培訓(xùn)教程 壓鑄

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1、壓 鑄 復(fù) 習(xí) 資 料 第一章 緒 論 第一節(jié) 概 論 壓力鑄造是近代金屬加工工藝中發(fā)展較快的一種少無(wú)切削的特種鑄造方法。 最原始的壓鑄機(jī)于1856年問(wèn)世，迄今已有近150年歷史，從最早的手工壓鑄，到現(xiàn)在的全自動(dòng)化計(jì)算機(jī)控制壓鑄，從最早的冷室壓鑄方法到現(xiàn)在的鎂合金hot runner法，現(xiàn)代壓鑄已滲透到現(xiàn)代制造業(yè)的各個(gè)行業(yè)。 熔融金屬是在高壓、高速下充填鑄型。并在高壓下結(jié)晶凝固形成鑄件。高壓、高速是壓力鑄造的主要特征。 由于它具有生產(chǎn)效率高，工序簡(jiǎn)單。鑄件公差等級(jí)較高（常用鋅合金為IT10-13，鋁合金為IT11-13），表面粗

2、糙度好（鋅合金為Ra1.6-3.2,鋁合金Ra3.2-6.3），機(jī)械強(qiáng)度大，可以省去大量的機(jī)械加工工序和設(shè)備，節(jié)約原材料等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已成為世界鑄造業(yè)中一個(gè)重要組成部分。 鋅合金壓鑄開始于1890年，鋁合金壓鑄開始于1910年，銅合金壓鑄開始于1911年，鎂合金壓鑄開始于1925年。 第二節(jié) 壓力鑄造的基本理論 一、 典型的填充理論 國(guó)外在30年代初期已有一些著名專家對(duì)壓鑄過(guò)程中金屬的流轉(zhuǎn)作了系統(tǒng)的試驗(yàn)研究，比較公認(rèn)的有三種。 1．噴射填充理論（第一種填充理論）。它是由德國(guó)人學(xué)者L.Ffommel于1932年根據(jù)流體力學(xué)的定律，以理想流體為基礎(chǔ)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出，在速度、壓力均保持不變的

3、前提下，金屬液進(jìn)入內(nèi)澆口，沖擊到正對(duì)面型壁處——沖擊階段，經(jīng)撞擊后，金屬聚集呈渦流狀態(tài)，向著內(nèi)澆口一端反向填充——渦流階段。最終填充成形。 2．全壁厚填充理論（第二種填充理論） 這種理論認(rèn)為：金屬液通過(guò)內(nèi)澆口進(jìn)入型腔后，即擴(kuò)張到型壁，然后沿著整個(gè)型腔截面向前填充，直到整個(gè)型腔充滿為止。 3．三階段填充理論（第三種填充理論） 第一階段：液態(tài)金屬射入型腔后，沿著型腔各方向擴(kuò)展，在正常的傳熱條件下，與型腔壁面相接觸的部位形成一層凝固層，亦即鑄件的表面層。 第二階段：鑄件表面成殼后，型腔繼續(xù)受到液體金屬的填充，凝固層逐漸增厚，此時(shí)合金的粘度亦增，而處于中心部位的液體金屬，在第二階段結(jié)束時(shí)，尚

4、處于液態(tài)，除了繼續(xù)得到液體金屬的補(bǔ)充外，仍可承受來(lái)自壓室的壓射壓力。 第三階段：金屬液全部充滿型腔，連同澆注系統(tǒng)及壓室形成一個(gè)封閉的水力系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)中各處的壓力均等。壓射力仍可通過(guò)尚未凝固的內(nèi)澆口作用于鑄件，達(dá)到進(jìn)一步增壓的目的。 三階段填充理論比較全面地考慮了填充的全過(guò)程中的傳熱條件及金屬的流動(dòng)特性。 二．典型壓力——時(shí)間曲線變化的分析 AB——壓射沖頭從起始位置到金屬進(jìn)入內(nèi)澆口之前這段時(shí)間。由于沖頭與壓室之間的磨擦及水錘等作用，出現(xiàn)較低的壓力，磨擦力越大則壓力越大。此階段稱為慢速封口階段。 BD——金屬液到

5、達(dá)內(nèi)澆口前沿，內(nèi)澆口為整個(gè)澆注系統(tǒng)中截面積最小，壓射壓力因而升高，出現(xiàn)一個(gè)峰值K，此階段稱為金屬液積聚階段。 DE——金屬液越過(guò)內(nèi)澆口，變速填充型腔，通過(guò)內(nèi)澆口的速度，稱為澆口速度，此過(guò)程稱為填充階段。 EF——型腔填充完畢，按照壓射缸所調(diào)整的壓力，使鑄件在凝固階段進(jìn)一步致密的最終加壓，其最終壓力的大小，取決于壓鑄機(jī)壓射系統(tǒng)的性能。此過(guò)程稱為增壓階段。 第二章 壓鑄合金及熔煉 第一節(jié) 壓鑄合金的性能 一． 物理性能見表2-1 表2-1常用壓鑄合金的物理

6、性能 名 稱 密度（克/厘米3） 熔 點(diǎn) 液相線 固相線 鋁合金 2.5～2.9 575～630 545～579 鋅合金 6.7 386～387 380～381 鎂合金 1.8～1.81 607～492 26.4 銅合金 8.5～8.85 885～900 二、機(jī)械性能 合金的機(jī)械性能是指它抵抗外力作用而表現(xiàn)出來(lái)的特性，也稱為力學(xué)性能。一般以抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、塑性、延伸率、斷面收縮率、硬度來(lái)衡量和反映金屬和合金的機(jī)械性能。 三、工藝性能 1．流動(dòng)性 合金的流動(dòng)性，即指合金液充填型腔的能力，通常流

7、動(dòng)性好的合金有利于壓鑄結(jié)構(gòu)復(fù)雜的薄壁鑄件，獲得尺寸精確，輪廓清晰的優(yōu)質(zhì)壓鑄件。 合金的物理性質(zhì)及結(jié)晶特點(diǎn)是決定流動(dòng)性好壞的內(nèi)因，合金的結(jié)晶潛熱及熱容量小而導(dǎo)熱率大，且保持液態(tài)時(shí)間短，合金的凝固溫度范圍大，則使合金液的流動(dòng)阻力大；這都會(huì)降低其流動(dòng)性。 從壓鑄工藝特點(diǎn)來(lái)講，鑄型的導(dǎo)熱能力俞差，合金液在型腔中的流動(dòng)阻力俞小，則合金液充填鑄型的能力就俞強(qiáng)。反之，型腔導(dǎo)熱系數(shù)俞大合金液冷卻俞快，充型性能就下降，采用模具（鑄型）溫控裝置及導(dǎo)熱系數(shù)小的涂料，相對(duì)來(lái)說(shuō)，均能提高合金的流動(dòng)性。 從澆注條件來(lái)講，提高澆注溫度可使合金液的熱容量增大，延長(zhǎng)了保持液態(tài)合金的時(shí)間，粘度減小，充型能力增強(qiáng)。但澆注溫度

8、過(guò)高，合金液吸氣增多，氧化嚴(yán)重，鑄件的一次結(jié)晶組織粗大，容易產(chǎn)生縮孔、縮松、粘模等缺陷。第二，采用較高的壓射速度，可以改善合金液的充型能力。但是，應(yīng)該防止因速度過(guò)高而造成渦流包氣，影響鑄件質(zhì)量。第三，提高壓射壓力，也可使合金液的充型能力得到增強(qiáng)。 提高充型能力，改善流動(dòng)性的措施如下： ⑴ 適當(dāng)調(diào)整合金的成分，嚴(yán)格控制合金液熔煉工藝，凈化合金液，減少合金液中的非金屬雜物和氣體，加入微量元素，細(xì)化晶粒。 ⑵ 增加鑄型的溢流排氣系統(tǒng)，提高除渣排氣能力，采用導(dǎo)熱率低的涂料。 ⑶ 合理設(shè)置澆注系統(tǒng),適當(dāng)提高澆注溫度及壓射速

9、度。 ⑷ 慎重改進(jìn)鑄件結(jié)構(gòu)，改善鑄件的壓鑄工藝性。 2．收縮 鑄造合金從液態(tài)到凝固完畢，以及此后繼續(xù)冷卻至常溫的過(guò)程中，都將產(chǎn)生體積和尺寸的變化，這種體積和尺寸的變化總稱為收縮。 ⑴ 體收縮 式中：V0-- 被測(cè)試合金的試樣在高溫to時(shí)的體積（cm3）。 V-- 被測(cè)試合金的試樣至溫度t時(shí)的體積（cm3）。 縮孔與縮松： 由于合金在液態(tài)及凝固期間產(chǎn)生體收縮的結(jié)果，使鑄件在最后凝固的區(qū)域產(chǎn)生宏觀或顯微孔洞，統(tǒng)稱縮孔。集中性縮孔，容積大而集中，多分布在鑄件斷面較厚（熱節(jié)）且最后凝固的地方，分散性縮孔又稱縮松，孔洞細(xì)小而分散，常與

