壓鑄技術(shù)培訓(xùn)

壓鑄技術(shù)胡向東AbeHu壓鑄概述壓鑄零件設(shè)計規(guī)范壓鑄零件的缺陷及分析.壓力鑄造指金屬液在其他外力〔不含重力〕作用下注入鑄型的工藝。真空鑄造低壓鑄造離心鑄造重力鑄造指金屬液在地球重力作用下注入鑄型的工藝，也稱澆鑄。砂型澆鑄金屬型澆鑄熔模鑄造泥模鑄造壓鑄概述—鑄造類型.消費效率高，消費過程容易實現(xiàn)機械化和自動化壓鑄件的尺寸精度高，普通相當(dāng)于6-7級，甚至可達(dá)4級；外表粗糙度值低，普通相當(dāng)于5-8級壓鑄件的力學(xué)性能高，強度普通比砂型鑄造砂型鑄造提高25-30％，但延伸率降低約70％砂型澆鑄可壓鑄復(fù)雜薄壁零件，例如，當(dāng)前鋅合金壓鑄件壓鑄件最小壁厚可達(dá)0.3mm；鋁合金鑄件可達(dá)0.5mm；最小鑄出孔徑為0.7mm；最小螺距0.75mm壓鑄件中可嵌鑄其他資料的零件壓鑄件中易產(chǎn)生氣孔不適宜小批量消費壓鑄高熔點合金時模具壽命較低壓鑄概述—壓力鑄造特點.壓鑄概述—資料B&D壓鑄件常用資料牌號鋁合金：A380.0PERASTMB85ASTMB85-06CodeSiFeCuMgMnNiZnSnTotalothersAlA380.07.5～9.51.33.0～4.00.300.500.503.00.350.50Balance鎂合金:AM60BPERASTMB94ASTMB94-06CodeAlZnMnSiFeCuNiTotalothersMgAM60B5.5～6.50.220.24～0.600.100.0050.0100.020.02Balance鋅合金:ZA-8PERASTMB86&ASTMB791ASTMB86-06&ASTMB791-06CodeAlMgCuFePbCdSnZnAM60B8.0～8.80.015～0.0300.8～1.30.0750.0060.0060.003Balance.冷壓室壓鑄機壓室與保溫爐是分開的。臥式冷室壓鑄機立式冷室壓鑄機熱壓室壓鑄機壓室浸在保溫溶化坩堝的液態(tài)金屬中，壓射部件不直接與機座銜接，而是裝在坩堝上面。壓鑄概述—壓鑄機.壓鑄概述—臥式冷室壓鑄機.壓鑄概述—立式冷室壓鑄機.壓鑄概述—臥式熱室壓鑄機.壓鑄概述—壓鑄過程給湯終了，開場壓射低速壓射，壓室充填低速壓射，澆道充填增壓位置產(chǎn)品未充填完，進(jìn)入減速位置高速切換位置.壓鑄概述—壓鑄機任務(wù)原理.成型零件澆注系統(tǒng)導(dǎo)準(zhǔn)零件推出機構(gòu)抽芯機構(gòu)排溢系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)支撐零件壓鑄概述—壓鑄模型腔型芯料餅直澆道橫澆道內(nèi)澆口導(dǎo)柱導(dǎo)套推桿復(fù)位桿推桿限位彈簧溢流槽排氣槽定模板動模板墊塊.壓鑄概述—壓鑄模.壓鑄概述—壓鑄模.壓鑄概述—壓鑄填充實際放射填充實際的填充形狀“全壁厚〞填充實際的填充形狀.壓鑄概述—模流分析及軟件模流分析流動分析填充分析冷卻分析翹曲分析流道(同模異穴產(chǎn)品)平衡分析最正確澆口位置分析最正確成型工藝分析應(yīng)力分析收縮分析模流分析軟件Flow3D,Anycast,Procast,Magmasoft.壓鑄概述—壓鑄原零件真空接口內(nèi)澆口溢流槽橫流道直流道料餅零件.壓鑄概述—切邊模.壓鑄概述—切邊模.壓鑄概述—切邊后的零件.壓鑄概述—思索題？？？？說出所指部位稱號？？.壓鑄件的壁厚對鑄件質(zhì)量有很大的影響。以鋁合金為例，薄壁比厚壁具有更高的強度和良好的致密性。因此，在保證鑄件有足夠的強度和剛性的條件下，應(yīng)盡能夠減少其壁厚，并堅持壁厚均勻一致。鑄件壁太薄時，使金屬熔接不好，影響鑄件的強度，同時給成型帶來困難；壁厚過大或嚴(yán)重不均勻那么易產(chǎn)生縮癟及裂紋。隨著壁厚的添加，鑄件內(nèi)部氣孔、縮松等缺陷也隨之增多，同樣降低鑄件的強度。壓鑄件的壁厚普通以2.5～4mm為宜，壁厚超越6mm的零件不宜采用壓鑄。引薦采用的最小壁厚和正常壁厚見下表。壓鑄零件設(shè)計規(guī)范—壁厚.壓鑄零件設(shè)計規(guī)范—壁厚壁厚處的面積a×b（cm2）鋅合金

