浸渗罐→抽真空→保压 → 注浸渗液→再抽真空→加压、保压→浸后处理。
④ 比压较低，使用寿命短，铁含量增加。
⑤ 常用于铅、锡、锌等低熔点合金压铸，可防止镁合金氧化、
对燃烧有利。
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热室压铸机压铸过程示意图
1-金属液
2-坩锅
3-压射冲头
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4-压室 5-进口
6-通道
7-喷嘴 8-压铸模
3.1.2.2
冷室压铸机
一、卧室压铸机 ①压力损耗小。
②浇注位置可在偏心与中心间任意调节。
③ 占地面积小。
④ 压射压力消耗大。
⑤ 压铸机生产率受影响。
⑥ 压铸机结构复杂，维修不便。
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立式压铸机压射过程示意图
a) 合模
1-压射冲头 2-压室 7-型腔
b)压铸
8-反料冲头
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c)开模
5-动模 6-喷嘴 9-余料
3-金属液
4-定模
三、全立式压铸机
① 放置嵌件方便。
② 气孔缺陷少。
(3-8)
式中 F偏 ——实际压力中心偏离锁模力中心时的锁模力，N；
(3-9)
式中 Ai ——余料、浇道与铸件的投影面积，mm2； L——拉杠中心距，mm； Ci——Ai对底部拉杠中心的面积矩，Ci=Ai×Bi； Bi——从底部拉杆中心到各面积Ai重心的距离,mm。
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3.3.6
开合型距离与压铸型厚度的关系
压铸件一般不进行淬火处理，有时需要进行退火和时效处
理。
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3.5.7.2压铸件的表面处理 一、电镀
原理：压铸件在含有欲镀金属溶液中，通过电解作用，铸件表
面获得结合牢固金属膜。
作用：使铸件美观，提高致密度、耐蚀性。
二、上漆 用于装饰品、防护、标志。 通过上漆隐藏表面缺陷，增加或减少表面磨擦力。
③ 热量集中，热量损失少。 ④ 压力损耗少。
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全立式压铸机压射过程示意图
a) 合模 1-压射冲头 5-动模
b) 压铸 2-金属液
c) 开模 3-压室 4-定模
6-型腔 7-余料
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3.2
压铸机的基本结构
合模机构
压射机构
压铸机组成 动力系统 控制系统 合模机构：开合模及锁模机构统称合模机构，带动动模部 分进行模具分开或合拢。
L——压室长度(包括浇口套长度)，m；
ρ——液态合金密度； K——压室充满度，60～80%。
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3.3.5实际压力中心偏离锁模力中心时锁模力的计 算
F偏=F锁（1+2e） F锁——同中心时的锁模力，N； e ——型腔投影面积重心最大偏移率(水平或垂直)，可按式(3-9)计算。
Ci L 1 e A 2 L i
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3.2.1
合模机构
合模机构
液压式 机械式 液压机械式
一、液压合模机构 优点：结构简单、操作方便、不用调整机械位置、锁模力可 以保持不变。 缺点：合模刚性和可靠性不够、生产率低、开合模速度慢、 液压密封元件容易磨损。
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二、机械合模机构 曲肘合模机构
机械合模机构
各种形式的偏心机构
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3.5.4
时间
一 、填充时间和增压建压时间 金属液开始进入型腔到充满型腔所需时间为充填时间。
增压建压时间是指：金属液充满型腔瞬间开始，至预定增
压压力所需时间。
二、 持压时间和留模时间
从金属液充满型腔到内浇口完全凝固，冲头压力作用在金 属液上所持续时间称持压时间。 留模时间是指：持压结束到开模这段时间。
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三、化学成膜处理
用铬酸盐处理使铸件表面生成一层坚韧膜，提高铸件耐蚀
性，表面美观，更容易上漆和着色。 四、静电喷涂 作用：为铸件提供保护层并得到漂亮、光滑表面，提供良好 耐蚀性。 原理：在喷枪与被涂铸件之间形成高压静电场，雾化的油漆 微粒在高压电场中带负电荷，飞向带正电荷铸件表面，形
成均匀漆膜。