10、模具溫度、壓力傳遞有關(guān)。 縮孔與縮松產(chǎn)生的基本條件是合金的液態(tài)收縮及凝固收縮遠(yuǎn)大于固態(tài)收縮。一般的規(guī)律是，合金的凝固溫度范圍愈小，則易形成集中縮孔；反之易形成縮松。同一種合金，過(guò)熱度大時(shí)縮孔就大，過(guò)熱度小時(shí)縮孔就小。 ⑵ 線收縮 式中：L0--被測(cè)試合金的試樣在高溫t0時(shí)的長(zhǎng)度（毫米） L —被測(cè)試金屬的試樣降低至溫度t時(shí)的長(zhǎng)度（毫米） 壓鑄件在鑄型內(nèi)收縮時(shí)，往往由于受到摩擦阻礙（鑄件表面與鑄型表面之間的摩擦力），熱阻礙（鑄件各部分冷卻速度不一致而產(chǎn)生）,機(jī)械阻礙(鑄型的突出部分或型芯的阻礙)等作用而不能自由收縮，故通常將鑄件在這些阻力作用下實(shí)際產(chǎn)生的收縮，

11、稱為受阻收縮。也稱阻礙收縮，阻礙收縮總小于自由收縮。 設(shè)計(jì)模具時(shí)采用縮比，即將鑄造收縮率E鑄，計(jì)入名義尺寸，用下式表示： L型-L件 E鑄= ×100% L件 式中：L型——鑄型尺寸（毫米） L件——壓鑄件尺寸（毫米） 常用合金的綜合計(jì)算收縮率為：鋅合金：0.3～0.5%，鋁合金：0.3～0.6%，鎂合金：0.4～0.8%，銅合金：0.6～1.0%。 3．熱裂 鑄件的熱裂，是指合金在高溫狀態(tài)形成的裂紋。鑄件在凝固期間，因受鑄型阻而不能自由的收縮時(shí)，在鑄件內(nèi)產(chǎn)生的收縮應(yīng)力超過(guò)合金在該溫度下的強(qiáng)度時(shí)，即產(chǎn)生熱

12、裂。熱裂的外形曲折而不規(guī)則，裂口表面被強(qiáng)烈氧化。熱裂按其在鑄件的位置分為內(nèi)裂和外裂，外裂常從鑄件表面不規(guī)則處、尖角處、截面厚度有突變處開始，逐漸延伸至鑄件內(nèi)部，表面較寬內(nèi)部較窄，有時(shí)會(huì)貫穿整個(gè)鑄件斷面。內(nèi)裂產(chǎn)生于鑄件內(nèi)部最后凝固的地方，一般不會(huì)延伸至鑄件表面。其裂口表面很不平滑。常有很多分叉，氧化較外裂紋輕。 一般地說(shuō)，合金凝固過(guò)程中開始形成完整的結(jié)晶構(gòu)架的溫度與凝固完畢的溫度之差俞大，以及在此期間合金收縮率俞大，則合金的熱裂傾向就俞大。例如：鋁——銅合金，鋁——鎂合金的鑄件，一般比鋁——硅合金的鑄件熱裂傾向要大。 改進(jìn)鑄件結(jié)構(gòu)，改進(jìn)澆注系統(tǒng)等有效途徑來(lái)避免鑄件熱裂缺陷的產(chǎn)生。 4．鑄造

13、應(yīng)力 根據(jù)應(yīng)力產(chǎn)生的原因，可將鑄造應(yīng)力分為熱應(yīng)力，相變應(yīng)力和收縮應(yīng)力三種。 熱應(yīng)力是由于鑄件上相連接的各部分?jǐn)嗝婧穸炔煌?，冷卻時(shí)收縮的時(shí)間先后不一致所引起的，一般鑄件薄壁中有壓應(yīng)力，厚壁中有拉應(yīng)力。 相變應(yīng)力是由于有些合金在凝固以后的冷卻過(guò)程中發(fā)生相變，伴隨有體積的變化，并引起鑄件尺寸發(fā)生變化的結(jié)果，對(duì)在相變時(shí)發(fā)生膨脹的合金來(lái)說(shuō)，厚壁部分產(chǎn)生的相變應(yīng)力為壓應(yīng)力，而薄壁部分產(chǎn)生的相變應(yīng)力為拉應(yīng)力。 收縮應(yīng)力是由于鑄件收縮時(shí)受到鑄型和型芯的阻礙所引起的，這種應(yīng)力總是拉應(yīng)力。 防止鑄件產(chǎn)生裂紋或變形，除鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理（即具有良好的壓鑄工藝性）外，在壓鑄工藝上應(yīng)采取妥善措施，使合金同時(shí)結(jié)晶

14、凝固。并盡可能使鑄件壁厚均勻。避免合金局部積聚。轉(zhuǎn)折處避免尖角，選擇合理的澆注系統(tǒng)，以減少鑄件各部分的溫度差?？偟哪康氖潜苊忤T造應(yīng)力的產(chǎn)生。對(duì)于有殘留應(yīng)力的鑄件，可采取自然時(shí)效或人工時(shí)效等熱處理工藝來(lái)消除，使之獲得優(yōu)質(zhì)鑄件。 ５．吸氣 各種鑄造有色金屬都有吸收氣體的特性，處在熔煉或保溫過(guò)程中的合金液，隨合金溫度的升高，所吸收氣體的溶解度迅速增加。因此，除正確控制整個(gè)熔煉澆注工藝外，應(yīng)盡量減少合金液在高溫下保溫，避免合金液過(guò)熱，對(duì)極易吸合的合金，采取在覆蓋劑保護(hù)下熔煉。這樣才能避免氣孔、針孔的產(chǎn)生。 ６．合密性 合金氣密性，是指其鑄件承接高壓氣體或液體的作用而不滲漏的能力，它通常反映著鑄

15、件內(nèi)部的致密程度。 一般規(guī)律是，合金的凝固溫度范圍俞窄，鑄件產(chǎn)生疏松的傾向俞?。荒踢^(guò)程中析出氣體俞少，產(chǎn)生析出性氣孔（如鋁合金的針孔）俞少，則合金的氣密性俞高。 合理選擇合金牌號(hào)，盡可能降低合金的澆注溫度，避免合金過(guò)熱,恰當(dāng)設(shè)計(jì)鑄造工藝，以及采取快速冷在高壓力下結(jié)晶等措施，都將有利于改善鑄件的合密性。 第二節(jié) 壓鑄合金選擇要求 一、壓鑄合金的選取用要求 1．過(guò)熱溫度不高時(shí)具有較好的流動(dòng)性，利于充填復(fù)雜型腔，以獲得表面質(zhì)量良好的鑄件。 2．線收縮率和熱裂傾向要小，以免鑄件產(chǎn)生裂紋，以利提高鑄件尺寸精度。 3．結(jié)晶溫度范圍要小，防止產(chǎn)生縮孔和縮松，提高鑄件質(zhì)量

16、。 4．具有一定的高溫強(qiáng)度，以防止推出鑄件時(shí)產(chǎn)生變形或碎裂。 5．在高溫下有較高的強(qiáng)度，以適應(yīng)大型薄壁復(fù)雜鑄件生產(chǎn)的需要。 6．與金屬型腔相互之間的親和力要小，以減少粘模和相互合金化。 7．具有良好的加工性能和一定的抗腐蝕性。 二、壓鑄合金分類 壓鑄合金分為鑄造有色合金和黑色金屬合金，鑄造有色合金應(yīng)用最廣泛，但是，所有鑄造有色合金不能都用作壓鑄合金。 第三節(jié) 壓鑄鋁合金及熔煉 一、鋁合金分類 按其所含的主要元素不同，分為四種，即鑄造鋁硅合金、鑄造鋁銅合金、鑄造鋁鎂合金和鑄造鋁鋅合金。 二、壓鑄鋁合金的特點(diǎn) 1． 鑄造性能好 2． 密度?。?.5～2.

