壓鑄工藝技術(shù)培訓(xùn)

1、壓鑄工藝技術(shù)培訓(xùn)拓普制動(dòng)系統(tǒng)有限公司 壓鑄概述v一. 概述 v壓力鑄造是近代金屬加工工藝中發(fā)展較快的一種少無切削的特種鑄造方法。它是將熔融金屬在高壓高速下充填鑄型，并在高壓下結(jié)晶凝固形成鑄件的過程。高壓高速是壓力鑄造的主要特征。常用的壓力為數(shù)十兆帕，填充速度（內(nèi)澆口速度）約為1680米/秒，金屬液填充模具型腔的時(shí)間極短，約為0.010.2秒。由于用這種方法生產(chǎn)產(chǎn)品具有生產(chǎn)效率高，工序簡(jiǎn)單，鑄件公差等級(jí)較高，表面粗糙度好，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)，所以現(xiàn)已成為我國鑄造業(yè)中的一個(gè)重要組成部分。 壓鑄基本原理壓鑄材料牌 號(hào)SiFeCuMnMgNiZnTinTi其

2、他雜質(zhì)總和A3807.5-9.50.8max3.0-4.00.5max0.1max0.5max3.0max0.35 max/0.5 max3839.5-11.50.8max2.0-3.00.5max0.1max0.3max3.0max0.15 max/0.5 maxADC107.5-9.508max2.0-4.00.5max0.3max0.5max1.0max0.2max余量ADC129.6-12.008max1.5-3.50.5max0.3max0.5max1.0max0.2max余量壓鑄所用材料多為有色合金,如鋁合金、鋅合金、鎂合金、銅合金，因我公司都是鋁合金，所以介紹壓鑄鋁合金的材料。壓

3、鑄鋁合金各元素的組成和影響1. 硅（Si） 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。硅與鋁能組成固溶體。2. 銅（Cu） 銅和鋁組成固溶體，當(dāng)溫度在548時(shí)，銅在鋁中的溶解度應(yīng)為5.65，室溫時(shí)降至0.1左右，增加含銅量，能提高合金的流動(dòng)性，抗拉強(qiáng)度和硬度，但降低了耐蝕性和塑性，熱裂傾向增大。 3. 鎂（Mg） 在高硅鋁合金中加入少量（約0.20.3）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，在高溫下的強(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（Zn） 鋅在鋁合金中能提高流動(dòng)性，增加熱脆性，降低耐

4、蝕性，故應(yīng)控制鋅的含量在規(guī)定范圍中。5. 鐵（Fe） 在所有鋁合金中都含有害雜質(zhì)。6.錳（Mn） 錳在鋁合金中能減少鐵的有害影響，能使鋁合金中由鐵形成的片狀或針狀組織變?yōu)榧?xì)密的晶體組織，故一般鋁合金允許有0.5以下的錳存在。含錳量過高時(shí)，會(huì)引起偏析。 7. 鎳（Ni） 鎳在鋁合金中能提高合金的強(qiáng)度和硬度，降低耐蝕性。鎳與鐵的作用一樣，能減少合金對(duì)模具的熔蝕，同時(shí)又能中和鐵的有害影響，提高合金的焊接性能。當(dāng)鎳含量在11.5時(shí)，鑄件經(jīng)拋光能獲得光潔的表面。由于鎳的來源缺乏，應(yīng)盡量少采用含鎳的鋁合金。 8. 鈦（Ti） 鋁合金中加入微量的鈦，能顯著細(xì)化鋁合金的晶粒組織，提高合金的機(jī)械性能 壓鑄過程主

