压铸基本知识

壓 鑄 模 設 計
2. 3. 4.
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二. 壓鑄概論

壓鑄設備
熱室 壓鑄機 冷室 立式(全) 卧式
噴嘴
坩堝
進口 沖頭
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壓室

熱室壓鑄機的壓室通常浸入坩鍋的
金屬液中,如圖示.
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三. 壓鑄制程溶湯的流動方式
（一）噴射及噴射流
降低鋅合金的可加工性
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五.壓鑄合金及其性能
熱室壓鑄鋅合金中的合金元素
----結論
熱室壓鑄用鋅合金必須是以特高純度鋅為 基礎,加入特高純度鋁,鎂和銅
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嚴格控制壓鑄溫度,避免攪拌 水口料重熔時,一定要嚴格控制重熔溫度以 避免鋁和鎂的損耗
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鋁: 2.0~2.5（最小直徑）
（六）文字: 凸凹紋﹐直紋
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例:平行紋（直紋）高0.7MM﹐間距1MM﹐角度60.5。 外俓Φ34.5mm 共104牙
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四.成型工藝
（七）螺紋﹐齒輪
合金 最小螺距（P) 最小螺紋外徑 最大螺紋長度
鋅
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壓力 運動能(碰壁) 熱能和壓力
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由噴射﹑噴射流轉變為壓力流
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三. 壓鑄制程溶湯的流動方式
（二）壓力流
因沖撞,磨擦和氣體阻力等(抽象),運動能量耗盡(常發生在加強筋, 凸台,遠離澆口之部位),具有接受後繼金屬液中供給的壓力能,從而使金 屬液沿著型腔內壁前進的特性.利用這特性,可便以型腔排氣.在壓力流充
抗 拉 強 度 (Kg/mm ) 機 降 伏 強 度 (Kg/mm ) 伸 長 率 (%) 械 剪 切 強 率 (Kg/mm ) 硬 度 (勃 式 ) 衝 擊 強 度 (J) 質 疲勞強度 (Kg/mm ,5%10
2 3 2 2 2
2
28.8 -10 21.8 82 30.2 4.85 42 錠
性
壓 強 度 (Kg/mm )
我們經常遇到這樣的情況,工件剛壓鑄成型時,其表面 質量一切正常.可是,在室溫下存放數星期或幾個月後,表面 出現鼓泡.
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五.壓鑄合金及其性能
熱室壓鑄鋅合金中的合金元素
---雜質元素-錫
錫在鋅合金錠中的含量絕對不能>0.001%, 在太鑄件中的含量不能>0.002%
造成合金晶間腐蝕 壓 鑄 模 設 計
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降低合金的抗沖擊性能 降低合金的抗拉伸強度 引起尺寸不穩定
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五.壓鑄合金及其性能
熱室壓鑄鋅合金中的合金元素 ---雜質元素-鐵 鋅合金中鐵元素含不能>0.02%,鐵 元素可:
增加合金的硬度
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但同時
增加合金的脆性
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五.壓鑄合金及其性能
熱室壓鑄鋅合金中的合金元素 ----合金元素-銅 銅的加入可
增加合金的強度 提高合金的硬度
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改善合金的抗磨損性能 降低合金的可延伸性 造成壓鑄件的尺寸不穩定性(產生時效脹大) (當銅的含量>1.25%時)
和合金中的鋁發生反應形成Al5Fe2金屬間化合物, 造成鋁元素的損耗並形成浮渣
在壓鑄件中出現硬點
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五.壓鑄合金及其性能
熱室壓鑄鋅合金中的合金元素 ---雜質元素-硅 硅在鋅合金中的含量絕對不能0.02%, 提高鋅合金的脆性轉變溫率~20度 壓 鑄 模 設 計
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五.壓鑄合金及其性能
熱室壓鑄鋅合金中的合金元素 ---合金元素-鋁 鋁的加入可`
降低合金對鐵的反應能力,因此降低了合金對鋅鍋,鵝 頸及模具的侵蝕
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降低合金的熔點 增加合金的流動性能 改善合金的機械性能 產生Fe2 Al5浮渣,造成其含量的下降
0.75 1
外 6
內 10
外 8P
內 5P
鋁
(八）嵌件
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10
20
6P
4P
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五.壓鑄合金及其性能
（一）壓鑄合金
鋁(Al),鋅(Zn),镁(Mg),鉛(Pb),錫(Sn),銅(Gu)
（二）壓鑄合金之鋅合金 熱室壓鑄用鋅合金中
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有效合金元素:鋁(Al),銅(Gu),鎂(Mg) 有害雜質元素:鐵(Fe),硅(Si),鉛(Pb),鎘(Gd),錫(Sn) 來源於鋁 來源於鋅
6.64 382~387 27 113
熔解溫度℃ 物 導 電 係 數 (%ACS) 熱 傳 導 係 數 (W/M° K) 性 熱 膨 脹 係 數 (20~100 ℃ )(µm/m°k) 比 熱 kg ℃ 收縮率
381~386 26 109
381~387 27 113
27.36 0.419 6/1000
.004 .003 .002 -餘 6.64
.005 .004 .003 -餘
.004 .003 .002 -餘 6.64 379~390 25 105
.002 .002 .001
.005~.002
.003 .002 .001
.005~.002
份
Cd Sn Ni Zn 密 度 g/cm
餘 6.64
餘
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六.壓鑄工藝
影響金屬液充填成型的因素很多﹐主要有﹕壓射壓力﹐壓射速度﹐充填時間﹐ 壓鑄模溫。
（一）壓射壓力的概念 定義1﹕壓射力指壓射沖頭作用于金屬液面上的力。
(這個力在壓鑄過程中不是恆定不變的,它大小隨不同的壓鑄階段變化而改變.)
壓射液壓缸 壓射沖頭 壓室熔液
壓 力 F
模具型腔
二. 壓鑄概論