17、9克/厘米3），比強(qiáng)度（ δb＞r）高. 3． 耐蝕性、耐磨性、導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性好。 4． 鋁硅系合金有粘模傾向，切削性能較差。 5． 對(duì)金屬坩堝腐蝕嚴(yán)重。 6． 體積收縮率大，易產(chǎn)生縮孔。 三、壓鑄鋁合金中各元素的作用與影響 1． 硅 硅是大多數(shù)壓鑄鋁合金的主要元素。它能改善合金的鑄造性能。合硅量至11.7%時(shí)，硅與鋁形成共晶體,提高合金的高溫造型性，減少收縮率。當(dāng)含硅量超過(guò)共晶成分，而銅、鐵等雜質(zhì)又多時(shí)，即出現(xiàn)游硅的硬質(zhì)點(diǎn)，使切削加工困難。 2．銅 增加含銅量，能提高合金流動(dòng)性，抗拉強(qiáng)度和硬點(diǎn)，但降低了耐蝕性和塑性，熱裂傾向增大。

18、 3．鎂 在高硅鋁合金中加入少量（約0.2～0.3%）的鎂，可提高強(qiáng)度和屈服極限，提高了合金的切削加工性，含鎂8%的鋁合金具有優(yōu)良的耐蝕性，但其鑄造性能差，在高溫下強(qiáng)度和塑性都低，冷卻時(shí)收縮大，故易產(chǎn)生熱裂和形成疏松。 4．鋅 鋅在鋁合金中能提高流動(dòng)性，增加熱脆性，降低耐蝕性，故應(yīng)控制鋅的含量在規(guī)定范圍內(nèi)。 5．鐵 在所有鋁合金中都含有害雜質(zhì)，因鋁合金中鐵含量太高時(shí)，降低機(jī)械性能，流動(dòng)性減低，熱裂性增大，當(dāng)含鐵量在0.6%以下時(shí)。合金對(duì)模具的粘附作用十分強(qiáng)裂，當(dāng)超過(guò)0.6%后, 粘?，F(xiàn)象便大為減輕，故含鐵量一般應(yīng)控制在0.6～1%范圍內(nèi)對(duì)壓鑄是有益的，但最高不能超過(guò)1.5%。 6．

19、錳 錳在鋁合金中能減少鐵的有害影響，一般鋁合金中允許有0.5%以下的錳存在。含錳量過(guò)高時(shí)，會(huì)引起偏析。 7．鎳 鎳在鋁合金中能提高合金的強(qiáng)度和硬度，降低耐蝕性。 四、鋁合金的熔煉 ㈠ 高質(zhì)量的合金液應(yīng)具有如下三個(gè)條件 ⑴ 化學(xué)成分符合標(biāo)準(zhǔn)，成分均勻。 ⑵ 氣體、氧化夾雜、熔劑夾灰少，不致在鑄件中形成氣孔和夾渣。 ⑶ 變質(zhì)良好，組織細(xì)化，鑄件能獲得良好的結(jié)晶組織。 ㈡ 提高鋁合金質(zhì)量的措施 1．防止增鐵 在熔煉和壓鑄過(guò)程中，隨著熔煉溫度的升高和保溫時(shí)間的增長(zhǎng)，鐵的熔解量不斷增加，溫度俞高，時(shí)間俞長(zhǎng)，增鐵就愈多。 防止鋁合金增鐵的措施是： ⑴ 所有與鋁液接觸的

20、鐵質(zhì)坩堝和工具表面必須定期清理，并涂噴適宜的專用涂料，以避免與鋁液直接接觸。 ⑵ 選用盡可能低的熔煉溫度，避免不必要的過(guò)熱和長(zhǎng)時(shí)間保溫。 ⑶ 當(dāng)熔煉溫度過(guò)高時(shí)，應(yīng)使用非鐵質(zhì)的坩堝及工具。 2．防止氧化 鋁合金在加熱過(guò)程中，其表面很快被氧化，并隨溫度的升高，氧化加劇，鋁合金液的氧化會(huì)產(chǎn)下如下的不良后果。 ⑴ 造成合金的燒損。 ⑵ 惡化合金的鑄造性能。如降低充能力，增大形成孔洞、裂紋等傾向。 ⑶ 降低機(jī)械性能，尤其是影響沖擊韌性和疲勞極限。 ⑷ 惡化切削加工性能。 為了減少鋁合金的氧化，除選擇適當(dāng)?shù)娜蹮捰脿t外，壓鑄生產(chǎn)中應(yīng)采用保溫爐保溫，切忌邊熔化，邊壓鑄生產(chǎn)，盡可能減

21、少攪拌，保持液面氧化膜完整，避免合金液不必要的過(guò)熱和盡量縮短合金在保溫爐中的時(shí)間。 3．防止吸氣 ⑴ 水氣：它來(lái)自爐氣，未經(jīng)充分干燥的爐料、精煉劑、復(fù)蓋劑、變質(zhì)劑，未經(jīng)充分干燥的爐襯、坩堝及工具上的涂料，以及殘留在坩堝、工具和爐料上的含水溶劑，這些水氣與鋁反應(yīng)為： 2AL+3H2O→←AL2O3+6H 產(chǎn)生氫，氫以原子態(tài)進(jìn)入鋁液。 ⑵ 油污來(lái)自帶有油脂的爐料及工具，油脂與鋁反應(yīng)生成氫。 ⑶ 爐料上帶有含水腐蝕物。 減少鋁合金液吸收氣體，合金原材料應(yīng)妥善存放，防止受潮。使用前需充分預(yù)熱烘干；對(duì)熔煉坩堝、工具都應(yīng)充分預(yù)熱以去除水汽后再使用。為了清除鋁合金液中的氣體，所有鋁合金液澆

22、注之前都必須進(jìn)行除氣精煉。 4．精煉 鋁合金在熔煉過(guò)程中，去除非金屬夾雜物(各種固態(tài)氧化物)和氣體的工序，一般稱為“精煉”。 ⑴ 通氮精煉法又稱惰性氣體除氣法 基本原理：將氮?dú)馔ㄟ^(guò)一定的工藝裝置進(jìn)入鋁液的底部，氮以氣泡的形式從鋁液的底部向上浮起時(shí)，由于在氣泡和鋁液接觸的界面上存在氫的分壓差，氣泡內(nèi)氫的分壓很低，在氫分壓趨于平衡的過(guò)程中，合金液中的氫就不斷地進(jìn)入氣泡，當(dāng)氣泡上升到液面后，氫即隨之逸入大氣中，氣泡在上升的過(guò)程中，同時(shí)吸附氧化渣及其固定雜質(zhì)，使之一起上浮到液面。惰性氣體在使用前應(yīng)將其冷凝脫水，以防止水分進(jìn)入鋁液。 ⑵ 通氧精煉法（略） ⑶ 氯化物精煉（略） 5．變

23、質(zhì)處理 在鋁合金熔煉時(shí)，除按規(guī)定加入合金元素外，常加入少量的添加物（有時(shí)也稱為合金元素）。使合金凝固時(shí)結(jié)晶條件發(fā)生變化。從而使合金組織細(xì)化，使合金的機(jī)械性能、抗熱裂性、氣密性可以得到提高和改善，但合金的流動(dòng)性有所降低，這個(gè)過(guò)程即稱為變質(zhì)處理。 第四節(jié) 壓鑄鋅合金 一、鋅合金的特點(diǎn) 1．熔點(diǎn)低（380～410℃）；合金熔化和保溫方便，摸具壽命長(zhǎng)。 2． 鑄造工藝性好，可壓鑄特別復(fù)雜的薄壁鑄件。 3． 和鐵親和力小，不易粘附模具。 4． 具有良好的常溫性能。 5． 焊接性和電鍍性良好。 6． 比重大（6.6～7.0）。 7． 抗蝕性差，易產(chǎn)生晶間腐蝕，進(jìn)而發(fā)生老化。 8．

24、鋅對(duì)有害雜質(zhì)的作用極為敏感，為了確保鑄件質(zhì)量，必須 采用純度高的原材料進(jìn)行熔制，并對(duì)合金進(jìn)行嚴(yán)格管理。 二、壓鑄鋅合金中各元素的作用與影響。 1．鋁 鋁含量一般在3.5～4.5%范圍內(nèi)，鋁能減少熔融的鋅對(duì)黑色金屬侵蝕，并能細(xì)化晶粒，強(qiáng)化合金，隨著鋁含量的提高，合金的強(qiáng)度及沖擊值均有顯著提高。鋁含量大于5%時(shí)，合金變脆，低于3.5%時(shí)流動(dòng)性能和機(jī)械性能有所降低，熱裂傾向和收縮率增大。 2．銅 銅在壓鑄鋅合金中，能顯著地抑制晶間腐蝕，并能提高合金的硬度和強(qiáng)度。當(dāng)銅含量超過(guò)1.5%時(shí)，抗蝕性不再提高，當(dāng)銅含量>4%時(shí)，沖擊強(qiáng)度降低。 3．鎂 在壓鑄鋅合金中含量極少，但

25、對(duì)晶間腐蝕現(xiàn)象有明顯的抑制作用，并有細(xì)化晶粒和提高硬度的作用，一般以0.04%為宜。鎂含量超過(guò)0.08%時(shí)，會(huì)使合金有熱脆性，降低沖擊強(qiáng)度和充型能力。 4．鐵、硅 鐵雜質(zhì)會(huì)產(chǎn)生鐵鋁化合物。鐵含量過(guò)多時(shí)，對(duì)切削加工性能，電鍍前拋光和充型性能都有影響，硅雜質(zhì)是隨鋁的加入而帶入的。硅不熔解于鋅中，而以結(jié)晶硅出現(xiàn)，含量雖少，但也對(duì)切削加工性能不利。 三、鋅合金的熔煉工藝特點(diǎn) 熔煉溫度應(yīng)控制在440～480℃，澆注溫度為400～440℃。 第五節(jié) 壓鑄鎂合金 鎂合金是良好的輕型結(jié)構(gòu)材料，在世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，已普遍應(yīng)用于汽車、筆記本電腦、手機(jī)等各個(gè)行業(yè)，鎂合金的壓鑄在我國(guó)才剛剛起步，其成

