壓鑄機(jī)噸位的選用方法

1、東巖公司壓鑄參數(shù)選用方法 在壓鑄產(chǎn)品報價初期和壓鑄模具設(shè)計時均涉及到壓鑄機(jī)噸位的選擇,噸位的選用依 據(jù)下面三個步驟： 一，校驗鎖模力 a.總投影面積A=鑄件投影面積A1+澆道面積A2（0.150.3A1）+排溢系統(tǒng)A3 （0.10.2A1）+料柄面積A4（3.14xdxd d為料室直徑，亦既為沖頭直徑） b.脹型力F1=總投影面積Ax壓射比壓（MPa) 所謂壓射比壓即為單位面積上所承受的壓力，根據(jù)經(jīng)驗：一般件3050承 載件5080耐氣密件80100 c.鎖模力F2=脹型力F1/K K為保險系數(shù)：0.85 初選壓鑄機(jī)噸位 二，校驗充滿度 a.總重量=鑄件重量+澆道重量+料柄重量+排溢系統(tǒng)重量

2、各個部分的投影面積已有，算其深度，則知其體積 b.充滿度=總重量/澆鑄量 澆鑄量為不同的壓鑄機(jī)使用不同的料室時的最大合金重量 根據(jù)充滿度值校驗初選壓鑄機(jī)噸位，通常充滿度在40%75%之間 三，校驗?zāi)＞叱叽?a.對鑄件進(jìn)行簡單的模具排位，知其模具尺寸 b.根據(jù)模具尺寸校驗所選壓鑄機(jī)的哥林柱內(nèi)距是否合適 最后確定使用壓鑄機(jī)的噸位 為了便于分析壓鑄工藝參數(shù)，下面示出如圖1和圖2所示的臥式冷室壓鑄機(jī) 壓射過程圖以及壓射曲線圖。壓射過程按三個階段進(jìn)行分析。 第一階段：由0 -和-兩段組成。0 -段是壓射沖頭以低速運動，封 住澆料口，推動金屬液在壓射室內(nèi)平穩(wěn)上升，使壓射室內(nèi)空氣慢慢排出， 并防止金屬液從澆

3、口濺出；-段是壓射沖頭以較快的速度運動，使金屬 液充滿壓射室前端并堆聚在內(nèi)澆口前沿。 第二階段：-段，壓射沖頭快速運動階段，使金屬液充滿整個型腔與澆 注系統(tǒng)。 第三階段：-段，壓射沖頭終壓階段，壓射沖頭運動基本停止，速度逐 漸降為0。 臥式冷室壓鑄機(jī)壓射過程圖 臥式冷室壓鑄機(jī)壓射曲線圖 s-沖頭位移曲線 P0-壓力曲線 v-速度曲線 1、壓力參數(shù) （1）壓射力 壓射沖頭在0-段，壓射力是為了克服壓射室與壓射沖頭和液 壓缸與活塞之間的摩擦阻力；-段，壓射力上升，產(chǎn)生第一個壓力峰，足 以能達(dá)到突破內(nèi)澆口阻力為止；-段，壓射力繼續(xù)上升，產(chǎn)生第二個壓力 峰；-段，壓射力作用于正在凝固的金屬液上，使之壓

4、實，此階段有增壓 機(jī)構(gòu)才能實現(xiàn)，此階段壓射力也叫增壓壓射力。 （2）比壓 比壓可分為壓射比壓和增壓比壓。 在壓射運動過程中0-段，壓射室內(nèi)金屬液單位面積上所受的壓射力稱為壓射比 壓；在-段，壓射室內(nèi)金屬液單位面積上所受的增壓壓射力稱為增壓比壓。比 壓是確保鑄件質(zhì)量的重要參數(shù)之一，推薦選用的增壓比壓如下表所示。 增壓比壓選用值（單位：MPa） 3）脹型力 壓鑄過程中，充填型腔的金屬液將壓射活塞的比壓傳遞至型（模）具型 腔壁面上的力稱為脹型力。主脹型力的大小等于鑄件在分型面上的投影面積（多腔 模則為各腔投影面積之和），澆注系統(tǒng)、溢流、排氣系統(tǒng)的面積（一般取總面積的 30%）乘以比壓，其計算公式如下