鋁合金鎂合金銅合金

壁厚h（mm）

最小正常最小正常最小正常最小正常≤250.51.50.82.00.82.00.81.5＞25～1001.01.81.22.51.22.51.52.0＞100～5001.52.21.83.01.83.02.02.5＞5002.02.52.54.02.54.02.53.0.壓鑄零件設(shè)計規(guī)范—鑄造圓角壓鑄件各部分相交應(yīng)有圓角〔分型面處除外〕，使金屬填充時流動平穩(wěn)，氣體容易排出，并可防止因銳角而產(chǎn)生裂紋。對于需求進(jìn)展電鍍和涂飾的壓鑄件，圓角可以均勻鍍層，防止尖角處涂料堆積。壓鑄件的圓角半徑R普通不宜小于1mm，最小圓角半徑為0.5mm，鑄造圓角半徑的計算，見下表。.壓鑄零件設(shè)計規(guī)范—鑄造圓角壓鑄合金圓角半徑R壓鑄合金圓角半徑R鋅合金0.5鋁、鎂合金1.0鋁錫合金0.5銅合金1.5建議圓角一般取R1.5。壓鑄件的最小圓角半徑〔mm〕.壓鑄零件設(shè)計規(guī)范—鑄造圓角相連接兩壁的厚度

圖例

圓角半徑

相等壁厚rmin=Khrmax=hR=r＋h

不等壁厚r≥（h＋h1）/3R=r＋（h＋h1）/2①對鋅合金鑄件，K=1/4；對鋁、鎂合金鑄件，K=1/2。②計算后的最小圓角應(yīng)符合表2的要求。.壓鑄零件設(shè)計規(guī)范—脫模斜度設(shè)計壓鑄件時，就應(yīng)在構(gòu)造上留有構(gòu)造斜度，無構(gòu)造斜度時，在需求之處，必需有脫模的工藝斜度。斜度的方向，必需與鑄件的脫模方向一致。引薦的脫模斜度見下表。.壓鑄零件設(shè)計規(guī)范—脫模斜度合金配合面的最小脫模斜度非配合面的最小脫模斜度外表面α內(nèi)表面β外表面α內(nèi)表面β鋅合金0°10′0°15′0°15′0°45′鋁、鎂合金0°15′0°30′0°30′1°銅合金0°30′0°45′1°1°30′①由此斜度而引起的鑄件尺寸偏向，不計入尺寸公差值內(nèi)。建議脫模斜度普通取1.5°。②表中數(shù)值僅適用型腔深度或型芯高度≤50mm，外表粗糙度在Ra0.1，大端與小端尺寸的單面差的最小值為0.03mm。當(dāng)深度或高度＞50mm，或外表粗糙度超越Ra0.1時，那么脫模斜度可適當(dāng)添加。.壓鑄零件設(shè)計規(guī)范—加強筋加強筋可以添加零件的強度和剛性，同時改善了壓鑄的工藝性。但須留意分布要均勻?qū)ΨQ與鑄件銜接的根部要有圓角防止多筋交叉筋寬不應(yīng)超越其相連的壁的厚度。當(dāng)壁厚小于1.5mm時，不宜采用加強筋加強筋的脫模斜度應(yīng)大于鑄件內(nèi)腔所允許的鑄造斜度。.普通采用的加強筋的尺寸按右圖選取t1=2/3t～t；t2=3/4t～t；R≥1/2t～t；h≤5t；r≤0.5mm〔t—壓鑄件壁厚，最大不超越6-8mm〕。壓鑄零件設(shè)計規(guī)范—加強筋.壓鑄零件設(shè)計規(guī)范—壓鑄孔孔合金徑類別最小孔徑d（mm）最大孔深（mm）孔的最小斜度一般的