26、套技術(shù)主要依賴于引進(jìn)。 一、壓鑄鎂合金的特點(diǎn) 1． 比重?。╮=1.8），相當(dāng)于鑄鐵的25%左右。 2． 比強(qiáng)度大。 3． 具有良好的剛度和減震性。 4． 鑄件尺寸穩(wěn)定。 5． 和鐵親和力小，不易粘模。 6． 切削加工性能優(yōu)良。 7． 高溫脆性、熱裂傾向大。 8． 耐蝕性差。 二、 壓鑄鎂合金中各元素的作用與影響。 1．鋁 鋁在鎂合金中為基本組元，與鎂形成共晶體，改善流動(dòng)性。能提高強(qiáng)度、硬度，而耐蝕性降低，由于鋁的比重較小，是鎂合金的最好強(qiáng)固劑。鋁的含量超過(guò)9%時(shí)，合金的強(qiáng)度和延伸率將發(fā)生突然的下降。 2．鋅 鋅含量在0.8%時(shí),能提高鎂合金的流動(dòng)性和機(jī)械性

27、能,并可減少鐵和鎳等雜質(zhì)的腐蝕作用。鋅含量>1%時(shí)，會(huì)引起合金的高溫?zé)岽嘈浴? 3．錳 錳在鎂合金中能大大提高其耐蝕性，還能中和鐵在合金中的有害作用。當(dāng)含錳量為0.5%以下時(shí)，能改善合金的機(jī)械性能。 4．硅 少量的硅能改善鎂合金的流動(dòng)性和造型性，但降低塑性和而耐蝕性（尤其合金中含有鐵時(shí)）。 5．鐵 鐵不溶于鎂，而存在于晶粒之間。當(dāng)合金中有錳時(shí)，則鐵和錳組成化合物沉淀，鐵在鎂合金中降低合金的機(jī)械性能和耐蝕性，是極有害的雜質(zhì)，應(yīng)嚴(yán)加控制。 三、壓鑄鎂合金的熔煉 鎂與氧生成疏松的氧化膜，不能阻止鎂的繼續(xù)氧化。在熔煉溫度下，鎂液與氧強(qiáng)烈氧化而燃燒，鎂液遇水極易爆炸，引起鎂液劇烈飛濺。所以

28、，鎂合金熔煉一定要嚴(yán)格按工藝進(jìn)行，避免發(fā)生爆炸出現(xiàn)傷人事故。 第三章 壓鑄機(jī) 壓鑄機(jī)是壓鑄生產(chǎn)的最基本的設(shè)備，是壓鑄生產(chǎn)中提供能源和選擇最佳壓鑄工藝參數(shù)的條件，是實(shí)現(xiàn)高壓、高速壓鑄特點(diǎn)而獲得優(yōu)良?jí)鸿T件的保證基礎(chǔ)。 第一節(jié) 壓鑄機(jī)分類 一、壓鑄機(jī)的分類 壓鑄機(jī)通常按壓室的受熱條件的不同分為冷室壓鑄機(jī)和熱室壓鑄機(jī)兩大類。冷室壓鑄機(jī)又因壓室和模具放置的位置和方向不同分為臥式、立式和全立式三種。 熱室壓鑄機(jī)的主要特點(diǎn)是壓室和壓射沖頭浸在熔融的金屬

29、中，主要用于低熔點(diǎn)合金，如鋅合金。 冷室壓鑄機(jī)的主要特點(diǎn)是壓室和壓射沖頭不浸在熔融的金屬中，對(duì)所有熔點(diǎn)都適用。 熱室壓鑄機(jī)：優(yōu)點(diǎn)：⑴ 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便；⑵ 金屬氧化、夾雜少；⑶ 生產(chǎn)效率高。 缺點(diǎn)：⑴ 比壓較低；⑵ 壓室更換不便。 冷室壓鑄機(jī)：優(yōu)點(diǎn)：⑴ 比壓高，能獲得組織致密的鑄件；⑵能壓鑄較大的鑄件；⑶ 能壓鑄高熔點(diǎn)合金鑄件。 缺點(diǎn)：⑴　能源消耗較大；⑵ 操作麻煩；⑶ 生產(chǎn)效率比熱室低。 第三節(jié) 壓鑄機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 壓鑄機(jī)的基本結(jié)構(gòu)由下列幾個(gè)部分組成。 1． 合模機(jī)構(gòu)； 2． 壓射機(jī)構(gòu)； 3． 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)； 4． 控制、操作系統(tǒng)；

30、 5． 機(jī)座與油箱； 6． 預(yù)擊器及液壓抽芯器； 7． 冷卻、潤(rùn)滑系統(tǒng)； 8． 安全防護(hù)裝置。 一、 合模機(jī)構(gòu)（又稱合型機(jī)構(gòu)） 壓鑄機(jī)的開、合模機(jī)構(gòu)稱合模機(jī)構(gòu)是帶動(dòng)壓鑄模動(dòng)模部分使模具分開或合攏的機(jī)構(gòu)。 現(xiàn)代壓鑄機(jī)通常采用液壓、曲肘式合模機(jī)構(gòu)，應(yīng)了解其工作原理。 二． 壓射機(jī)構(gòu) 壓鑄機(jī)的壓射機(jī)構(gòu)是將熔融金屬推進(jìn)模具型腔填充成形成為鑄件的機(jī)構(gòu)，壓射過(guò)程的壓力、速度等主要工藝參數(shù)，都是由它而產(chǎn)生。 現(xiàn)代壓鑄機(jī)的壓射結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是三級(jí)壓射。也就是低速排除壓射室中的氣體，高速填充型腔和不間斷地給液態(tài)合金施以穩(wěn)定的高壓。即為兩級(jí)速度，一

31、級(jí)增壓。為了實(shí)現(xiàn)三級(jí)壓射的目的，～對(duì)壓射機(jī)構(gòu)提出了如下的原則和要求： 1． 慢速壓射速度應(yīng)無(wú)級(jí)可調(diào)。 2． 快速壓射速度應(yīng)大于4米/秒。 3． 從慢速壓射到快速壓射的過(guò)渡轉(zhuǎn)換距離應(yīng)在30～50毫米以下,不得超過(guò)80毫米. 4． 建壓時(shí)間應(yīng)低于30毫秒. 5． 壓射及增壓壓力沖擊峰值不應(yīng)超過(guò)額定壓力的30%. 6． 各壓射工藝參數(shù)應(yīng)能獨(dú)立調(diào)節(jié)而互不干擾. 要求 :給一張壓鑄機(jī)工作原理圖,能熟練地說(shuō)出設(shè)備的工作原理,能因?yàn)樵O(shè)備的原因造成壓鑄件的質(zhì)量問(wèn)題,而找出設(shè)備原因并能使問(wèn)題得到解決. 三.液壓傳動(dòng)系統(tǒng) 要求:全面了解液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的各組

32、成部分功用,并能識(shí)別液壓原理圖. 四.控制、傳動(dòng)系統(tǒng) 要求：對(duì)各種壓鑄機(jī)能操作自如。 其余部分略，有關(guān)設(shè)備資料自己借閱或復(fù)印設(shè)備說(shuō)明書復(fù)習(xí)。 第三節(jié) 壓鑄機(jī)的維修和保養(yǎng) 對(duì)壓鑄機(jī)進(jìn)行維修和保養(yǎng)的內(nèi)容，按檢查時(shí)間分，可分為每日（每班）檢查，每周檢查，每月檢查，以及本年檢查等四種類型。 要求：每種類型的檢查內(nèi)容必須做到熟練自如，應(yīng)用自如。掌握液壓故障、電器故障及其排除方法。 壓鑄機(jī)常用故障及排除方法見附表3-1。 第四章 壓鑄模 壓鑄模是壓鑄生產(chǎn)中的重要工藝裝備，對(duì)壓鑄件的質(zhì)量起著重要的作用，其重要作用

33、是： 1． 決定著鑄件的形狀和尺寸公差等級(jí)。 2． 其澆注系統(tǒng)（特別是澆口位置）決定了熔融金屬的填充狀況。 3． 溢流排氣系統(tǒng)影響著熔融金屬的溢渣排氣條件。 4． 控制和調(diào)節(jié)壓鑄過(guò)程的熱平衡。 5． 決定了鑄件的表面質(zhì)量及變形程度。 6． 模具的強(qiáng)度限制了壓射比壓的最大限度。 7． 影響著生產(chǎn)操作的效率。 要求：掌握復(fù)雜壓鑄模的結(jié)構(gòu)，熟習(xí)各部分功能與作用，并能對(duì)模具設(shè)計(jì)不合理的部位進(jìn)行改進(jìn)。 第一節(jié) 壓鑄模的結(jié)構(gòu) 一． 壓鑄模主要組成部分及作用見表4-1。 表4-1 序號(hào) 各部分名稱 作 用 1 定模 定模是壓鑄模的主要組成部分，與

