壓鑄復(fù)習資料

壓カ鑄造是近代金屬加工エ藝中發(fā)展較快的一種少無切削的特種鑄造方法。最原始的壓鑄機于1856年問世,迄今已有近150年歷史,從最早的手工壓鑄,到現(xiàn)在的全自動化計算機控制壓鑄,從最早的冷室壓鑄方法到現(xiàn)在的鎂合金hotrunner法，現(xiàn)代壓鑄己滲透到現(xiàn)代制造業(yè)的各個行業(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、高速是壓カ鑄造的主要特征。由于它具有生產(chǎn)效率高,エ序簡單。鑄件公差等級較高（常用鋅合金為IT10-13,鋁合金為IT11-13）,表面粗糙度好（鋅合金為Ra1.6-3.2,鋁合金Ra326.3）,機械強度大，可以省去大量的機械加工エ序和設(shè)備，節(jié)約原材料等優(yōu)點,現(xiàn)已成為世界鑄造業(yè)中一個重要組成部分。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)壓カ鑄造的基本理論

ー、典型的填充理論國外在30年代初期已有一些著名專家對壓鑄過程中金屬的流轉(zhuǎn)作了系統(tǒng)的試驗研究,比較公認的有三種。1.噴射填充理論（第一種填充理論）。它是由徳國人學者L.Ffommel于1932年根據(jù)流體力學的定律，以理想流體為基礎(chǔ)通過實驗得出，在速度、壓カ均保持不變的前提下,金屬液進入內(nèi)澆ロ，沖擊到正對面型壁處——沖擊階段,經(jīng)撞擊后，金屬聚集呈渦流狀態(tài),向著內(nèi)澆ロー端反向填充——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）這種理論認為:金屬液通過內(nèi)澆口進入型腔后，即擴張到型壁,然后沿著整個型腔截面向前填充，直到整個型腔充滿為止。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,尚處于液態(tài)，除了繼續(xù)得到液體金屬的補充外，仍可承受來自壓室的壓射壓カ。第三階段:金屬液全部充滿型腔,連同澆注系統(tǒng)及壓室形成一個封閉的水力系統(tǒng),在這個系統(tǒng)中各處的壓カ均等。壓射カ仍可通過尚未凝固的內(nèi)澆ロ作用于鑄件，達到進ー步增壓的目的。三階段填充理論比較全面地考慮了填充的全過程中的傳熱條件及金屬的流動特性。二.典型壓カ——時間曲線變化的分析AB——壓射沖頭從起始位置到金屬進入內(nèi)澆ロ之前這段時間。由于沖頭與壓室之間的磨擦及水錘等作用,出現(xiàn)較低的壓カ，磨擦カ越大則壓カ越大。此階段稱為慢速封口階段。BD——金屬液到達內(nèi)澆口前沿，內(nèi)澆口為整個澆注系統(tǒng)中截面積最小,壓射壓カ因而升高,

出現(xiàn)ー個峰值K,此階段稱為金屬液積聚階段。DE——金屬液越過內(nèi)澆ロ,變速填充型腔,通過內(nèi)澆ロ的速度,稱為澆口速度,此過程稱為填充階段。EF——型腔填充完畢,按照壓射缸所調(diào)整的壓カ,使鑄件在凝固階段進ー步致密的最終加壓，其最終壓カ的大小,取決于壓鑄機壓射系統(tǒng)的性能。此過程稱為增壓階段。第二章壓

鑄合金及熔煉

第一節(jié)壓鑄合金的性能1物理性能見表2-1表2-1常用壓鑄合金的物理性能名稱密度（克/厘米3）熔點液相線固相線鋁合金2.5?2.9575?630545?579鋅合金6.7386?38738〇?381鎂合金1.8?1.81607?49226.4銅合金8.5?8.85885?900二、機械性能合金的機械性能是指它抵抗外力作用而表現(xiàn)出來的特性,也稱為力學性能。一般以抗拉強度、屈服強度、塑性、延伸率、斷面收縮率、硬度來衡量和反映金屬和合金的機械性能。三、工藝性能.流動性合金的流動性,即指合金液充填型腔的能力，通常流動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)晶特點是決定流動性好壞的內(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)時間短,合金的凝固溫度范圍大,則使合金液的流動阻カ大;這都會降低其流動性。從壓鑄エ藝特點來講,鑄型的導(dǎo)熱能力俞差,合金液在型腔中的流動阻カ俞小，則合金液充填鑄型的能力就俞強。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，相對來說，均能提高合金的流動性。從澆注條件來講,提高澆注溫度可使合金液的熱容量增大，延長了保持液態(tài)合金的時間,粘度減小,充型能力增強。但澆注溫度過高,合金液吸氣增多，氧化嚴重,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)該防止因速度過高而造成渦流包氣，影響鑄件質(zhì)量。