技術(shù)上可能的盲孔通孔d＞5d＜5d＞5d＜5鋅合金1.50.86d4d12d8d0～0.3%鋁合金2.52.04d3d8d6d0.5%～1%鎂合金2.01.55d4d10d8d0～0.3%銅合金4.02.53d2d5d3d2%～4%①表內(nèi)深度系指固定型芯而言，,對于活動的單個型芯其深度還可以適當(dāng)添加。最小孔徑和最大孔深②對于較大的孔徑，精度要求不高時，孔的深度亦可超出上述范圍。.壓鑄零件設(shè)計規(guī)范—壓鑄孔自攻螺釘用底孔直徑〔mm〕螺紋規(guī)格dM2.5M3M3.5M4M5M6M8d22.30～2.402.75～2.853.18～3.303.63～3.754.70～4.855.58～5.707.45～7.60d32.20～2.302.60～2.703.08～3.203.48～3.604.38～4.505.38～5.507.15～7.30d4≥4.2≥5.0≥5.8≥6.7≥8.3≥10≥13.3旋入深度tt≥1.5d.壓鑄零件設(shè)計規(guī)范—壓鑄孔螺紋d2d3tmaxM32.840-0.12.59+0.109M43.840-0.13.59+0.1012M54.840-0.14.54+0.1015建議較為常用的自攻螺釘規(guī)格M3,M4與M5，其采用的底孔直徑.壓鑄零件設(shè)計規(guī)范—壓鑄孔為了保證鑄件有良好的成型條件,鑄孔到鑄件邊緣應(yīng)堅持一定的壁厚，見以下圖b≥(1/4～1/3)t當(dāng)t＜4.5時，b≥1.5mm.壓鑄零件設(shè)計規(guī)范—壓鑄孔合金類別鉛錫合金鋅合金鋁合金鎂合金銅合金最小寬度b0.80.81.21.01.5最大深度H≈10≈12≈10≈12≈10厚度h≈10≈12≈10≈12≈8注：寬度b在具有鑄造斜度時，表內(nèi)值為小端部位值。.壓鑄零件設(shè)計規(guī)范—內(nèi)嵌件壓鑄件內(nèi)采用嵌件的目的改善和提高鑄件上部分的工藝性能，如強度、硬度、耐磨性等鑄件的某些部分過于復(fù)雜，如孔深、內(nèi)側(cè)凹等無法脫出型芯而采用嵌件可以將幾個部件鑄成一體.壓鑄零件設(shè)計規(guī)范—內(nèi)嵌件設(shè)計帶嵌件的壓鑄件的本卷須知嵌件與壓鑄件的銜接必需結(jié)實，要求在嵌件上開槽、凸起、滾花等嵌件必需防止有尖角，以利安放并防止鑄件應(yīng)力集中必需思索嵌件在模具上定位的穩(wěn)定性，滿足模具內(nèi)配合要求外包嵌件的金屬層不應(yīng)小于1.5～2mm鑄件上的嵌件數(shù)量不宜太多鑄件和嵌件之間如有嚴(yán)重的電化腐蝕作用，那么嵌件外表需求鍍層維護(hù)有嵌件的鑄件應(yīng)防止熱處置，以免因兩種金屬的相變而引起體積變化，使嵌件松動.壓鑄零件設(shè)計規(guī)范—加工余量壓鑄件由于尺寸精度或形位公差達(dá)不到產(chǎn)品圖紙要求時，應(yīng)首先思索采用精整加工方法，如校正、拉光、擠壓、整形等。必需采用機加工時應(yīng)思索選用較小的加工余量，并盡量以不受分型面及活動成型影響的外表為毛坯基準(zhǔn)面。引薦采用的機加工余量及其偏向值見,鉸孔余量見下表。.壓鑄零件設(shè)計規(guī)范—加工余量基本尺寸≤100＞100～250＞250～400＞400～630＞630～1000每面余量0.5+0.4-0.10.75+0.5-0.21.0+0.5-0.31.5+0.6-0.42.0+1-0.4引薦鉸孔加工余量〔mm〕公稱孔徑D≤6＞6～10＞10～18＞18～30＞30～50＞50～60鉸孔余量0.050.10.150.20.250.3引薦機加工余量及其偏向〔mm〕.構(gòu)造設(shè)計能否合理？壓鑄零件設(shè)計規(guī)范—思索題.壓鑄零件的缺陷及分析—冷隔冷隔—coldshut.壓鑄零件的缺陷及分析—冷隔冷隔特征：溫度較低的金屬流相互對接但未熔合而出現(xiàn)的縫隙。