34、機(jī)器壓射部分相連接，并固定在壓鑄機(jī)的定模板上，澆注系統(tǒng)與壓室相通，是鑄件型腔（鑲塊）的一個(gè)重要部分。 2 動(dòng)模 動(dòng)模是壓鑄模的另一重要組成部分。它與定模組成壓鑄模成型部分一個(gè)整體，它一般固定在模架上，模架又固定在壓鑄機(jī)的動(dòng)模板上，隨動(dòng)模板作開合運(yùn)動(dòng)，與定模部分分開、合攏，一般抽芯機(jī)構(gòu)和頂出機(jī)構(gòu)全在這個(gè)部份。 3 成型部分 （又稱型腔及型芯部份） 成型部分由鑲塊及型芯組成裝在動(dòng)、定模上，模具在合攏后，構(gòu)成鑄件的成形空腔，通常稱型腔，是決定鑄件幾何形狀和尺寸公差等級(jí)的部位。 4 澆注系統(tǒng) 澆注系統(tǒng)是熔融金屬進(jìn)入型腔的通道，它是溝通模具型腔與機(jī)器壓室的部份，對(duì)壓鑄工藝因素、速度、

35、壓力、以及排氣、排渣、填充條件起著主要作用。 5 模架 是將模具各部分按一定的裝配程序和位置組合和固定后，安裝到機(jī)器上的構(gòu)架。 6 頂出機(jī)構(gòu)（又稱推出機(jī)構(gòu)） 開模時(shí)，將鑄件從模具中頂出的機(jī)構(gòu)，一般隨動(dòng)模的開啟過(guò)程頂出鑄件，這套機(jī)構(gòu)設(shè)置在動(dòng)模中。 7 抽芯機(jī)構(gòu) 是抽動(dòng)與開合模方向運(yùn)動(dòng)不一致的成型零件活動(dòng)型芯的機(jī)構(gòu)，合模前或后完成插芯動(dòng)作，在鑄件頂出前完成抽芯動(dòng)作。 8 溢流系統(tǒng)（又稱排溢系統(tǒng)） 根據(jù)熔融金屬在模具內(nèi)的填充情況而開設(shè)的排氣通道，排溢集渣包，一般開設(shè)在模具的成型零件上。 9 導(dǎo)向部分 是引導(dǎo)定模和動(dòng)模在開模與合模時(shí)可靠地按照一定方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)準(zhǔn)部份，一

36、般由導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成。 10 預(yù)復(fù)位機(jī)構(gòu) 合模時(shí)使頂出機(jī)構(gòu)退入動(dòng)模內(nèi)的復(fù)位機(jī)構(gòu)。 二． 模具成型零件的材料和熱處理要求： 成型零件名稱 模具材料牌號(hào) 熱處理HRC 動(dòng)、定模、型芯鑲件 3Gr2W8V HRC43～48 澆通鑲件、澆口套、分流錐 4Gr5MoV1Si HRC42～48 要求：了解模具零件的熱處理工藝，并對(duì)零件失效進(jìn)行分析。 第二節(jié) 澆注與溢流系統(tǒng) 壓鑄模的澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)熔融金屬填充型腔的通道。對(duì)金屬液的流動(dòng)方向，排氣條件，模具的熱分布，壓力的傳遞、填充時(shí)間和填充速度等各個(gè)方面，起著極為重要的控制與調(diào)節(jié)作用。

37、 溢流系統(tǒng)是熔融金屬填充型腔的過(guò)程中，排除氣體，清除涂料余燼，以及冷金屬的通道和處所。它與澆注系統(tǒng)共同對(duì)填充條件和模具的熱分布起著控制作用，對(duì)鑄件質(zhì)量也起著極其重要的作用。 一． 澆注系統(tǒng) 澆注系統(tǒng)主要由直澆道、橫澆道、內(nèi)澆口以及余料所組成。 (一).直澆道.(略) (二).橫澆道. 橫澆道的主要作用是使金屬液平穩(wěn)地流向內(nèi)澆口進(jìn)入型腔,以達(dá)到傳遞壓力,并成理想流態(tài)填充型腔.其要求為:(1)在澆道內(nèi)不產(chǎn)生紊流,在型腔中避免產(chǎn)生旋渦包氣;(2)減少金屬液的熱量損耗;(3)減小金屬液的流動(dòng)阻力;(4)起到模具的熱平衡作用;

38、(5)在金屬液充滿型腔后未凝固前傳遞靜壓力,以保證鑄件的致密性;(6)保證有足夠的金屬液流量,合理選擇橫澆道截面. (三).內(nèi)澆口 內(nèi)澆口是指橫澆道末端到鑄件型腔之間的一段距離，是熔融金屬在壓力推動(dòng)下直接進(jìn)入型腔的通道，它起到調(diào)整從橫澆道輸送過(guò)來(lái)的金屬液的速度，使之成為理想的流態(tài)，程序地填充型腔，它對(duì)鑄件的質(zhì)量、合格率、生產(chǎn)效率都有極大的影響。 1． 內(nèi)澆口位置的選擇： 1).取在金屬液填充流程最短、鑄件壁厚最厚的部位. 2).取在金屬液流進(jìn)入型腔不起旋渦,排氣順暢的部位. 3).盡可能取在

39、金屬液流不正面沖擊型芯的部位. 4).應(yīng)開設(shè)在鑄件不易變形的部位. 5).應(yīng)開設(shè)在有利于壓力傳遞和溢流排氣的部位. 6).應(yīng)設(shè)置在鑄件成形后容易剝除或沖切澆口的部位. 7).對(duì)耐壓或不允有氣孔存在的鑄件,內(nèi)澆口應(yīng)設(shè)置在金屬液最終都能保持壓力的部位. 2.內(nèi)澆口截面積的計(jì)算(采用流量計(jì)算法) 式中 Ag-- 內(nèi)澆口截面積（mm2） G -- 通過(guò)內(nèi)澆口的金屬液質(zhì)量(g) ρ-- 液態(tài)金屬的密度 Vg-- 內(nèi)澆口處金屬液的流速（m/s

40、） t -- 型腔的充填時(shí)間（s） 二、溢流系統(tǒng) 溢流系統(tǒng)包括溢流槽、排氣槽，同澆注系統(tǒng)一起，對(duì)提高鑄件質(zhì)量，保持模具的熱平衡，消除鑄造缺陷，起著重要的作用。 ㈠ 溢流槽又稱集渣包。它的基本作用是積聚首先進(jìn)入型腔的泠污金屬液和裹有氣體的金屬液，以及平衡模具溫度，一般開設(shè)在金屬液流程的末端，或在二股金屬液流匯合的前端型腔處設(shè)置合適的溢流槽及排氣槽以改善填充條件，提高鑄件質(zhì)量。 1．溢流槽的作用： ⑴ 排除型腔中的氣體，儲(chǔ)存混有氣體和涂料殘?jiān)睦湮劢饘僖?，與排氣槽配合，引出型腔內(nèi)的氣體，增強(qiáng)排氣效果。 ⑵ 控制金屬液填充流態(tài)，消除局部產(chǎn)生的渦流。

41、 ⑶ 轉(zhuǎn)移縮孔、縮松、渦流裹氣和產(chǎn)生冷隔的部位。 ⑷ 調(diào)節(jié)模具各部分溫度，改善模具熱平衡狀態(tài)，減少鑄件流痕，冷隔和欠鑄的缺陷。 ⑸ 當(dāng)型腔內(nèi)不宜設(shè)置頂桿時(shí),可利用溢流槽推出鑄件,防止鑄件變形,或避免在鑄件表面留有推桿痕跡。 ⑹ 當(dāng)動(dòng)、定模型腔內(nèi)的鑄件包緊力接近時(shí)，可利用溢流槽來(lái)增大動(dòng)模的包緊力。使鑄件留在動(dòng)模部位。 ⑺ 采用大容量溢流槽,以容納首先進(jìn)入型腔流程過(guò)長(zhǎng)而冷卻或污染的金屬液,改善填充條件,提高鑄件質(zhì)量。 ⑻ 利用溢流槽可作為切除澆口、飛邊時(shí)的定位部分。 ⑼ 可以調(diào)整型腔周圍金屬液的壓力。 2.設(shè)置溢流槽的位置及形狀應(yīng)考慮以下幾點(diǎn): ⑴ 橫澆道末端或型腔深處。

42、 ⑵ 金屬液最后填充的部位。 ⑶ 金屬液匯合處及容易產(chǎn)生渦流卷氣或氧化夾雜的區(qū)域. ⑷ 需要防止渦流及紊流、改善液態(tài)金屬流動(dòng)狀態(tài)的部位。 ⑸ 內(nèi)澆口兩側(cè)或其他金屬液不易直接填充的死角部位。 ⑹ 大平面等容易產(chǎn)生鑄件缺陷的部位。 ⑺ 型腔溫度較低的部位，借以提高型腔溫度。 ⑻ 鑄件壁厚變化大，過(guò)薄難以填充的部位。 ⑼ 鑄件壁厚較厚容易產(chǎn)生縮孔的部位。 ⑽ 其他排氣條件不良的區(qū)域。 二．排氣槽 在壓鑄時(shí)，壓室型腔內(nèi)的部分氣體(約30%)不能從型腔內(nèi)排出,而被卷入金屬液中,在填充過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生反壓力返使流速下降,造成鑄件冷隔、欠鑄、氣

