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(yàn)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(yàn)：一般件3050承載件5080耐氣密件80100c.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(yàn)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 各個部分的投影

2、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(yàn)初選壓鑄機(jī)噸位，通常充滿度在40%75%之間 三，校驗(yàn)?zāi)＞叱叽鏰.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(yàn)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(yùn)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，并防止金屬液從澆口濺出；-段是壓射沖頭以

3、較快的速度運(yùn)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(yùn)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(yùn)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，使之壓實(shí)，此階段有增壓機(jī)構(gòu)才能實(shí)現(xiàn)，此階段壓

4、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(yùn)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 在壓鑄生產(chǎn)過程中，鎖型（模）力大小的選擇直接反映到

5、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（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

6、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

7、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(shí)現(xiàn)有序、平穩(wěn)的流動狀態(tài)，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)

8、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。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(diǎn)。4） 順

9、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。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：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

10、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?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)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

11、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

12、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

13、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

14、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(shí)現(xiàn)有序、平穩(wěn)的流動狀態(tài)，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

15、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。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(diǎn)。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

16、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(shí)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，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(shí)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)