第三,提高壓射壓カ，也可使合金液的充型能力得到增強。提高充型能力，改善流動性的措施如下:⑴適當調(diào)整合金的成分，嚴格控制合金液熔煉エ藝,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,細化晶粒。⑵增加鑄型的溢流排氣系統(tǒng),提髙除渣排氣能力，采用導(dǎo)熱率低的涂料。⑶合理設(shè)置澆注系統(tǒng),適當提高澆注溫度及壓射速度。（4）慎重改進鑄件結(jié)構(gòu)，改善鑄件的壓鑄エ藝性。.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--被測試合金的試樣在高溫to時的體積（cm3）。V-被測試合金的試樣至溫度t時的體積（cm3）?？s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,孔洞細小而分散，常與模具溫度、壓カ傳遞有關(guān)?？s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,過熱度大時縮孔就大，過熱度小時縮孔就小。⑵線收縮式中:L0ー被測試合金的試樣在高溫tO時的長度（毫米）L一被測試金屬的試樣降低至溫度t時的長度（毫米）壓鑄件在鑄型內(nèi)收縮時，往往由于受到摩擦阻礙（鑄件表面與鑄型表面之間的摩擦カ），熱阻礙（鑄件各部分冷卻速度不一致而產(chǎn)生）,機械阻礙（鑄型的突出部分或型芯的阻礙）等作用面不能自由收縮，故通常將鑄件在這些阻力作用下實際產(chǎn)生的收縮，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)計模具時采用縮比，即將鑄造收縮率E鑄，計入名義尺寸,用下式表示：し型ーL件￡鑄= X100%L件式中：L型——鑄型尺寸（毫米）L件——壓鑄件尺寸（毫米）常用合金的綜合計算收縮率為：鋅合金：O.3-O.5%,鋁合金:0.3-0.6%,鎂合金：0.4-0.8%,銅合金:0.6?1.0%。.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，在鑄件內(nèi)產(chǎn)生的收縮應(yīng)カ超過合金在該溫度下的強度時,即產(chǎn)生熱裂。熱裂的外形曲折而不規(guī)則,裂口表面被強烈氧化。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,有時會貫穿整個鑄件斷面。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,合金凝固過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。改進鑄件結(jié)構(gòu)，改進澆注系統(tǒng)等有效途徑來避免鑄件熱裂缺陷的產(chǎn)生。.鑄造應(yīng)カ根據(jù)應(yīng)カ產(chǎn)生的原因,可將鑄造應(yīng)カ分為熱應(yīng)カ,相變應(yīng)カ和收縮應(yīng)カ三種。熱應(yīng)カ是由于鑄件上相連接的各部分斷面厚度不同,冷卻時收縮的時間先后不一致所引起的,一般鑄件薄壁中有壓應(yīng)カ,厚壁中有拉應(yīng)カ。相變應(yīng)カ是由于有些合金在凝固以后的冷卻過程中發(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，對在相變時發(fā)生膨脹的合金來說,厚壁部分產(chǎn)生的相變應(yīng)カ為壓應(yīng)力,而薄壁部分產(chǎn)生的相變應(yīng)カ為拉應(yīng)カ。收縮應(yīng)カ是由于鑄件收縮時受到鑄型和型芯的阻礙所引起的,這種應(yīng)カ總是拉應(yīng)カ。防止鑄件產(chǎn)生裂紋或變形，除鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計合理（即具有良好的壓鑄エ藝性）外,在壓鑄エ藝上應(yīng)采取妥善措施，使合金同時結(jié)晶凝固。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)カ的產(chǎn)生。對于有殘留應(yīng)カ的鑄件，可采取自然時效或人工時效等熱處理工藝來消除,使之獲得優(yōu)質(zhì)鑄件。.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，避免合金液過熱，對極易吸合的合金，采取在覆蓋劑保護下熔煉。這樣才能避免氣孔、針孔的產(chǎn)生。,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)生疏松的傾向俞小;凝固過程中析出氣體俞少,產(chǎn)生析出性氣孔（如鋁合金的針孔）俞少，則合金的氣密性俞髙。