43、孔、疏松等缺陷。為了消除由此而產(chǎn)生的鑄件缺陷，故模具上一定要設(shè)置排氣槽。 排氣槽一般與溢流槽配合，設(shè)置在溢流槽后端，在有些情況下也可在型腔的部位單獨(dú)布置排氣槽。 第三節(jié) 壓鑄模的使用和維護(hù)保養(yǎng) 一、模具的使用 1．模具拆下之前必須加油潤(rùn)滑，揩擦清潔，確保不因涂料粘結(jié)咬死型芯等活動(dòng)部位。 2．模具必須進(jìn)行預(yù)熱，達(dá)到所需溫度后，經(jīng)3～6次空載循環(huán)操作，方可正常使用。 3．模具在生產(chǎn)一定數(shù)量的鑄件后應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力回火處理，使熱疲勞裂紋在尚未出現(xiàn)的孕育期內(nèi)進(jìn)行消除應(yīng)力。這是提高模具壽命的一項(xiàng)有效措施。鋁合金壓鑄模一般應(yīng)在使用10000次左右進(jìn)

44、行去應(yīng)力回火處理。 第五章 壓鑄工藝 壓鑄工藝是將壓鑄機(jī)、壓鑄模和壓鑄合金三大要素有機(jī)的組合而加以綜合運(yùn)用的過(guò)程，而壓鑄時(shí)金屬填充型腔的過(guò)程，是將壓力、速度、溫度以及時(shí)間等工藝因素得到統(tǒng)一的過(guò)程。 第一節(jié) 壓 力 壓力的存在是壓鑄工藝區(qū)別于其他鑄造方法的主要特點(diǎn)，壓力是使鑄件獲得組織致密和輪廓清晰的重要因素。 在壓鑄生產(chǎn)中，壓力的表示形式有壓射力和比壓兩種： 一、壓射力 壓射力是壓鑄機(jī)壓射機(jī)構(gòu)中推動(dòng)壓射活塞運(yùn)動(dòng)的力。是反映壓鑄機(jī)功能的一個(gè)主要參數(shù)，其計(jì)算公式如下： πD2 P射=P2g

45、 4 式中P射———壓射力（牛） P2———壓射缸的壓射腔內(nèi)工作液的壓力（對(duì)于無(wú)增壓的壓鑄機(jī)來(lái)說(shuō)為管通壓力）（帕″Pa）； D——壓射缸直徑（厘米） G——重力加速度數(shù)值9.80655M/S2(米/秒2) 二、 比壓 壓室內(nèi)熔融金屬在單位面積上所受的壓力稱為比壓。比壓也是壓射力與壓室截面積的比值關(guān)系換算的結(jié)果，其計(jì)算公式： P射 P比= F室 式中P比——比壓（帕）； F室——壓室截面積（厘米2），又可用壓室直徑換算； πd2 即F室= 4 式中d—

46、—壓室直徑（厘米） 比壓是熔融金屬在填充過(guò)程中各階段實(shí)際得到的作用力的大小的表示方法，反映了熔融金屬在填充的各個(gè)階段以及金屬流經(jīng)各個(gè)不同截面積時(shí)的力的概念。 將填充階段的比壓稱為填充比壓（又稱壓射比壓，以P比壓表示；增壓階段的比壓，稱為增壓比壓，以P比增表示。 填充比壓用來(lái)克服澆注系統(tǒng)和型腔中的流動(dòng)阻力，而增壓比壓則是決定了正在凝固的金屬所受到的壓力以及這時(shí)所形成的脹型力的大小。 三、壓力的作用和影響 ⑴ 比壓對(duì)鑄件機(jī)械性能的影響 比壓增大，結(jié)晶細(xì)，結(jié)晶層增厚，由于填充特性改善，表面質(zhì)量提高，會(huì)孔影響減輕，從而抗拉強(qiáng)度提高，但延伸率有所降低。 ⑵ 對(duì)填充條件的影響。 合金

47、熔液在高比壓作用下填充型腔，合金溫度升高，流動(dòng)性改善。有利于鑄件質(zhì)量的提高。 四、影響壓力的因素 ⑴ 壓鑄合金的特性，如熔點(diǎn)、流動(dòng)性等，熔點(diǎn)高，有效比壓越大。 ⑵ 合金澆注溫度和模具溫度，溫度過(guò)低，壓力損耗增大。 ⑶ 鑄件結(jié)構(gòu)和澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)，填充阻力越大，壓力有效率越低。 ⑷ 壓鑄機(jī)壓射系統(tǒng)特性和增壓效果。采用分調(diào)增壓壓射系統(tǒng)，能改善壓射特性，有效地提高鑄件質(zhì)量。 分調(diào)壓射系統(tǒng)特點(diǎn)： ⑴ 壓射貯能器和增壓貯能器是分開的，互不干擾。 ⑵ 增壓貯能器壓力可單獨(dú)調(diào)節(jié)，提高增壓速度和可靠性。 ⑶ 采用活塞式貯能器，提高貯能效率，縮短油路,提高壓射速度。 ⑷ 采用

48、新型液控閥，提高開啟速度，縮短轉(zhuǎn)換時(shí)間，從而取得良好的效果。 五、比壓的選擇 比壓的選擇可按如下的情況考慮： 1． 根據(jù)鑄件的強(qiáng)度要求考慮。 對(duì)于有強(qiáng)度要求的，應(yīng)該具有良好的致密度，此時(shí)應(yīng)采用高的增壓比壓。 2． 根據(jù)鑄件的壁厚考慮。 對(duì)于薄壁鑄件，型腔中的流動(dòng)阻力較大，故要有較大的填充比壓，才能保證達(dá)到需要的內(nèi)澆口速度。 對(duì)于厚壁鑄件，一方面選定的內(nèi)澆口速度較低，并且金屬的凝固時(shí)間較長(zhǎng)，可以采用較小填充比壓；另一方面，為了使鑄件具有一定的致密度，還需要有足夠的增壓比壓才能滿足要求。 對(duì)于形狀復(fù)雜的鑄件，填充比壓應(yīng)選用高一些。 六、脹型力的鎖模力 壓鑄過(guò)程，填充結(jié)束并轉(zhuǎn)為增

49、壓階段時(shí)，作用于正在凝固的金屬上的比壓（增壓比壓），通過(guò)金屬（鑄件澆注系統(tǒng)、排溢系統(tǒng)）傳遞于型腔壁面，此壓力稱為脹型力（又稱反壓力）。 脹型力可用下式表示，即P脹=P比增·A投g 式中P脹——脹型力（牛），P比增——增壓比壓（帕） A投——承受脹型力的投影面積（厘米2），g——重力加速度，9.80665米/秒2。 分型面脹型力是選定壓鑄機(jī)鎖模力大小的主要參數(shù)之一，通常情況下必須使鎖模力大于計(jì)算得到的脹型力P脹分，否則在金屬液壓射時(shí)，模具分型面會(huì)被脹開，而對(duì)于分離狀態(tài)，不但產(chǎn)生金屬飛濺，而且使型腔中的壓力無(wú)法建立，鑄件尺寸公差難以保證，難以成形。 鎖模力（即合模力）是選用壓鑄機(jī)時(shí)首

50、先要確定的重要參數(shù)。保證鑄件的尺寸公差等級(jí)，按以下公式計(jì)算，P鎖≥K·P脹分 式中P鎖——壓鑄機(jī)的鎖模力（牛） K——安全系數(shù)（一般取K=1.3） 第二節(jié) 壓射速度 壓鑄生產(chǎn)中，速度的表示形式常為沖頭速度和內(nèi)澆口速度兩種。 一、 壓射速度 壓室內(nèi)的壓射沖頭推動(dòng)熔融金屬移動(dòng)時(shí)的速度稱為壓射速度（又稱沖頭速度）。而壓射速度又分為兩級(jí)，Ⅰ級(jí)壓射速度并稱慢壓速度，是指沖頭起始動(dòng)作直至沖頭將室內(nèi)的金屬液送入內(nèi)澆口之前的運(yùn)動(dòng)速度，一般為低于0.3米/秒。Ⅱ級(jí)壓射速度又稱快壓射速度，是由壓鑄機(jī)的特性所決定， 1．快壓射速度的作用和影響 ⑴ 快壓射速度對(duì)鑄

