现代制造技术精密成形技术

• 2、压铸原理与压铸工艺
• 压铸在压铸机上进行，压铸机一般由压型也
称为压铸模、压室、射压系统等组成，压铸
时把液态金属装入压室，射压系统推动压射
头把液态金属高速压入压型，保持压力，结
晶凝固后，压射头回退，由顶出机构顶出铸
件。
• 压力铸造的基本工艺流程如下图所示：
• 3、压铸设备
• 压铸机是压铸生产的主要设备，主要由合型 机构和压射机构两部分组成。 • 根据压室的不同，压铸机分为热压室和冷压 室两类。 • 热压室压铸机的压室与金属液的保温装置连
第3章 精密成形技术
• 第一节 精密洁净铸造技术
• 铸造是一种液态金属成形方法。长期以来，
应用最广泛的是普通砂型铸造。随着科学技
术的不断发展和生产水平的不断提高以及人 类社会生活的需要，在继承古代铸造技术和 应用近代科学技术成就的基础上，开创了许 多新的铸造方法和工艺。使现代铸造技术朝 着“精密、洁净、高效”方向发展。
成一个整体，只适用于压铸低熔点合金（如
铅、锡、锌等合金）。热压室压铸机的主要
特点是压铸生产工序简单，生产效率高，易
• 于实现自动化，金属消耗小，工艺稳定，压
入型腔的液态金属干净，无氧化类杂质，铸
件质量好，但由于压室和冲头长时间浸泡在
液态金属中，影响使用寿命，常用用于低熔
点合金如锌合金制件的压铸。
• 冷压室压铸机的压室与保温装置是分离的， • 压铸时从保温坩锅中舀取液态金属，倒入压 铸机上的压室，然后进行压射。 • 卧式热压室压铸机的工作原理图如下图所示。 • 它可用来压铸铝、铜、镁等熔点较高的合金。
• 是一个极其复杂的热态动力学过程。压铸件
高质量、致密薄壁无气孔，在很大程度上与
每次压射的稳定性和再现性有关，因此，必
须开发新型的压射控制系统和安装靠近压型
的热探测器和传感器。
• 2）发展新的压射工艺。如半固态压铸、双活
塞压铸、真空压铸、加氧压铸等都可以有效
地减少铸件气孔和提高力学性能，使压铸件
能够热处理。
在高速旋转下结晶凝固；金属型压力铸造是
把液态金属以很高的压力和很高的速度射入
铸型型腔，并在高压下结晶凝固；而低压铸
造其填充压力介于重力铸造和压力铸造之间，
是一种气（惰性气体）举液面的金属型铸造
工艺。
• 下边着重介绍金属型压力铸造、金属型低压
铸造和挤压铸造。
• （一）压力铸造
• 压力铸造简称压铸，它是在压铸机的承压室 内浇注液态金属或半液态金属，使其在高压 高速下填充铸型，并在高压下冷凝形成铸件 的一种铸造方法。 • 其常用压比为5~150MPa，金属液的流速达
• 家电和玩具等行业，并且能生产出形状复杂、 薄壁精美的金属器件。 • 我国压铸生产开始于20世纪50年代，发展于 60年代到70年代，90年代后有了长足进展。 我国多小型压铸，压铸合金以锌合金为主， 多为家电、玩具等非受力件，在汽车、摩托 车等机械设备零件的压铸所占比重较小，在 压铸件的质量方面于国外相比仍有较大差距。
• 传统金属铸件的生产方法为砂型铸造，砂型
铸造是我国古代劳动人民发明的，目前仍是
铸件生产的wenku.baidu.com要方法。其主要的缺点是铸件
尺寸精度低、表面粗糙、铸造缺陷多、机械
性能差、生产效率低。
• 相对砂型铸造而言，高效金属型铸造是现代
铸造工艺。按照液态金属的填充方式和凝固
特点，金属型铸造又可分为金属型重力铸造、
• 金属型低压铸造、金属型离心铸造、金属型
压力铸造和挤压铸造等，这些金属型铸造又
称为特种铸造。
• 金属型铸造也称为硬模铸造，由于铸型可以
多次重复使用，所以又称永久型铸造。其铸
型是由耐高温的金属材料制成的，根据具体
的需要，型芯可以是金属芯也可以是砂芯。
金属型重力铸造是靠液态金属的重力填充铸
型的；金属型离心铸造依靠铸型高速旋转产
• 生的离心力，使液态金属贴紧铸型型腔，并
• 现代铸造技术以熔体洁净、铸件组织细密（性
能高）和表面光洁、尺寸精度高、生产效率高 为主要特征，可以简称为精密洁净高效铸造工 艺技术。精密洁净铸造是采用各种特殊的工艺 方法实现的。常见的包括:精密砂型铸造、高
效金属型铸造、消失模铸造、半固态铸造、熔
模铸造、陶瓷型铸造、壳型铸造、近终形状铸
造等。
• 一 、高效金属型铸造
• 术进入工业生产。20世纪50年代大型压铸机 的诞生，压铸技术才真正拓宽了广泛地工业 应用领域。随着压铸机，压铸工艺、压铸模 及润滑剂等压铸技术的发展，压铸合金也从 最初的铅到锌、铝、铜、镁最后到铁合金的 发展过程，随着压铸合金熔点的不断提高， 压铸技术的应用会越来越广泛。目前压铸技 术已广泛用于汽车工业、仪表、电气通信、
• 3）充型极快，冷凝时间短，压铸生产率高。
• 4）由于填充速度极快，型内气体难以排除干
净，铸件中常有一些压力很高的小气孔。
• 这些小气孔对铸件质量有一定的不良影响，
• 如对压铸件进行热处理，小气孔中气体膨胀
将使铸件产生变形，所以压铸件一般不进行
热处理。
• 5）压铸机和压铸模的投资大，同时由于受到 压铸机规格（吨位）的限制，所以压铸只适 用于大批大量中小型铸件的生产。 • 综上所述压力铸造主要适用于大批大量中有 色金属，小型铸件尤其是外形复杂薄壁铸件 的生产。 • 4、我国压铸技术展望 • 1）开发新型压射控制系统。高速高压充型，
• 3、压铸生产特点
• 1）可铸造结构复杂的薄壁铸件
• 压力铸造的填充压力高，金属液流动速度快，
因此，可获得极其复杂的薄壁铸件，并可直
接铸出各种型孔、螺纹和齿轮轮齿等结构复 杂的铸件。 • 2）铸件机械性能好 • 由于填充压力高，并在高压下冷凝结晶，因
• 此，补缩能力强，铸件组织致密。同时，由
于冷却快，铸件晶粒细小，机械性能好。
• 3）开发新型压铸合金。如金属基复合材料 （MMCs）,这种合金具要高的比强度、比模量、 耐磨和减摩性能、热强性和低的热膨胀系数， 且工艺比较简单，成本低，应用上局限性小。 其铸造的填充性好，表面质量令人满意。另 外压铸镁合金、高铝锌基合金，也都具有独
5~100m/s，填充时间极短（一般为
0.01~0.21s）。高压、高速是压力铸造的根
本特点。
• 1、发展概况
• 压铸技术的出现，迄今已有150年的历史。最
初压铸是用于印刷文字的铸造，后来用于计
算机和留声机上锡铅合金零件的铸造，1904
年后才用于机械零件的铸造，20世纪20年代 美国的Kipp公司制造出机械化的热压室压铸 机，到了冷压室压铸机的产生，压铸的材料 扩展到了铜、铝合金。20世纪40年代压铸技