5、要工藝參數(shù)壓鑄過程主要工藝參數(shù)工藝參數(shù)工藝參數(shù):生產(chǎn)中的過程工藝參數(shù)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和過程的穩(wěn)定起到很關(guān)鍵的作用，主要的參數(shù)有壓射力、壓射速度、快壓射行程、溫度以及保壓時(shí)間和留模時(shí)間 壓鑄過程主要工藝參數(shù)壓鑄過程主要工藝參數(shù)壓射力壓射力: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 ，壓射力大，結(jié)晶細(xì)，細(xì)晶層增厚，由于填充特性改善，表面質(zhì)量提高，氣孔影響減輕，從而抗拉強(qiáng)度提高，但延伸率有所降低。 壓射速度壓射速度：壓室內(nèi)的壓射沖頭推動(dòng)金屬移動(dòng)時(shí)的速度稱為壓射速度 ，而壓射速度分為兩級(jí)，級(jí)壓射速度亦稱為慢壓射速度，這級(jí)速度是指沖頭起始動(dòng)作直至沖頭將室內(nèi)的金屬送入內(nèi)澆口之前的運(yùn)動(dòng)速度，在這一階段中要求將

6、壓室中的金屬液充滿壓室，在既不過多地降低合金液溫度又有利于排除壓室中的氣體的原則下，該階段速度應(yīng)盡量低，一般為0.2-0.3米/秒。級(jí)壓射速度又稱快壓射速度。這個(gè)速度由壓鑄機(jī)的特性所決定。 壓鑄過程主要工藝參數(shù)壓鑄過程主要工藝參數(shù)快壓射行程快壓射行程：指快壓射開始到結(jié)束中間的距離，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響最為關(guān)鍵，行程太大則卷氣嚴(yán)重，太小則可能充填不良溫度溫度：溫度包括金屬液溫度和模具溫度，溫度控制是獲得優(yōu)良鑄件的重要因素。 一般鋁合金壓鑄鋁液的溫度要求為620-680，模具的溫度為180-250保壓時(shí)間保壓時(shí)間：指壓射結(jié)束后，作用在模具型腔上的壓力維持在恒定值的時(shí)間，根據(jù)鑄件內(nèi)澆口和鑄件壁厚的不同，

7、一般為2-5秒留模時(shí)間留模時(shí)間：留模時(shí)間是壓鑄過程中，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。一般鋁合金根據(jù)壁厚的不同在5-12秒之間。 壓鑄件設(shè)計(jì)壓鑄件設(shè)計(jì) 為從根本上防止不良品的發(fā)生，并以低成本大批量生產(chǎn)壓鑄件，必須使壓鑄件的設(shè)計(jì)適合于壓鑄生產(chǎn)，良好的壓鑄件設(shè)計(jì)可以保證模具的壽命和生產(chǎn)的可靠性以及良好的良品率，下面從壓鑄件的結(jié)構(gòu)和工藝方面講解一下設(shè)計(jì)的原則和要求。一、設(shè)計(jì)時(shí)避免內(nèi)側(cè)凹和盡量減少側(cè)抽芯數(shù)量 壓鑄件設(shè)計(jì)壓鑄

8、件設(shè)計(jì)二、壓鑄件壁厚的設(shè)計(jì) 壓鑄件的壁厚一般為2-5毫米，一般認(rèn)為7毫米以上的壁厚是不好的，因?yàn)槠鋸?qiáng)度隨壁厚的增加而下降。另外壁厚的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循盡量等壁厚的原則，主要防止局部熱節(jié)和不同厚度產(chǎn)生的收縮應(yīng)力有大的差異而引起內(nèi)部氣孔和變形、裂紋等缺陷。 壓鑄件設(shè)計(jì)壓鑄件設(shè)計(jì)三、壓鑄件的截面設(shè)計(jì) 下圖為壓鑄件典型的截面形狀 下圖為的截面形狀左三個(gè)是厚壁的截面形狀，右面三個(gè)是壁減薄了的形狀，但需要側(cè)抽芯才能成型，增加了模具成本，同時(shí)還可能產(chǎn)生變形，所以不是理想的截面形狀 壓鑄件設(shè)計(jì)壓鑄件設(shè)計(jì)四、壓鑄件的加強(qiáng)筋設(shè)計(jì) 加強(qiáng)筋的作用是壁厚減薄后提高零件的強(qiáng)度和剛性，減少鑄件的收縮或頂出變形，有的筋還起到液流的導(dǎo)