壓力鑄造概念: (鋁,錫,鋅,镁,鉛,銅,合金)
即將溶融合金在高壓,高速條件下充型並在高壓下冷卻凝固成型的一 種精密鑄造方法, 簡稱壓鑄,其最終產品是壓鑄件.
1.
壓力鑄造特性: 高速充填:通常澆口速度達30~60m/s之間. 充填時間很短:中小型件通常為0.02~0.2s之間. 高壓充填:熱室機壓力通常為70~350kg/c㎡ 溶湯的冷卻速度快
。
β
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四.成型工藝
（四）圓角
當h 1=h 時﹕
r最小=Kh r最大= h
R=r+h
K值
鋅﹕1/4 鋁﹕1/2
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當h1=h時﹕ r≧ R=r+
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h+h1 3 h+h1 2
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四.成型工藝
（五）孔
鋅: 0.8~1.5（最小直徑）
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3﹐與料流方向一致﹐避免亂流. 4﹐避免在肋上設置任何零部件.
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四.成型工藝
（三）脫模斜度
合金 配合面 非配合面
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外（α） 內（β） 外（α） 內（β） 鋅合金 10' 15' 15' 45' 鋁合金 15' 通常外為內的一半 30' 30' 1
JIS壓鑄鋅合金成份標準
種類 鋅合金錠1種 鋅合金壓鑄件1種 鋅合金錠1種 鋅合金壓鑄件1種 編號
ZDC1 ZDC2
壓 鑄 模 設 計
化 學 成 份 備注 AI Cu Mg Pb Fe Cd Sn Zn 合金特性 應用例 3.9~4.3 0.75~1.25 0.03~0.06 0.003 0.075 0.002 0.001 餘 機械性質耐 剎車缸體,汽車 3.5~4.3 0.75~1.25 0.02~0.06 0.005 0.1 0.004 0.003 餘 腐蝕性佳 安全帶機構 3.9~4.3 0.03~0.06 0.003 0.075 0.002 0.001 餘 鑄造性,電鍍 水箱飾罩,化油 0.03 3.5~4.3 0.25 0.02~0.06 0.005 0.1 0.004 0.003 餘 性佳 器
壓 鑄 （三）再噴射 模 設 （四）補縮金屬流（保壓時間） 計
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填的部位,匯集著由噴射和噴射流所充填部分的氣體﹐必須開設排氣槽.
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四.成型工藝
（一）壁厚 鋅合金: 0.3MM (最小) 鋁﹕0.5MM
最小孔徑: 0.7MM
壓 鑄 模 設 計
螺紋螺距﹕0.75MM
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五.壓鑄合金及其性能
熱室壓鑄鋅合金中的合金元素
---雜質元素-鎘,鉛
鎘在合金中的含量絕對不能>0.003% 降低合金的機械性能 造成合金晶間腐蝕 鉛在合金中的翎量絕對不能>0.003% 降低合金的時效機械性能
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當含量超過0.005%時,造成合金晶間腐蝕
各元素對鋅合金性質的影響
有益 鋁 (Al) 鋇 (Ba) 鈷 銅 鎂 鎳 鍶 (Co) (Cu) (Mg) (Ni) (Sr) 無益且無害 鉻 (Cr) 錳 (Mn) 鉬 (Mo) 鉀 (K) 銀 (Ag) 有害 銻 (Sb) 砷 (As) 鈹 (Be) 鎘 (Cd) 鈣 (Ca) 鉛 (Pb) 鋰 (Li) 矽 (Si) 鈉 (Na) 錫 (Sn) 鈦 (Ti) 釩 (V) 鋯 (Zr)