壓鑄件成型工藝參數(shù)選擇

1、工程 壓鑄成型工藝參數(shù)的選擇 工程導(dǎo)入一相關(guān)知識(shí) 二工程實(shí)施 三 【才干目的】 1.根據(jù)詳細(xì)壓鑄產(chǎn)品、壓鑄模具合理的選擇壓鑄工藝參數(shù)。 2.根據(jù)產(chǎn)品缺陷合理調(diào)整壓鑄工藝。【知識(shí)目的】 1、壓射壓力的選擇 2、充填速度的選擇 3、壓鑄溫度的選擇 4、壓鑄時(shí)間的選擇壓鑄成型工藝參數(shù)的選擇 一、工程導(dǎo)入 思索以下常見壓鑄件缺陷的構(gòu)成緣由，以及處理方法？二、相關(guān)知識(shí) 壓鑄消費(fèi)中，壓鑄機(jī)、壓鑄合金和壓鑄模是三大要素。壓鑄工藝那么是將三大要素作有機(jī)的組合并加以運(yùn)用的過程。影響壓鑄成型的主要參數(shù)：壓力、速度、溫度和時(shí)間壓射力:壓鑄機(jī)壓射機(jī)構(gòu)中推進(jìn)壓射活塞的力F壓射比壓:指壓射過程中，壓室單位面積所受的壓力P

2、 P=F/A=4F/D2式中：P-壓射比壓，KN F-壓射缸壓射腔內(nèi)的任務(wù)液壓力，對于未增壓前的壓力，即為儲(chǔ)能器或液壓系統(tǒng)的任務(wù)壓力，MPa; D-壓射缸的內(nèi)徑，mm 壓力來源于高壓泵。在壓鑄中起著極為重要的作用。在壓鑄過程中，作用在金屬液上的壓力，并不是一個(gè)常數(shù)，而是隨著不同的階段而轉(zhuǎn)變成為不同的方式的。圖1 臥式冷室壓鑄機(jī)的任務(wù)過程1.壓射過程冷壓室壓鑄機(jī)的壓射過程從壓射沖頭開場挪動(dòng)至型腔充溢，直到增壓終了為止。壓力和速度是壓射過程的兩個(gè)重要參數(shù)。在第3階段高速壓射后，還有后續(xù)的增壓壓實(shí)階段，所以有時(shí)也被稱為4階段壓射.金屬液在壓室與壓鑄模型腔中的運(yùn)動(dòng)可分解為四個(gè)階段。這個(gè)過程稱為四級(jí)壓射

3、。根據(jù)工藝要求，壓鑄機(jī)均應(yīng)實(shí)現(xiàn)四級(jí)壓射。目前運(yùn)用的大中型壓鑄機(jī)為四級(jí)壓射，中小型壓鑄機(jī)多為三級(jí)壓射。第I階段：壓射沖頭推進(jìn)金屬液越過澆料口，低壓低速運(yùn)行，防止金屬液從澆料口溢出，有利于氣體排出。壓力p1主要用于抑制沖頭與壓室、液壓缸與活塞之間的摩擦阻力，只需小部分用于推進(jìn)金屬液。第II階段:壓射沖頭經(jīng)過澆料口，壓力上升，速度加快，金屬液充溢壓室至內(nèi)澆口處。第III階段：金屬液流經(jīng)內(nèi)澆口充填型腔。由于內(nèi)澆口處截面面積大幅減少，流動(dòng)阻力劇增，要堅(jiān)持足夠的填充速度，需更高的壓射壓力。壓射速度快慢非常重要，主要取決于壓鑄件復(fù)雜程度、壁厚和質(zhì)量要求等。第IV階段：金屬液完全充溢型腔，充型終了。壓射沖頭停

4、頓運(yùn)動(dòng)，壓射速度迅速減至零，壓力劇增，增壓壓力p4建立，到達(dá)全過程的最高值。增壓壓力對凝固中的金屬液進(jìn)展壓實(shí)，壓射沖頭能夠稍有前移。經(jīng)過增壓使壓鑄件密度添加，獲得明晰壓鑄件。金屬液凝固，增壓壓力撤除，壓射過程終了。壓射壓力的選擇應(yīng)根據(jù)壓鑄件的外形、尺寸、復(fù)雜程度、壁厚、合金的特性、溫度及排溢系統(tǒng)等確定，普通在保證壓鑄件成形和運(yùn)用要求的前提下選用較低的比壓。1、壓鑄壓力的選擇選擇壓射比壓需思索的要素：塑件的構(gòu)造特性： 壁厚：薄壁制件比壓應(yīng)選擇高一些，厚壁制件比壓應(yīng)選擇低一些； 外形：外形復(fù)雜塑件比壓應(yīng)選擇高一些； 工藝構(gòu)造合理性：工藝構(gòu)造合理塑件比壓應(yīng)選擇低一些。壓鑄合金特性: 結(jié)晶溫度范圍：結(jié)