合理選擇合金牌號，盡可能降低合金的澆注溫度，避免合金過熱,恰當設(shè)計鑄造工藝，以及采取快速冷在高壓カ下結(jié)晶等措施,都將有利于改善鑄件的合密性。第二節(jié)壓鑄合金選擇要求ー、壓鑄合金的選取用要求.過熱溫度不髙時具有較好的流動性,利于充填復(fù)雜型腔，以獲得表面質(zhì)量良好的鑄件。.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。.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。.具有一定的高溫強度,以防止推出鑄件時產(chǎn)生變形或碎裂。.在高溫下有較高的強度,以適應(yīng)大型薄壁復(fù)雜鑄件生產(chǎn)的需要。.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。.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。對金屬液的流動方向，排氣條件，模具的熱分布，壓カ的傳遞、填充時間和填充速度等各個方面，起著極為重要的控制與調(diào)節(jié)作用。溢流系統(tǒng)是熔融金屬填充型腔的過程中,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)共同對填充條件和模具的熱分布起著控制作用，對鑄件質(zhì)量也起著極其重要的作用。!澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)主要由直澆道、橫澆道、內(nèi)澆ロ以及余料所組成。.直澆道.(略).橫澆道.橫澆道的主要作用是使金屬液平穩(wěn)地流向內(nèi)澆口進入型腔,以達到傳遞壓カ,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)減小金屬液的流動阻力;(4)起到模具的熱平衡作用;(5)在金屬液充滿型腔后未凝固前傳遞靜壓カ,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..內(nèi)澆ロ內(nèi)澆ロ是指橫澆道末端到鑄件型腔之間的一段距離,是熔融金屬在壓カ推動下直接進入型腔的通道,它起到調(diào)整從橫澆道輸送過來的金屬液的速度,使之成為理想的流態(tài),程序地填充型腔,它對鑄件的質(zhì)量、合格率、生產(chǎn)效率都有極大的影響。2內(nèi)澆ロ位置的選擇:.取在金屬液填充流程最短、鑄件壁厚最厚的部位..取在金屬液流進入型腔不起旋渦,排氣順暢的部位..盡可能取在金屬液流不正面沖擊型芯的部位..應(yīng)開設(shè)在鑄件不易變形的部位..應(yīng)開設(shè)在有利于壓力傳遞和溢流排氣的部位..應(yīng)設(shè)置在鑄件成形后容易剝除或沖切澆口的部位..對耐壓或不允有氣孔存在的鑄件,內(nèi)澆ロ應(yīng)設(shè)置在金屬液最終都能保持壓カ的部位.2.內(nèi)澆ロ截面積的計算(采用流量計算法)式中Ag-內(nèi)澆ロ截面積(mm2)G-通過內(nèi)澆ロ的金屬液質(zhì)量(g)p-液態(tài)金屬的密度Vg-內(nèi)澆ロ處金屬液的流速(m/s)t-型腔的充填時間(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,對提高鑄件質(zhì)量，保持模具的熱平衡，消除鑄造缺陷,起著重耍的作用。㈠溢流槽又稱集渣包。它的基本作用是積聚首先進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,儲存混有氣體和涂料殘渣的冷污金屬液，與排氣槽配合，引出型腔內(nèi)的氣體，增強排氣效果。⑵控制金屬液填充流態(tài)，消除局部產(chǎn)生的渦流。⑶轉(zhuǎn)移縮孔、縮松、渦流裹氣和產(chǎn)生冷隔的部位。(4)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當型腔內(nèi)不宜設(shè)置頂桿時,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。(6)當動、定模型腔內(nèi)的鑄件包緊カ接近時，可利用溢流槽來增大動模的包緊カ。使鑄件留在動模部位。⑺采用大容量溢流槽,以容納首先進入型腔流程過長而冷卻或污染的金屬液,改善填充條件,提高鑄件質(zhì)量。（8）利用溢流槽uj?作為切除澆ロ、飛邊時的定位部分。（9）可以調(diào)整型腔周圍金屬液的壓カ。2.設(shè)置溢流槽的位置及形狀應(yīng)考慮以下兒點:⑴橫澆道末端或型腔深處。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.（4）需要防止渦流及紊流、改善液態(tài)金屬流動狀態(tài)的部位。