51、件機(jī)械性能的影響 提高壓射速度，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，提高了合金熔液的流動(dòng)性，有利于消除流痕、冷隔等缺陷，提高了機(jī)械性能和表面質(zhì)量，但速度過(guò)快時(shí)，合金熔液呈霧狀與氣體混合，產(chǎn)生嚴(yán)重渦流包氣，機(jī)械性能下降。 ⑵ 壓射速度對(duì)填充特性的影響。 壓射速度的提高，使合金熔液在填充型腔時(shí)的溫度上升，有利于改善填充條件，可壓鑄出質(zhì)量?jī)?yōu)良的復(fù)雜的薄壁鑄件。但壓射速度過(guò)高時(shí)，填充條件惡化，在厚壁鑄件中尤為顯著。 2． 快壓射速度的選擇和考慮的因素 ⑴ 壓鑄合金的特性:熔化潛熱和合金的比熱和導(dǎo)熱性，凝固溫度范圍。 ⑵ 模具溫度高時(shí)，壓速可適當(dāng)降低，在考慮到模具熱傳導(dǎo)狀況，模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和制造質(zhì)量，以及提

52、高模具壽命，亦可適當(dāng)限制壓射速度。 ⑶ 鑄件質(zhì)量要求；表面質(zhì)量要求高和薄壁復(fù)雜件，采用較高的壓射速度。 二、內(nèi)澆口速度 當(dāng)機(jī)器的壓射系統(tǒng)在性能優(yōu)良時(shí)，熔融金屬通過(guò)內(nèi)澆口處的速度可以認(rèn)為不變（或變化很小），這個(gè)不變的速度，稱為內(nèi)澆口速度，又稱初紿速度。 熔融金屬在通過(guò)內(nèi)澆口后，進(jìn)入型腔各部分流動(dòng)（填充時(shí)），由于型腔的形狀和厚度（鑄件壁厚），模具熱狀態(tài)（溫度場(chǎng)的分布）等各種因素的影響，流動(dòng)的速度隨時(shí)在發(fā)生變化，這種變化的速度稱為填充速度。 三、速度的選擇 如果對(duì)壓鑄件的機(jī)械性能，如抗拉強(qiáng)度和致密性提出了高的要求，早不應(yīng)選用過(guò)大的內(nèi)澆口速度（V內(nèi)）。 如果壓鑄件結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的薄壁零件，

53、并對(duì)其表面質(zhì)量提出了較高的要求，應(yīng)選用較高的壓射速度（V射）和內(nèi)澆口速度（V內(nèi)），完全是必要的。 四.內(nèi)澆口速度與壓射速度，壓室直徑和內(nèi)澆口截面積有關(guān)，可通過(guò)以下方面調(diào)整： ⑴ 調(diào)整壓射沖頭速度。 ⑵ 更換壓室直徑。 ⑶ 改變內(nèi)澆口截面積。 五.速度、壓力的分析 1．增壓起點(diǎn)對(duì)壓鑄件質(zhì)量的影響。 在型腔尚未填充或填充中途，增壓缸提前動(dòng)作，增壓缸活塞動(dòng)作也終止，故無(wú)法形成增壓后的高比壓，鑄件在較低壓力下結(jié)晶成形，嚴(yán)重影響質(zhì)量。 增壓轉(zhuǎn)換過(guò)遲，鑄件已凝固，增壓壓力雖建立，但不能起到作用。 正確的增壓轉(zhuǎn)換點(diǎn)，應(yīng)選擇在型腔基本填充滿前，立即

54、進(jìn)行增壓，方能獲得預(yù)期效果。 2．壓射室和沖頭磨損的原因分析。 壓射沖頭咬傷卡住，嚴(yán)重影響壓力的傳遞和壓射速度的穩(wěn)定以及鑄件質(zhì)量和生產(chǎn)的正常進(jìn)行。其原因甚多，主要原因是由于溫度的波動(dòng)，使壓射室和沖頭的間隙也都處于不斷變化的狀態(tài)。這種間隙變化，在大直徑的壓射室中，尤為顯著，故壓射室直徑越大，沖頭壽命越短，咬傷卡住的現(xiàn)象越嚴(yán)重。 第三節(jié) 溫 度 壓鑄中所指的溫度是指澆注溫度和模具溫度。溫度控制是獲得優(yōu)良鑄件的重要因素。 一、澆注溫度 熔融金屬的澆注溫度是指定自壓室進(jìn)入型腔時(shí)的平均溫度，一般以保溫爐的溫度表示。 1． 澆注溫度的作用和影響 合金溫度對(duì)鑄件機(jī)械性能的影

55、響，隨著合金溫度的提高，機(jī)械性能有所改善，但超過(guò)一定限度后，性能惡化，主要原因是： ⑴ 氣體在合金中的溶解度，隨溫度的升高而增大，雖然熔解在合金中的氣體，但在壓鑄過(guò)程中難以折出，對(duì)塑性是有影響的。 ⑵ 含鐵量隨合金溫度升高而增加，使流動(dòng)性降低，結(jié)晶粗大，性能惡化。 ⑶ 鋁合金、鎂合金隨溫度升高氧化加劇，氧化夾雜物，使合金性能惡化。因此合金過(guò)熱，易產(chǎn)生縮孔、裂紋、氣孔、氧化夾雜物，故機(jī)械性能降低。合金溫度過(guò)低，也會(huì)產(chǎn)生成分不均勻，流動(dòng)性差，影響填充條件，產(chǎn)生缺陷。合金溫度對(duì)填充特性的影響，合金溫度對(duì)填充流態(tài)有直接影響。澆注溫度過(guò)高，又在高速的作用，易產(chǎn)生紊流、渦流包氣，在凝固范圍較

56、寬的合金，采用高壓、低溫（半凝固狀態(tài)），低速澆注，有利于形成順序填充，提高鑄件質(zhì)量，且易引起粘模和熔蝕，不利于模具熱平衡，也使模具壽命降低，故正確選擇合金澆注溫度頗為重要。 2．選擇澆注溫度的重要因素 影響合金溫度主要的因素有： ⑴ 合金的性質(zhì)：熔點(diǎn)、熱容量、凝固范圍等，對(duì)鎂合金熱量小，澆注溫度可偏高一些，以有利于填充成形，凝固范圍寬的合金，可采用低溫低速高壓和較厚的內(nèi)澆口，對(duì)厚壁鑄件質(zhì)量可取得良好的效果。 ⑵ 鑄件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。 ⑶ 模具溫度較高時(shí)，可適當(dāng)降低澆注溫度。 ⑷ 比壓和壓射速度，均對(duì)合金溫度有直接影響，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，使合金溫度升高。 3．合金溫度的選擇

57、 壓鑄合金澆注溫度一般為：鋅合金：400 ～ 430℃，鋁合金：650～690℃，鎂合金：640～700℃。 二、模具溫度 1．模具溫度的作用和影響 ⑴ 在填充過(guò)程中,模溫對(duì)金屬液流溫度、粘度、流動(dòng)性、填充時(shí)間、填充流態(tài)等均有較大影響,模溫過(guò)低時(shí)，表層冷凝后又為高速液流破碎，產(chǎn)生表層缺陷，甚至不能“成型”，模溫過(guò)高時(shí)，雖有利獲得光潔的鑄件表面，但易出現(xiàn)收縮凹陷。 ⑵ 模溫對(duì)合金熔液冷卻速度、結(jié)晶狀態(tài)、收縮應(yīng)力均有明顯影響。模溫過(guò)低，收縮應(yīng)力增大，鑄件易產(chǎn)生裂紋。 ⑶ 模溫對(duì)模具壽命影響甚大，激烈的溫度變化，形成復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)，頻繁的應(yīng)力交變導(dǎo)致早期龜裂。 ⑷ 模溫對(duì)鑄件尺寸

58、公差等級(jí)的影響，模溫穩(wěn)定，尺寸公差等級(jí)也得以提高。 2、影響模具溫度的主要因素： ⑴ 合金澆注溫度、澆注量、熱容量和導(dǎo)熱性。 ⑵ 澆注系統(tǒng)的溢流槽的設(shè)計(jì)，用以調(diào)整平衡狀態(tài)。 ⑶ 壓鑄比壓和壓射速度。 ⑷ 模具設(shè)計(jì)、模具體積大，熱容量大，模具溫度波動(dòng)較小。模具材料導(dǎo)熱性能好，溫度分布較均勻有利于改善熱平衡。 ⑸　模具合理預(yù)熱，提高初溫，有利于改善熱平衡，提高模具壽命。 ⑹ 生產(chǎn)頻率越快，模溫升高，在一定范圍內(nèi)對(duì)鑄件和模具壽命都是有利的。 ⑺ 模具潤(rùn)滑起到隔熱和散熱作用。 3、模具溫度對(duì)機(jī)械性能的影響 模具溫度提高，改善了填充條件，使機(jī)械性能得到提高。模溫過(guò)高，合金