9、向作用，一般筋的厚度小于所連接的壁厚厚度，一般為壁厚的2/3-3/4，筋的布置原則一是要盡量對(duì)稱，二是盡量避免筋與筋之間對(duì)同一部位的加固和交叉，盡量避免筋的數(shù)量過于密集，三是筋的布置方案考慮避免零件包定模的情況，四是考慮設(shè)置防零件變形的筋 壓鑄件設(shè)計(jì)壓鑄件設(shè)計(jì)五、壓鑄件的圓角設(shè)計(jì) 鑄件除有特殊配合要求的地方，盡量所有的部位都設(shè)計(jì)圓角，圓角的作用是避免應(yīng)力集中而開裂，同時(shí)延長模具壽命，另外當(dāng)零件有表面處理要求時(shí)，圓角處可獲得均勻涂層 壓鑄件設(shè)計(jì)壓鑄件設(shè)計(jì)六、壓鑄件的拔模斜度設(shè)計(jì) 拔模斜度的作用是使產(chǎn)品順利脫模，減少零件的包緊力和避免零件拉傷，下表中列出的是可壓鑄零件的最小斜度，允許的情況下盡量取

10、大的斜度，一般范圍為單邊1-3度 壓鑄件設(shè)計(jì)壓鑄件設(shè)計(jì)七、壓鑄件的工藝頂出位置的設(shè)計(jì) 壓鑄過程中開模后產(chǎn)品包在動(dòng)模上，必須靠模具的頂針頂出，所以產(chǎn)品要有足夠的位置放置頂針，壓鑄產(chǎn)品的頂針直徑一般都是5毫米以上，5毫米以下的生產(chǎn)中經(jīng)常折斷，所以不建議采用，設(shè)計(jì)壓鑄產(chǎn)品時(shí)要事先考慮有否足夠的頂出空間和位置，盡量避免采用異形頂針而采用圓形頂針，同時(shí)注意頂針的位置要與型壁之間保留足夠距離，一般大于3毫米 壓鑄件設(shè)計(jì)壓鑄件設(shè)計(jì)八、壓鑄件的減少后續(xù)加工設(shè)計(jì) 壓鑄件能達(dá)到較高的尺寸精度，故多數(shù)表面和部件不需要機(jī)械加工，可直接裝配使用，同時(shí)因以下兩個(gè)原因也不支持機(jī)械加工，一是鑄件的表皮堅(jiān)硬耐磨，加工后會(huì)失去這

11、個(gè)冷硬層，二是壓鑄件內(nèi)部通常會(huì)有氣孔的存在，分散細(xì)小的氣孔是不影響使用的，加工后反而暴漏了氣孔影響外觀和使用功能，即使有特殊的要求需要機(jī)械加工也應(yīng)合理控制加工余量，減少加工時(shí)間和暴漏氣孔的機(jī)會(huì)，一般加工余量都控制在0.8以下，為了盡量減少機(jī)械加工，一就要求合理制訂圖紙的公差，能保證零件的安裝即可，不適當(dāng)?shù)墓罘秶蜁?huì)增加后續(xù)的機(jī)械加工，二是合理設(shè)計(jì)減少零件的收縮變形，三是有角度的安裝孔可以考慮對(duì)接異形孔C橢圓中心詳見局部視圖橢圓 2 (長軸 22mm,短軸 21.4mm)橢圓 1 (長軸 15.6 mm,短軸 14.6mm) 壓鑄件設(shè)計(jì)壓鑄件設(shè)計(jì)九、壓鑄件設(shè)計(jì)中的嵌入嵌件設(shè)計(jì) 壓鑄件中能鑄入金