⑸內(nèi)澆ロ兩側(cè)或其他金屬液不易直接填充的死角部位。（6）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。（8）鑄件壁厚變化大,過薄難以填充的部位。⑼鑄件壁厚較厚容易產(chǎn)生縮孔的部位。⑩其他排氣條件不良的區(qū)域。二.排氣槽在壓鑄時,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,在填充過程中會產(chǎn)生反壓カ返使流速下降,造成鑄件冷隔、欠鑄、氣孔、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布置排氣槽。第三節(jié)壓鑄模的使用和維護保養(yǎng)ー、模具的使用.模具拆下之前必須加油潤滑，揩擦清潔，確保不因涂料粘結(jié)咬死型芯等活動部位。.模具必須進行預(yù)熱,達到所需溫度后,經(jīng)3?6次空載循環(huán)操作，方可正常使用。.模具在生產(chǎn)ー定數(shù)量的鑄件后應(yīng)進行去應(yīng)カ回火處理，使熱疲勞裂紋在尚未出現(xiàn)的孕育期內(nèi)進行消除應(yīng)カ。這是提高模具壽命的ー項有效措施。鋁合金壓鑄模一般應(yīng)在使用10000次左右進行去應(yīng)カ回火處理。第五章壓鑄エ藝壓鑄エ藝是將壓鑄機、壓鑄模和壓鑄合金三大要素有機的組合而加以綜合運用的過程，而壓鑄時金屬填充型腔的過程,是將壓カ、速度、溫度以及時間等エ藝因素得到統(tǒng)一的過程。第一節(jié) 壓カ壓カ的存在是壓鑄エ藝區(qū)別于其他鑄造方法的主要特點,壓カ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カ和比壓兩種:ー、壓射カ壓射カ是壓鑄機壓射機構(gòu)中推動壓射活塞運動的力。是反映壓鑄機功能的ー個主要參數(shù)，其計算公式如下:兀D2P射=P2g4式中P射 壓射カ（牛）P2 壓射缸的壓射腔內(nèi)工作液的壓カ（對于無增壓的壓鑄機來說為管通壓カ）（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）3比壓壓室內(nèi)熔融金屬在單位面積上所受的壓カ稱為比壓。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;nd2即尸室=4式中d——壓室直徑（厘米）比壓是熔融金屬在填充過程中各階段實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階段以及金屬流經(jīng)各個不同截面積時的カ的概念。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。填充比壓用來克服澆注系統(tǒng)和型腔中的流動阻カ,而增壓比壓則是決定了正在凝固的金屬所受到的壓カ以及這時所形成的脹型力的大小。三、壓力的作用和影響（1）比壓對鑄件機械性能的影響比壓增大,結(jié)晶細，結(jié)晶層增厚,由于填充特性改善,表面質(zhì)量提高，會孔影響減輕，從而抗拉強度提高，但延伸率有所降低。⑵對填充條件的影響。合金熔液在高比壓作用下填充型腔，合金溫度升高，流動性改善。有利于鑄件質(zhì)量的提高。四、影響壓カ的因素⑴壓鑄合金的特性，如熔點、流動性等，熔點高,有效比壓越大。⑵合金澆注溫度和模具溫度,溫度過低,壓カ損耗增大。⑶鑄件結(jié)構(gòu)和澆注系統(tǒng)設(shè)計,填充阻力越大，壓カ有效率越低。（4）壓鑄機壓射系統(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:⑴壓射貯能器和增壓貯能器是分開的，互不干擾。⑵增壓貯能器壓カ可單獨調(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。（4）采用新型液控閥，提高開啟速度，縮短轉(zhuǎn)換時間，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;4根據(jù)鑄件的強度要求考慮。對于有強度要求的，應(yīng)該具有良好的致密度,此時應(yīng)采用高的增壓比壓。5根據(jù)鑄件的壁厚考慮。對于薄壁鑄件,型腔中的流動阻カ較大,故要有較大的填充比壓,才能保證達到需要的內(nèi)澆口速度。對于厚壁鑄件,一方面選定的內(nèi)澆ロ速度較低,并且金屬的凝固時間較長，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。對于形狀復(fù)雜的鑄件，填充比壓應(yīng)選用髙ー些。六、脹型力的鎖模カ壓鑄過程,填充結(jié)束并轉(zhuǎn)為增壓階段時,作用于正在凝固的金屬上的比壓（增壓比壓），通過金屬（鑄件澆注系統(tǒng)、排溢系統(tǒng)）傳遞于型腔壁面，此壓カ稱為脹型カ（又稱反壓カ）。