5、 在壓鑄生產(chǎn)過程中，鎖型（模）力大小的選擇直接反映到壓鑄分型面處有否料液飛 濺、鑄件內(nèi)組織的密度、有否氣孔、成形是否完整、有否飛邊及毛刺等。調(diào)整時， 在保證鑄件合格的前提下盡量減小鎖型（模）力。 F分-分脹型力（KN）。 F主-主脹型力（KN）； K-安全系數(shù)，一般取1.25； 式中 F鎖-壓鑄機(jī)應(yīng)有的鎖型（模）力（KN）； F鎖 K（F主 +F分） （4）鎖型（模）力 鎖型（模）力是表示壓鑄機(jī)的大小的最基本參數(shù)，其作用是克 服壓鑄填充時的脹型力。在壓鑄機(jī)生產(chǎn)中應(yīng)保證型（模）具在脹型力的作用下不致 脹開。壓鑄機(jī)的鎖型（模）力必須大于脹型力才是可靠的，鎖型（模）力和脹型力 的關(guān)系如下： 分脹型力

6、（F分）的大小是作用在斜銷抽芯、斜滑塊抽芯、液壓抽芯鎖緊面上的分 力引起的脹型力之和。 Pb-壓射比壓（MPa）。 A-鑄件在分型面上的投影面積（cm2）； 式中 F主-主脹型力(KN)； F主APb/10 為簡化選用壓鑄機(jī)時各參數(shù)的計算，可根據(jù)壓鑄機(jī)具體的工作性能作出“比壓、投 影面積與脹型力關(guān)系圖”，參見下圖。在已知型（模）具分型面上鑄件總投影面積 A和所選用的壓射比壓Pb后，能從圖中直接查出脹型力。 壓鑄件缺陷中，出現(xiàn)最多的是氣孔。 氣孔特征。有光滑的表面，形狀是圓形或橢圓形。表現(xiàn)形式可以在鑄件表面、或 皮下針孔、也可能在鑄件內(nèi)部。 （1）氣體來源 1） 合金液析出氣體a與原材料有關(guān) b

7、與熔煉工藝有關(guān) 2） 壓鑄過程中卷入氣體-a與壓鑄工藝參數(shù)有關(guān) b與模具結(jié)構(gòu)有關(guān) 3） 脫模劑分解產(chǎn)生氣體-a與涂料本身特性有關(guān) b與噴涂工藝有關(guān) （2）原材料及熔煉過程產(chǎn)生氣體分析 鋁液中的氣體主要是氫，約占了氣體總量的85%。 熔煉溫度越高，氫在鋁液中溶解度越高，但在固態(tài)鋁中溶解度非常低，因此在凝 固過程中，氫析出形成氣孔。 氫的來源： 1） 大氣中水蒸氣，金屬液從潮濕空氣中吸氫。 2） 原材料本身含氫量，合金錠表面潮濕，回爐料臟，油污。 3） 工具、熔劑潮濕。 （3）壓鑄過程產(chǎn)生氣體分析 由于壓室、澆注系統(tǒng)、型腔均與大氣相通，而金屬液是以高壓、高速充填，如 果不能實現(xiàn)有序、平穩(wěn)的流動狀態(tài)

8、，金屬液產(chǎn)生渦流，會把氣體卷進(jìn)去。 壓鑄工藝制定需考慮以下問題： 1） 金屬液在澆注系統(tǒng)內(nèi)能否干凈、平穩(wěn)地流動，不會產(chǎn)生分離和渦流。 2） 有沒有尖角區(qū)或死亡區(qū)存在 3） 澆注系統(tǒng)是否有截面積的變化？ 4） 排氣槽、溢流槽位置是否正確？是否夠大？是否會被堵?。繗怏w能否有效、 順暢排出？ 應(yīng)用計算機(jī)模擬充填過程，就是為了分析以上現(xiàn)象，以作判斷來選擇合理的工藝 參數(shù)。 （4）涂料產(chǎn)生氣體分析 涂料性能：如發(fā)氣量大對鑄件氣孔率有直接影響。 噴涂工藝：使用量過多，造成氣體揮發(fā)量大，沖頭潤滑劑太多，或被燒焦，都 是氣體的來源。 （5）解決壓鑄件氣孔的辦法 先分析出是什么原因?qū)е碌臍饪?，再來取相?yīng)的措施。

9、 1） 干燥、干凈的合金料。 2） 控制熔煉溫度，避免過熱，進(jìn)行除氣處理。 3） 合理選擇壓鑄工藝參數(shù)，特別是壓射速度。調(diào)整高速切換起點。 4） 順序填充有利于型腔氣體排出，直澆道和橫澆道有足夠的長度（50mm）， 以利于合金液平穩(wěn)流動和氣體有機(jī)會排出?？筛淖儩部诤穸?、澆口方向、在形 成氣孔的位置設(shè)置溢流槽、排氣槽。溢流品截面積總和不能小于內(nèi)澆口截面積 總和的60%，否則排渣效果差。 5） 選擇性能好的涂料及控制噴涂量。 一 氧化夾渣 缺陷特征：氧化夾渣多分布在鑄件的上表面，在鑄型不通氣的轉(zhuǎn)角部位。斷口 多呈灰白色或黃色，經(jīng)x光透視或在機(jī)械加工時發(fā)現(xiàn)，也可在堿洗、酸洗或陽極化 時發(fā)現(xiàn) 產(chǎn)生原因