5、晶溫度范圍大，比壓可選高一些； 流動(dòng)性：流動(dòng)性好，比壓可選低一些； 比重：比艱苦，壓射比壓和增壓比均應(yīng)選擇高一些； 比強(qiáng)度：比強(qiáng)度大，增壓比壓應(yīng)選高一些。 澆注系統(tǒng) 澆道阻力：澆道阻力大澆道長，轉(zhuǎn)向多、一樣截面下，內(nèi)澆口厚度小壓射比壓和增壓比壓都應(yīng)大一些； 澆道散熱速度：散熱速度快，壓射比壓可選擇大一些。 排溢系統(tǒng) 排氣道規(guī)劃：排氣道規(guī)劃合理，壓射比壓和增壓比壓均選擇低一些； 排氣道截面積：截面積足夠大，壓射比壓和增壓比壓均選擇低一些。 內(nèi)澆口速度：內(nèi)澆口速度大，壓射比壓可選擇高一些。 溫度：填充型腔時(shí)，熔融金屬溫度和模具溫度的溫差大，壓射比壓可選擇高一些。壓射壓力引薦值 MPa壓鑄合金類型鋅

6、合金鋁合金鎂合金銅合金普通件1320305030504050承載件2030508050805080耐氣密性件或大平面薄臂件2540801208010060100電鍍件20302、壓鑄速度的選擇充填速度的選擇應(yīng)視鑄件大小、鑄件復(fù)雜程度、鑄件的要求、合金種類、壓射壓力高低而異。充填速度過小會(huì)使鑄件的輪廓不清，甚至不能成形。充填速度選擇過大，會(huì)引起鑄件粘型并使鑄件內(nèi)部氣孔率添加，使力學(xué)性能下降。充填速度的選擇，普通應(yīng)遵照的原那么：對于厚壁或內(nèi)部質(zhì)量要求較高的鑄件，應(yīng)選擇較低的充填速度和高的增壓比壓；對于薄壁或外表質(zhì)量要求高的鑄件以及復(fù)雜的鑄件，應(yīng)選擇較高的比壓和高的充填速度；合金的澆注溫度較低、合金

7、和模具資料的導(dǎo)熱性能好、內(nèi)澆道厚度較大時(shí)，也要選擇較高的充填速度。合金種類鋁合金鋅合金鎂合金黃銅充填速度/m/s2060305040902050充填速度引薦值 注：當(dāng)鑄件的壁很薄且外表質(zhì)量要求較高時(shí)，選用較大的值；對力學(xué)性能，如抗拉強(qiáng)度和致密度要求較高時(shí)選用較小的值。 3、壓鑄溫度的選擇 壓鑄溫度包括澆注溫度和壓鑄模溫度，它們是壓鑄過程中的熱要素。為保證良好的充填條件，控制和堅(jiān)持熱要素的穩(wěn)定性，要有一個(gè)相應(yīng)的溫度規(guī)范。1澆注溫度澆注溫度是指從壓室進(jìn)入型腔時(shí)金屬液的平均溫度。由于對壓室內(nèi)的液態(tài)金屬溫度丈量不方便，普通用保溫爐內(nèi)的金屬液溫度表示。澆注溫度對制件性能的影響： 澆注溫度過高，收縮大，鑄

8、件容易產(chǎn)生裂紋、晶粒粗大、還能呵斥粘模； 澆注溫度過低，易產(chǎn)生冷隔、外表花紋和澆缺乏等缺陷。 合 金鑄件壁厚3mm鑄件壁厚3mm結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)復(fù)雜結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)復(fù)雜鋅合金含鋁 420440430450410430 420440 含銅520540530550510530520540鋁合金含硅610650640700590630610650含銅620650640720600640620650含鎂640680660700620660640680鎂合金640680660700620660640680銅合金普通黃銅硅黃銅87092090094090095093097085090088092087092090

9、0940常用壓鑄合金的澆注溫度 充填速度越大，液態(tài)金屬因摩擦作用而升溫的數(shù)值越大。當(dāng)鋁合金充填速度為40m/s時(shí)，進(jìn)入型腔時(shí)的溫度將添加8。因此充填速度大時(shí)，可適當(dāng)降低澆注溫度，以保證鑄件質(zhì)量轉(zhuǎn)向器真空壓鑄模在不同填充時(shí)間下的表現(xiàn) 2壓鑄模溫度壓鑄模溫度是指壓鑄模的任務(wù)溫度。壓鑄模在運(yùn)用前要進(jìn)展充分預(yù)熱，并堅(jiān)持在一定的溫度范圍內(nèi)。模溫機(jī)壓鑄模預(yù)熱的作用：防止金屬液激冷急劇，而很快失去流動(dòng)性，使鑄件不能成型，或即使成型，但因激冷而增大線收縮，引起裂紋和開裂。防止鑄型因激熱而脹裂，延伸壓鑄模的任務(wù)壽命。降低型腔中的氣體密度，有利于型腔中氣體的排除，從而獲得外表光潔、輪廓明晰及組織致密的鑄件。壓鑄模