脹型カ可用下式表示，即P脹=P比增?A投g式中P脹——脹型カ（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。分型面脹型カ是選定壓鑄機鎖模カ大小的主要參數(shù)之?,通常情況下必須使鎖模カ大于計算得到的脹型カP脹分,否則在金屬液壓射時,模具分型面會被脹開,而對于分離狀態(tài),不但產(chǎn)生金屬飛濺,而且使型腔中的壓カ無法建立，鑄件尺寸公差難以保證，難以成形。鎖模カ（即合模カ）是選用壓鑄機時首先要確定的重要參數(shù)。保證鑄件的尺寸公差等級，按以下公式計算，P鎖NKP脹分式中P鎖ー壓鑄機的鎖模カ（牛）K——安全系數(shù)（一般取K=1.3）6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)澆ロ速度兩種。7壓射速度壓室內(nèi)的壓射沖頭推動熔融金屬移動時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，I級壓射速度并稱慢壓速度，是指沖頭起始動作直至沖頭將室內(nèi)的金屬液送入內(nèi)澆ロ之前的運動速度,一般為低于0.3米/秒。n級壓射速度又稱快壓射速度，是由壓鑄機的特性所決定，し快壓射速度的作用和影響（1）快壓射速度對鑄件機械性能的影響提高壓射速度，動能轉(zhuǎn)化為熱能，提高了合金熔液的流動性,有利于消除流痕、冷隔等缺陷,提髙了機械性能和表面質(zhì)量,但速度過快時，合金熔液呈霧狀與氣體混合,產(chǎn)生嚴重渦流包氣,機械性能下降。⑵壓射速度對填充特性的影響。壓射速度的提高，使合金熔液在填充型腔時的溫度上升,有利于改善填充條件,可壓鑄出質(zhì)量優(yōu)良的復(fù)雜的薄壁鑄件。但壓射速度過高時，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,壓速可適當降低，在考慮到模具熱傳導(dǎo)狀況，模具設(shè)計結(jié)構(gòu)和制造質(zhì)量，以及提髙模具壽命，亦可適當限制壓射速度。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U速度當機器的壓射系統(tǒng)在性能優(yōu)良時，熔融金屬通過內(nèi)澆口處的速度可以認為不變（或變化很?。?這個不變的速度，稱為內(nèi)澆ロ速度，又稱初紿速度。熔融金屬在通過內(nèi)澆口后，進入型腔各部分流動（填充時），由于型腔的形狀和厚度（鑄件壁厚）,模具熱狀態(tài)（溫度場的分布）等各種因素的影響,流動的速度隨時在發(fā)生變化,這種變化的速度稱為填充速度。三、速度的選擇如果對壓鑄件的機械性能,如抗拉強度和致密性提出了高的要求,早不應(yīng)選用過大的內(nèi)澆ロ速度（V內(nèi)）。如果壓鑄件結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的薄壁零件,并對其表面質(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)澆ロ速度（V內(nèi)），完全是必要的。四.內(nèi)澆ロ速度與壓射速度,壓室直徑和內(nèi)澆ロ截面積有關(guān),可通過以下方面調(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.增壓起點對壓鑄件質(zhì)量的影響。在型腔尚未填充或填充中途,增壓缸提前動作，增壓缸活塞動作也終止，故無法形成增壓后的高比壓，鑄件在較低壓カ下結(jié)晶成形,嚴看影響質(zhì)量。增壓轉(zhuǎn)換過遲，鑄件已凝固,增壓壓カ雖建立,但不能起到作用。正確的增壓轉(zhuǎn)換點,應(yīng)選擇在型腔基本填充滿前，立即進行增壓，方能獲得預(yù)期效果。.壓射室和沖頭磨損的原因分析。壓射沖頭咬傷卡住,嚴重影響壓カ的傳遞和壓射速度的穩(wěn)定以及鑄件質(zhì)量和生產(chǎn)的正常進行。其原因甚多，主要原因是由于溫度的波動，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。ー、澆注溫度熔融金屬的澆注溫度是指定自壓室進入型腔時的平均溫度,?般以保溫爐的溫度表示。8澆注溫度的作用和影響合金溫度對鑄件機械性能的影響,隨著合金溫度的提高,機械性能有所改善,但超過一定限度后,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，但在壓鑄過程中難以折出，對塑性是有影響的。⑵含鐵量隨合金溫度升高而增加,使流動性降低,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。因此合金過熱,易產(chǎn)生縮孔、裂紋、氣孔、氧化夾雜物,故機械性能降低。