10、： 1爐料不清潔，回爐料使用量過多 2.澆注系統(tǒng)設(shè)計不良 3合金液中的熔渣未清除干凈 4澆注操作不當(dāng)，帶入夾渣 5.精煉變質(zhì)處理后靜置時間不夠 防止方法： 1爐料應(yīng)經(jīng)過吹砂，回爐料的使用量適當(dāng)降低 2改進(jìn)澆注系統(tǒng)設(shè)計，提高其擋渣能力 3.采用適當(dāng)?shù)娜蹌┤ピ?4澆注時應(yīng)當(dāng)平穩(wěn)并應(yīng)注意擋渣 5精煉后澆注前合金液應(yīng)靜置一定時間 二 氣孔 氣泡 缺陷特征：三鑄件壁內(nèi)氣孔一般呈圓形或橢圓形，具有光滑的表面，一般 是發(fā)亮的氧化皮，有時呈油黃色。表面氣孔、氣泡可通過噴砂發(fā)現(xiàn)，內(nèi)部氣孔 氣泡可通過X光透視或機(jī)械加工發(fā)現(xiàn)氣孔 氣泡在X光底片上呈黑色 產(chǎn)生原因： 1澆注合金不平穩(wěn)，卷入氣體 2型(芯)砂中混入有機(jī)

11、雜質(zhì)(如煤屑、草根 馬糞等) 3鑄型和砂芯通氣不良 4冷鐵表面有縮孔 5澆注系統(tǒng)設(shè)計不良 防止方法 ： 1正確掌握澆注速度，避免卷入氣體。 2型(芯)砂中不得混入有機(jī)雜質(zhì)以減少造型材料的發(fā)氣量 3改善(芯)砂的排氣能力 4正確選用及處理冷鐵 5改進(jìn)澆注系統(tǒng)設(shè)計 三 縮松 缺陷特征：鋁鑄件縮松一般產(chǎn)生在內(nèi)澆道附近飛冒口根部厚大 部位、壁的厚薄轉(zhuǎn)接處和具有大平面的薄壁處。在鑄態(tài)時斷口為灰 色，淺黃色經(jīng)熱處理后為灰白淺黃或灰黑色在x光底片上呈云霧狀 嚴(yán)重的呈絲狀縮松可通過X光、熒光低倍 斷口等檢查方法發(fā)現(xiàn) 產(chǎn)生原因： 1冒口補(bǔ)縮作用差 2爐料含氣量太多 3內(nèi)澆道附近過熱 4砂型水分過多，砂芯未烘干

12、5合金晶粒粗大 6鑄件在鑄型中的位置不當(dāng) 7澆注溫度過高，澆注速度太快 防止方法： 1從冒口補(bǔ)澆金屬液，改進(jìn)冒口設(shè)計 2爐料應(yīng)清潔無腐蝕 3鑄件縮松處設(shè)置冒口，安放冷鐵或冷鐵與冒口聯(lián)用 4控制型砂水分，和砂芯干燥 5采取細(xì)化品粒的措施 6改進(jìn)鑄件在鑄型中的位置降低澆注溫度和澆注速度 四 裂紋 缺陷特征 : 1鑄造裂紋。沿晶界發(fā)展，常伴有偏析，是一種在較高溫度下形成的 裂紋在體積收縮較大的合金和形狀較復(fù)雜的鑄件容易出現(xiàn) 2熱處理裂紋：由于熱處理過燒或過熱引起，常呈穿晶裂紋。常在產(chǎn) 生應(yīng)力和熱膨張系數(shù)較大的合金冷卻過劇。或存在其他冶金缺陷時產(chǎn)生 產(chǎn)生原因： 1鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，有尖角，壁的厚薄變

13、化過于懸殊 2砂型(芯)退讓性不良 3鑄型局部過熱 4澆注溫度過高 5自鑄型中取出鑄件過早 6熱處理過熱或過燒，冷卻速度過激 防止方法: 1改進(jìn)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計，避免尖角，壁厚力求均勻，圓滑過渡 2采取增大砂型(芯)退讓性的措施 3保證鑄件各部分同時凝固或順序凝固，改進(jìn)澆注系統(tǒng)設(shè)計 4適當(dāng)降低澆注溫度 5控制鑄型冷卻出型時間 6鑄件變形時采用熱校正法 7正確控制熱處理溫度，降低淬火冷卻速度 氣孔分析 壓鑄件缺陷中，出現(xiàn)最多的是氣孔。 氣孔特征。有光滑的表面，形狀是圓形或橢圓形。表現(xiàn)形式可以在鑄件表面、或 皮下針孔、也可能在鑄件內(nèi)部。 （1）氣體來源 1） 合金液析出氣體a與原材料有關(guān) b與熔煉工藝