10、預(yù)熱普通多用煤氣、噴燈、電器或感應(yīng)加熱。噴燈感應(yīng)加熱機(jī) 當(dāng)壓鑄模溫度過高時(shí)，應(yīng)采取冷卻措施。通常用緊縮空氣、水或化學(xué)介質(zhì)進(jìn)展冷卻。壓鑄模任務(wù)溫度普通可按下式計(jì)算：式中t模壓鑄模任務(wù)溫度； t澆液態(tài)金屬澆注溫度； t溫度控制公差， t25。各種壓鑄合金的壓鑄模溫度 合金鑄件壁厚3mm鑄件壁厚3mm結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)復(fù)雜結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)復(fù)雜鋅合金預(yù)熱溫度連續(xù)工作保持溫度130180180200150200190220110140140170120150150200鋁合金預(yù)熱溫度連續(xù)工作保持溫度150180180240200230250280120150150180150180180200鋁鎂合金預(yù)熱溫度連續(xù)

11、工作保持溫度170190200220220240260280150170180200170190200240鎂合金預(yù)熱溫度連續(xù)工作保持溫度150180180240200230250280120150150180150180180220銅合金預(yù)熱溫度連續(xù)工作保持溫度2002303003252302503253501702002503002002303003504、壓鑄時(shí)間的選擇壓鑄時(shí)間包含充填、持壓及壓鑄件在壓鑄模中停留的時(shí)間。它是壓力、速度、溫度這三個(gè)要素，再加上液態(tài)金屬的物理特性、鑄件構(gòu)造特別是壁厚、模具構(gòu)造特別是澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)等各方面的綜合結(jié)果。1、填充時(shí)間壓鑄時(shí)液態(tài)金屬從進(jìn)入壓鑄模型

12、腔開場到充溢型腔為止所需的時(shí)間稱為充填時(shí)間。充填時(shí)間的長短取決于鑄件的體積大小和復(fù)雜程度。對大而簡單的鑄件，充填時(shí)間要相對長些，對復(fù)雜和薄壁鑄件充填時(shí)間要短些。鑄件平均壁厚/mm1.51.82.02.32.5型腔充填時(shí)間/s0.010.030.020.040.020.060.030.070.040.09鑄件平均壁厚/mm3.03.85.06.4型腔充填時(shí)間/s0.050.100.050.120.060.200.080.30充填時(shí)間引薦值注：1. 鑄件平均壁厚，按下式計(jì)算 =(11+22+33+)/(1+2+3+) 式中鑄件平均壁厚m； 1、2、3鑄件某個(gè)部位的壁厚m； 1、2、3壁厚為b1、b

13、2、b3部位的面積m2。 2. 鋁合金取較大值，鋅合金取中間值，鎂合金取較小值。 普通充填時(shí)間都是很短的，中小型壓鑄件僅0.030.20 s，或更短。 1外表粗糙度 2氣孔率圖9 充填時(shí)間對典型鋁壓鑄件外表粗糙度和氣孔率的影響 2持壓時(shí)間從液態(tài)金屬充填型腔到內(nèi)澆口完全凝固時(shí)，繼續(xù)在壓射沖頭作用下的繼續(xù)時(shí)間，稱為持壓時(shí)間。持壓時(shí)間的作用是使壓射沖頭有足夠的時(shí)間將壓力傳送給未凝固的金屬，保證鑄件在壓力下結(jié)晶，加強(qiáng)補(bǔ)縮，以獲得致密的組織。 持壓時(shí)間的長短取決于鑄件的材質(zhì)和壁厚。對熔點(diǎn)高、結(jié)晶溫度范圍大和厚壁的鑄件，持壓時(shí)間要長些。對結(jié)晶溫度范圍小而壁又薄的鑄件，持壓時(shí)間可短些。假設(shè)持壓時(shí)間缺乏，易呵

14、斥縮松。但持壓時(shí)間過長，起不到很大效果，且易呵斥立式壓鑄機(jī)的切除余料困難。消費(fèi)中常見的持壓時(shí)間 s 壓鑄合金鑄件平均壁2.5mm鑄件平均壁2.56mm鋅合金鋁合金鎂合金銅合金鋅合金鋁合金鎂合金銅合金持壓時(shí)間121212233738385103開模時(shí)間持壓后應(yīng)開模取出鑄件。從壓射終了到壓鑄模翻開的時(shí)間，稱為開模時(shí)間。足夠的開模時(shí)間，可使鑄件在模具內(nèi)便有一定的強(qiáng)度，開模和頂出時(shí)，便不致產(chǎn)生變形或拉裂。開模時(shí)間對鑄件的影響：假設(shè)開模時(shí)間過短，那么在鑄件強(qiáng)度還較低時(shí)就脫模，鑄件易變形，對強(qiáng)度低的合金還能夠由于內(nèi)部氣孔的膨脹而產(chǎn)生外表氣泡。開模時(shí)間太長，那么鑄件溫度過低，收縮大，對抽芯和頂出鑄件的阻力亦大，對熱脆性大的合金還會(huì)引起鑄件開裂，同時(shí)也會(huì)降低壓鑄的消費(fèi)率。消費(fèi)中常用的開模時(shí)間