12、屬或非金屬嵌件，主要為了提高局部的強(qiáng)度耐磨性或形成難以成型的內(nèi)腔，嵌件埋入金屬的部分要設(shè)計(jì)防轉(zhuǎn)和防止軸向移動(dòng)的形狀同時(shí)要考慮嵌件放入模具的方便性和承受金屬液沖擊的穩(wěn)定性 壓鑄件常見缺陷壓鑄件常見缺陷 缺陷類型圖片特征產(chǎn)生原因 排除措施流痕 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。兩股金屬流不同步充滿型腔而留下的痕跡. 模具溫度低，如鋅合金模溫低于150，鋁合金模溫低于 180，都易產(chǎn)生這類缺陷. 填充速度太高. 涂料用量過多.調(diào)整內(nèi)澆口截面積或位置。 調(diào)整模具溫度，增大溢流槽。 適當(dāng)調(diào)整填充速度以改變金屬液填充型腔的流態(tài)。 涂料適用薄而噴勻。冷隔 溫度較低的金屬

13、流互相對(duì)接但未熔合而出現(xiàn)的縫隙。呈現(xiàn)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)。金屬液澆注溫度低或模具溫度低. 合金成分不符合標(biāo)準(zhǔn)，流動(dòng)性差. 金屬液分股填充，融合不良. 澆口不合理，流程太長. 填充速度低或排氣不良. 比壓偏低.適當(dāng)提高澆注溫度和模具溫度。 改變合金成分，提高流動(dòng)性。 改進(jìn)澆注系統(tǒng)，改善填充條件。 改善排溢條件，加大溢流量。 提高壓射速度，改善排氣條件。 提高比壓。拉傷、 粘模傷痕 順著脫模方向，由于金屬粘附，模具制造斜度太小而造成鑄件表面的拉傷痕跡，嚴(yán)重時(shí)稱為拉傷面。型芯、型壁的鑄造斜度大小或出現(xiàn)倒斜度。 型芯、型壁有壓傷痕。 合金粘附模具。 鑄件頂出偏斜

14、或型芯軸線偏斜。 型壁表面粗糙。 涂料常噴涂不到。 鋁合金中含鐵量低于0.6。修正模具，保證制造斜度。 打光壓痕。 合理設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)避免金屬流對(duì)沖型芯型壁，適當(dāng)降低填充速度。 修正模具結(jié)構(gòu)。 打光表面。 涂料用量薄而均勻，不能漏噴涂料 適當(dāng)增加含鐵量至適當(dāng)增加含鐵量至0.60.8。 壓鑄件常見缺陷壓鑄件常見缺陷 凹陷 縮凹 縮陷 鑄件平滑表面上出現(xiàn)凹癟的部分，其表面呈自然冷卻狀態(tài)。鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，有局部厚實(shí)部位，產(chǎn)生熱節(jié)。 合金收縮率大。 內(nèi)澆口截面積太小。 比壓低。 模具溫度太高 改善鑄件結(jié)構(gòu)，使壁厚稍為均勻，厚薄相差較大的連接處應(yīng)逐步緩和過渡，消除熱節(jié)。 選擇收縮率小的合金。 正確設(shè)置

15、澆注系統(tǒng)，適當(dāng)加大內(nèi)澆口的截面積。 增大壓射力。 適當(dāng)調(diào)整模具熱平衡條件，采用溫控裝置以及冷卻等。氣泡 鼓泡 鑄件表皮下，聚集氣體鼓脹所形成的泡。模具溫度太高。 填充速度太高，金屬液流卷入氣體過多。 涂料發(fā)氣量大，用量過多，澆注前未燃盡，使揮發(fā)氣體被包在鑄件表層 排氣不暢。 開模過早。 合金熔煉溫度過高。冷卻模具至工作溫度。 降低壓射速度，避免渦流包氣。 選用發(fā)氣量小的涂料，用量薄而均勻，燃盡后合模。 清理和增設(shè)溢流槽和排氣道。 調(diào)整留模時(shí)間。 修整熔煉工藝。氣孔 卷入壓鑄件內(nèi)部的氣體所形成的形狀較為規(guī)則，表面較為光滑的空洞。主要是包卷氣體引起： 澆口位置選擇和導(dǎo)流形狀不當(dāng)，導(dǎo)致金屬液進(jìn)入型腔