59、溶液冷卻速度降低，結(jié)晶層厚減薄，晶粒較粗大，故強(qiáng)度有所下降。 為此，要獲得質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)鑄件，必須將模具溫度嚴(yán)格控制在最佳的工藝范圍內(nèi)。這就必須應(yīng)用模具冷卻加熱裝置，以保證模具在恒定溫度范圍內(nèi)工作。 4、模具溫度的選擇 推薦的模具溫度：鋅合金160-200℃，鋁合金：200-260℃ 第四節(jié) 時(shí) 間 壓鑄工藝上的“時(shí)間”是填充時(shí)間、增壓建壓時(shí)間、持壓時(shí)間及留模時(shí)間，“時(shí)間”在壓鑄工藝上是至關(guān)重要的。 一、填充時(shí)間： 熔融金屬在壓力下開始進(jìn)入型腔直到充滿的過(guò)程所需的時(shí)間稱為填充時(shí)間。 填充時(shí)間是壓力、速度、溫度、模具的澆注與溢流系統(tǒng)的特點(diǎn)，合金的性質(zhì)，以及鑄件結(jié)構(gòu)（壁

60、厚）等多種因素結(jié)合以后所產(chǎn)生的結(jié)果。因此，也是填充過(guò)程中各種因素相互協(xié)調(diào)程度的綜合反映。 1. 填充時(shí)間的選擇原則： ⑴. 合金澆注溫度過(guò)高時(shí)，填充時(shí)間可選長(zhǎng)些; ⑵. 模具溫度高時(shí)，填充時(shí)間可選長(zhǎng)些; ⑶. 鑄件厚壁部分離內(nèi)澆口遠(yuǎn)時(shí),填充時(shí)間可選長(zhǎng)些; (4). 熔化潛熱和比熱高的合金,填充時(shí)間可選長(zhǎng)些; 二. 增壓建壓時(shí)間 增壓建壓時(shí)間是熔融金屬在充型過(guò)程的增壓階段，從充滿型腔的瞬時(shí)開始，直到增壓壓力達(dá)到預(yù)定值所需的建立起來(lái)的時(shí)間。也即從壓射比壓上升到增壓比壓建立起來(lái)所需的時(shí)間。從壓鑄工藝上來(lái)說(shuō)，所需的增壓比壓時(shí)間俞短俞好。 從壓鑄工藝上來(lái)說(shuō)，增壓建壓時(shí)間的

61、長(zhǎng)短，取決于型腔中合金液的凝固時(shí)間，凝固時(shí)間稍長(zhǎng)的合金，則增壓建壓的時(shí)間也可稍長(zhǎng)，但應(yīng)稍短于型腔及內(nèi)澆口中合金的凝固時(shí)間才是合理的。若增壓壓力的建成稍遲即時(shí)間較長(zhǎng)，合金已經(jīng)凝固，壓力無(wú)法傳遞，失去增壓壓實(shí)作用。 二． 持壓時(shí)間 熔融金屬充滿型腔后，使熔融金屬在增壓比壓作用下凝固的這段時(shí)間，稱為持壓時(shí)間。 持壓作用是使壓射沖頭將壓力通過(guò)還未凝固的余料，澆口部分的金屬傳遞到型腔，使正在凝固的金屬在壓力下結(jié)晶，從而獲得致密的鑄件。 持壓時(shí)間的選擇應(yīng)考慮的因素： ⑴. 壓鑄合金的特性:壓鑄合金結(jié)晶范圍大，持壓時(shí)間應(yīng)選得長(zhǎng)些.

62、 ⑵. 鑄件壁厚:鑄件平均厚度大，持壓時(shí)間可選長(zhǎng)些. ⑶. 澆注系統(tǒng):內(nèi)澆口厚，持壓時(shí)間可選長(zhǎng)些 四、留模時(shí)間. 留模時(shí)間是壓鑄過(guò)程中,從持壓終了至開模頂出鑄件的這段時(shí)間。足夠的留模時(shí)間，是使鑄件在模具內(nèi)得到充分凝固和適度的冷卻使之具有一定的強(qiáng)度，在開模和頂出時(shí)，鑄件不致產(chǎn)生變形或拉裂。 留模時(shí)間的選擇,通常以頂出鑄件不變形 、不開裂的最短時(shí)間為宜，然而，過(guò)長(zhǎng)的留模時(shí)間性不僅降低生產(chǎn)效率，而且會(huì)帶來(lái)不良的后果。 綜上所述，壓鑄生產(chǎn)中的工藝參數(shù)壓力、速度、溫度、時(shí)間選擇可按下列原則： ⑴ 鑄件壁越厚，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,壓射力要大； ⑵ 鑄件壁越薄，結(jié)構(gòu)越復(fù)

63、雜,壓射速度越快； ⑶ 鑄件壁越厚，持壓留模時(shí)間需越長(zhǎng)； ⑷ 鑄件壁越薄，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,模溫澆溫需越高。 第五節(jié) 壓室的充滿度 澆入壓室的金屬液量占?jí)菏铱側(cè)萘康某潭确Q為壓室的充滿度。 充滿度對(duì)于臥式冷室壓鑄機(jī)有著特殊的意義。因?yàn)?，臥式壓鑄機(jī)的壓室在澆入金屬液后，并不是完全的充滿而只在金屬液面的上方留有一定的空間。這個(gè)空間占有的體積越大，存有空氣越多，這對(duì)于填充型腔時(shí)的氣體量有很大的影響。其次，充滿度小，合金液在壓室內(nèi)激冷度過(guò)多，對(duì)填充也不利。因此，壓室充滿度不應(yīng)過(guò)小，以免上部空間過(guò)大；一般充滿度應(yīng)控制在80～40%范圍內(nèi)，而以75%左右為最適宜。 第六節(jié) 壓鑄用涂料

64、 一、涂料的作用 ⑴ 高溫條件下具有良好的潤(rùn)滑性能。 ⑵ 減少填充過(guò)程瞬間的熱擴(kuò)散，保持熔融金屬的流動(dòng)性，從而改善合金的成型性。 ⑶ 避免熔融金屬對(duì)型腔的沖刷及粘附（對(duì)鋁合金而言），改善模具工作條件，提高鑄件表面質(zhì)量。 ⑷ 減少鑄件與模具成型表面（尤其是型芯）之間的摩擦，從而減少型芯和型腔的磨損，延長(zhǎng)模具壽命。 二、涂料的使用 壓鑄涂料在使用時(shí)應(yīng)注忌噴涂方法和涂料用量，不論是涂刷還是噴涂，都要薄而均勻，避免涂料層太厚或遺漏涂噴。因此，當(dāng)采用噴涂時(shí)，涂料濃度需加以控制，在適當(dāng)條件下濃度應(yīng)可能淡，用毛刷涂刷時(shí)，在刷后應(yīng)用壓縮空氣吹勻。特別是滑塊型芯背面(動(dòng)模方向)不易

65、噴涂的地方，應(yīng)注忌噴涂，減少遺漏.此外，應(yīng)特別注意模具排氣部位的清理，避免因涂料堵塞而失去排氣作用。 第六章 壓鑄件的缺陷分析及檢驗(yàn) 第一節(jié) 壓鑄件的缺陷分析 為了核查鑄件質(zhì)量問(wèn)題，下面將對(duì)鑄件缺陷的特征，產(chǎn)生的原因，以及排除措施分別進(jìn)行敘述。 一般來(lái)說(shuō)十全十美無(wú)缺陷的鑄件是難以得到的，而僅是缺陷的輕重程度、大小多少之別。因此，合格品與廢品應(yīng)按其各自的使用要求而定。 一、流痕 其它名稱：條紋 特征：鑄件表面上呈現(xiàn)與金屬液流動(dòng)方向相一致的，用手感覺得出的局部下陷光滑紋路。此缺陷無(wú)發(fā)展傾向，用拋光法能去除。 產(chǎn)生原因

66、 排除措施 1． 兩股金屬流不同步充滿型腔而留下的痕跡。 2． 模具溫度低，如鋅合金模溫低于是150℃，鋁合金模溫低于180℃，都易產(chǎn)生這類缺陷。 3． 填充速度太高。 4． 涂料用量過(guò)多。 1． 調(diào)整內(nèi)澆口截面積或位置。 2. 高速模具溫度，增大溢流槽。 3．適當(dāng)調(diào)整填充速度以改變金屬液填充型腔的流態(tài)。 4．涂料使用薄面噴勻。 二、冷隔 其它名稱：冷接（對(duì)接） 特征：溫度較低的金屬流互相對(duì)接但未熔合而出現(xiàn)的縫隙，呈不規(guī)則的線形，有穿透的和不穿透的兩種，在外力作用下有發(fā)展趨勢(shì)。 產(chǎn)生原因 排除原因 1． 金屬液澆注溫度低或模具溫 度低。 2． 合金成分不符標(biāo)準(zhǔn)，流動(dòng)性 差。 3． 金屬液分股填充，融合不良。 4． 澆口不合理，流程太長(zhǎng)。 5． 填充速度低或排氣不良。 6． 比壓偏低。 1．適當(dāng)提高澆注溫度和模具溫 度。 2．改變合金成分，提高流動(dòng)性。 2． 改進(jìn)澆注系統(tǒng),改善填充條 件。 3． 改善排溢條件，如大溢流量。 4． 提高壓射速度，改善排氣條件。 6．提高比壓。 三、擦傷 其它名稱