合金溫度過低,也會產(chǎn)生成分不均勻，流動性差，影響填充條件，產(chǎn)生缺陷。合金溫度對填充特性的影響，合金溫度對填充流態(tài)有直接影響。澆注溫度過高,又在高速的作用，易產(chǎn)生紊流、渦流包氣，在凝固范圍較寬的合金，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。.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、熱容量、凝固范圍等，對鎂合金熱量小,澆注溫度可偏高ー些,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)澆ロ，對厚壁鑄件質(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，可適當降低澆注溫度。(4)比壓和壓射速度,均對合金溫度有直接影響,動能轉(zhuǎn)化為熱能,使合金溫度升高。.合金溫度的選擇壓鑄合金澆注溫度一般為:鋅合金:400?430℃,鋁合金:65〇?690℃,鎂合金:640-7003二、模具溫度1.模具溫度的作用和影響⑴在填充過程中,模溫對金屬液流溫度、粘度、流動性、填充時間、填充流態(tài)等均有較大影響,模溫過低時,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”，模溫過高時，雖有利獲得光潔的鑄件表面，但易出現(xiàn)收縮凹陷。⑵模溫對合金熔液冷卻速度、結(jié)晶狀態(tài)、收縮應(yīng)カ均有明顯影響。模溫過低，收縮應(yīng)カ增大,鑄件易產(chǎn)生裂紋。⑶模溫對模具壽命影響甚大，激烈的溫度變化,形成復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)，頻繁的應(yīng)カ交變導(dǎo)致早期龜裂。(4)模溫對鑄件尺寸公差等級的影響，模溫穩(wěn)定，尺寸公差等級也得以提高。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，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、模具體積大,熱容量大，模具溫度波動較小。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。(6)生產(chǎn)頻率越快，模溫升高，在一定范圍內(nèi)對鑄件和模具壽命都是有利的。⑺模具潤滑起到隔熱和散熱作用。3、模具溫度對機械性能的影響模具溫度提高，改善了填充條件,使機械性能得到提高。模溫過高,合金溶液冷卻速度降低,結(jié)晶層厚減薄，晶粒較粗大,故強度有所下降。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160-200C,鋁合金：200-260℃第四節(jié)時間壓鑄エ藝上的“時間’’是填充時間、增壓建壓時間、持壓時間及留模時間，"時間''在壓鑄エ藝上是至關(guān)重要的。ー、填充時間:熔融金屬在壓カ下開始進入型腔宜到充滿的過程所需的時間稱為填充時間。填充時間是壓カ、速度、溫度、模具的澆注與溢流系統(tǒng)的特點，合金的性質(zhì)，以及鑄件結(jié)構(gòu)(壁厚)等多種因素結(jié)合以后所產(chǎn)生的結(jié)果。因此，也是填充過程中各種因素相互協(xié)調(diào)程度的綜合反映。.填充時間的選擇原則：.合金澆注溫度過高時,填充時間可選長些;.模具溫度高時，填充時間可選長些;.鑄件厚壁部分離內(nèi)澆口遠時,填充時間可選長些;.熔化潛熱和比熱高的合金,填充時間可選長些；二.增壓建壓時間增壓建壓時間是熔融金屬在充型過程的增壓階段,從充滿型腔的瞬時開始,直到增壓壓カ達到預(yù)定值所需的建立起來的時間。也即從壓射比壓上升到增壓比壓建立起來所需的時間。從壓鑄エ藝上來說，所需的增壓比壓時間俞短俞好。從壓鑄エ藝上來說，增壓建壓時間的長短,取決于型腔中合金液的凝固時間,凝固時間稍長的合金,則增壓建壓的時間也可稍長,但應(yīng)稍短于型腔及內(nèi)澆口中合金的凝固時間オ是合理的。若增壓壓カ的建成稍遲即時冋較長,合金已經(jīng)凝固，壓カ無法傳遞,失去增壓壓實作用。9持壓時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間，稱為持壓時間。持壓作用是使壓射沖頭將壓カ通過還未凝固的余料,澆口部分的金屬傳遞到型腔，使正在凝固的金屬在壓カ下結(jié)晶,從而獲得致密的鑄件。持壓時間的選擇應(yīng)考慮的因素:(1).壓鑄合金的特性:壓鑄合金結(jié)晶范圍大，持壓時間應(yīng)選得長些.⑵.鑄件壁厚:鑄件平均厚度大,持壓時間可選長些.⑶?澆注系統(tǒng):內(nèi)澆ロ厚，持壓時間可選長些四、留模時間.留模時間是壓鑄