16、產(chǎn)生正面撞擊和產(chǎn)生旋渦。 澆道形狀設(shè)計(jì)不良。 壓室充滿度不夠。 內(nèi)澆口速度太高，產(chǎn)生湍流. 排氣不暢。 模具型腔位置太深。 涂料過多，填充前未燃盡。 爐料不干凈，精煉不良。 機(jī)械加工余量太大。 選擇有利型腔內(nèi)氣體排除的澆口位置和導(dǎo)流形狀，避免金屬液先封閉分型面上的排溢系統(tǒng)。 直澆道的噴嘴截面積應(yīng)盡可能比內(nèi)澆口截面積大。 提高壓室充滿度，盡可能選用較小的壓室并采用定量澆注。 在滿足成型良好條件下，增大內(nèi)澆口厚度以降低填充速度。 在型腔最后填充部位處開設(shè)溢流槽和排氣道，并應(yīng)避免溢流槽和排氣道被金屬液封閉。 深腔處開設(shè)排氣塞，采用鑲拼形式增加排氣 涂料用量薄而均勻，燃盡后填充，采用發(fā)氣量小的涂料。

17、爐料必須處理干凈、干燥，嚴(yán)格遵守熔煉工藝 減少機(jī)械加工余量。 調(diào)整壓射速度和快壓射速度的轉(zhuǎn)換點(diǎn)。降低澆注溫度，增加比壓。 壓鑄件常見缺陷壓鑄件常見缺陷 花紋 鑄件表面上呈現(xiàn)的光滑條紋，肉眼可見，但用手感覺不出，顏色不同于基體金屬的紋路.填充速度太快。 涂料用量太多。 模具溫度偏低。盡可能降低壓射速度。 涂料用量薄而均勻。 提高模具溫度?？s孔 縮空 縮眼 壓鑄件在冷凝過程中，由于內(nèi)部補(bǔ)償不足所造成的形狀不規(guī)則，表面較粗糙的孔洞。 合金澆注溫度過高。 鑄件結(jié)構(gòu)壁厚不均勻，產(chǎn)生熱節(jié)。 比壓太低。 溢流槽容量不夠，溢口太薄。 壓室充滿度太小，余料太薄，最終補(bǔ)縮起不到作用。 內(nèi)澆口較小。 模具的局部溫度

18、偏高。遵守合金熔煉規(guī)范，避免合金液過熱太長，降低澆注溫度。 改進(jìn)鑄件結(jié)構(gòu)，消除金屬積聚部位，壁厚均勻，緩慢過渡。 適當(dāng)提高比壓。 加大溢流槽容量，增厚溢流口。 提高壓室充滿度，采用定量澆注。 適當(dāng)改善澆注系統(tǒng)，以利壓力很好地傳遞 冷卻模具局部溫度偏高處。裂紋 鑄件上合金基體被破壞或斷開形成細(xì)絲狀的縫隙，有穿透的和不穿透的兩種，有發(fā)展趨勢(shì)。 裂紋可以分為冷裂紋和熱裂紋兩種，他們的主要區(qū)別是冷裂紋鑄件開裂處金屬未被氧化，熱裂紋鑄件開裂處金屬被氧化。鑄件結(jié)構(gòu)不合理，收縮收到阻礙，鑄造圓角太小。 抽芯及頂出裝置在工作中發(fā)生偏斜，受力不均勻。 模具溫度低。 開模及抽芯時(shí)間太遲。 選用合金不當(dāng)或有害雜質(zhì)過高，使合金塑性下降。改進(jìn)鑄件結(jié)構(gòu)，減少壁厚差，增大鑄造圓角。 修正模具結(jié)構(gòu)。 提高模具工作溫度。 縮短開模及抽芯時(shí)間。 嚴(yán)格控制有害雜質(zhì)，調(diào)整合金成分。 壓鑄件常見缺陷壓鑄件常見缺陷 碰傷 鑄件表面因撞擊而造成的傷痕。去澆口，清理，校正和搬運(yùn)流轉(zhuǎn)過程中不小心碰傷。