14、有關(guān) 2） 壓鑄過程中卷入氣體a與壓鑄工藝參數(shù)有關(guān) b與模具結(jié)構(gòu)有關(guān) 3） 脫模劑分解產(chǎn)生氣體a與涂料本身特性有關(guān) b與噴涂工藝有關(guān) （2）原材料及熔煉過程產(chǎn)生氣體分析 鋁液中的氣體主要是氫，約占了氣體總量的85%。 熔煉溫度越高，氫在鋁液中溶解度越高，但在固態(tài)鋁中溶解度非常低，因此在凝 固過程中，氫析出形成氣孔。 氫的來源： 1） 大氣中水蒸氣，金屬液從潮濕空氣中吸氫。 2） 原材料本身含氫量，合金錠表面潮濕，回爐料臟，油污。 3） 工具、熔劑潮濕。 （3）壓鑄過程產(chǎn)生氣體分析 由于壓室、澆注系統(tǒng)、型腔均與大氣相通，而金屬液是以高壓、高速充填，如果 不能實現(xiàn)有序、平穩(wěn)的流動狀態(tài)，金屬液產(chǎn)生渦

15、流，會把氣體卷進(jìn)去。 壓鑄工藝制定需考慮以下問題： 1） 金屬液在澆注系統(tǒng)內(nèi)能否干凈、平穩(wěn)地流動，不會產(chǎn)生分離和渦流。 2） 有沒有尖角區(qū)或死亡區(qū)存在？ 3） 澆注系統(tǒng)是否有截面積的變化？ 4） 排氣槽、溢流槽位置是否正確？是否夠大？是否會被堵?。繗怏w能否有效、 順暢排出？ 應(yīng)用計算機(jī)模擬充填過程，就是為了分析以上現(xiàn)象，以作判斷來選擇合理的工藝 參數(shù)。 （4）涂料產(chǎn)生氣體分析 涂料性能：如發(fā)氣量大對鑄件氣孔率有直接影響。 噴涂工藝：使用量過多，造成氣體揮發(fā)量大，沖頭潤滑劑太多，或被燒焦，都是 氣體的來源。 （5）解決壓鑄件氣孔的辦法 先分析出是什么原因?qū)е碌臍饪祝賮砣∠鄳?yīng)的措施。 1） 干燥

16、、干凈的合金料。 2） 控制熔煉溫度，避免過熱，進(jìn)行除氣處理。 3） 合理選擇壓鑄工藝參數(shù)，特別是壓射速度。調(diào)整高速切換起點。 4） 順序填充有利于型腔氣體排出，直澆道和橫澆道有足夠的長度（50mm）， 以利于合金液平穩(wěn)流動和氣體有機(jī)會排出。可改變澆口厚度、澆口方向、在形成氣孔 的位置設(shè)置溢流槽、排氣槽。溢流品截面積總和不能小于內(nèi)澆口截面積總和的60%， 否則排渣效果差。 5） 選擇性能好的涂料及控制噴涂量。 解決缺陷的思路 由于每一種缺陷的產(chǎn)生原因來自多個不同的影響因素，因此在實際生產(chǎn)中要 解決問題，面對眾多原因到底是非功過先調(diào)機(jī)？還是先換料？或先修改模具？建 議按難易程度，先簡后復(fù)雜去處理

17、，其次序： 1） 清理分型面，清理型腔，清理頂桿；改善涂料、改善噴涂工藝；增大鎖 模力，增加澆注金屬量。這些靠簡單操作即可實施的措施。 2） 調(diào)整工藝參數(shù)、壓射力、壓射速度、充型時間、開模時間，澆注溫度、 模具溫度等。 3） 換料，選擇質(zhì)優(yōu)的鋁合金錠，改變新料與回爐料的比例，改進(jìn)熔煉工藝。 4） 修改模具，修改澆注系統(tǒng)，增加內(nèi)澆口，增設(shè)溢流槽、排氣槽等。 例如壓鑄件產(chǎn)生飛邊的原因有： 1） 壓鑄機(jī)問題：鎖模力調(diào)整不對。 2） 工藝問題：壓射速度過高，形成壓力沖擊峰過高。 3） 模具問題：變形，分型面上雜物，鑲塊、滑塊有磨損不平齊，模板強(qiáng)度 不夠。解決飛邊的措施順序：清理分型面提高鎖模力調(diào)整工藝參數(shù)修復(fù)模 具磨