呈現(xiàn)不規(guī)那么的線形，有穿透的和不穿透的兩種，在外力作用下有開展趨勢。產(chǎn)生原因解決辦法1.金屬液澆注溫度偏低或壓鑄模溫度偏低。1.適當(dāng)提高澆注溫度和模具溫度。2.合金成分不符合標(biāo)準(zhǔn)，流動性差。2.改變合金成分，提高流動性。3.金屬液分股填充，融合不良。3.改進(jìn)澆注系統(tǒng)，改善填充條件。4.澆口不合理，流程太長。4.改善排液條件，加大溢流量。5.填充速度低或排氣不良。5.提高壓射速度，改善排氣條件。6.比壓偏低。6.提高比壓。.壓鑄零件的缺陷及分析—氣孔氣孔—gasporosity,blowholes.壓鑄零件的缺陷及分析—氣孔氣孔特征：卷入壓鑄件內(nèi)部的氣體所構(gòu)成的外形較為規(guī)那么，外表較為光滑的空洞。產(chǎn)生原因解決辦法1.澆口位置和導(dǎo)流形狀不當(dāng)，導(dǎo)致金屬液進(jìn)入型腔產(chǎn)生正面撞擊和產(chǎn)生漩渦。1.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液系統(tǒng)。2.流道形狀設(shè)計不良。2.直澆口的噴嘴截面積應(yīng)盡可能比內(nèi)澆口截面積大。3.壓室充滿度不夠。3.提高壓室充滿度，盡可能選用較小的壓室并采用定量澆注。4.內(nèi)澆口速度太高，產(chǎn)生湍流。4.在滿足成型良好的條件下，增大內(nèi)澆口厚度以降低填充速度。5.排氣不暢。5.在型腔最后填充部位開設(shè)溢流槽和排氣道，并應(yīng)避免溢流槽和排氣道被被金屬液封閉。6.模具型腔位置太深。6.深腔處開設(shè)排氣塞，采用鑲拼形式增加排氣。7.涂料過多，填充前未燃盡。7.涂料用量薄而均勻，燃盡后填充；采用發(fā)氣量小的涂料。.壓鑄零件的缺陷及分析—縮孔縮孔—shrinkageporosity.壓鑄零件的缺陷及分析—縮孔縮孔特征：壓鑄件在冷凝過程中，由于內(nèi)部補償缺乏所呵斥的外形不規(guī)那么，外表較粗糙的孔洞。產(chǎn)生原因解決辦法1.合金澆注溫度過高。1.適當(dāng)降低澆注溫度避免金屬液過熱。2.鑄件結(jié)構(gòu)壁厚不均勻，產(chǎn)生熱節(jié)。2.改進(jìn)鑄件結(jié)構(gòu)，消除金屬聚集部位，壁厚均勻，緩慢過渡。3.比壓太低。3.適當(dāng)提高比壓。4.溢流槽容量不夠，溢口太薄。4.加大溢流槽容量，增厚溢流口。5.壓室充滿度太小，余料太薄，最終補縮起不到作用。5.提高壓室充滿度，采用定量澆注。6.內(nèi)澆口小。6.適當(dāng)增大內(nèi)澆口截面積。7.模具局部溫度偏高。7.降低局部溫度。.壓鑄零件的缺陷及分析—氣泡氣泡—blisters.壓鑄零件的缺陷及分析—氣泡氣泡特征：鑄件表皮下，聚集氣體鼓脹所構(gòu)成的泡。產(chǎn)生原因解決辦法1.模具溫度太高。1.冷卻模具至工作溫度。2.填充速度太高，金屬液流圈入氣體過多。2.降低壓射速度，避免渦流包氣。3.涂料發(fā)氣量大，用量過多，澆鑄前未燃盡，使揮發(fā)氣體被包在鑄件表層。3.選用發(fā)氣量小的涂料，用量薄而均勻，涂料燃盡后合模。4.排氣不暢。4.清理和增設(shè)溢流槽和排氣道。5.開模過早。5.調(diào)整留模時間。6.合金熔煉溫度過高。6.調(diào)整熔煉溫度。.壓鑄零件的缺陷及分析—縮凹縮凹—sinks.壓鑄零件的缺陷及分析—縮凹縮凹特征：鑄件平滑外表上出現(xiàn)凹癟的部分，其外表呈自然冷卻形狀。產(chǎn)生原因解決辦法1.鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，有局部厚實部位，產(chǎn)生熱節(jié)。1.改善鑄件結(jié)構(gòu)，使壁厚盡量均勻，厚度差較大處應(yīng)逐步緩和過渡，消除熱節(jié)。2.合金收縮率大。2.選擇收縮率小的合金。3.內(nèi)澆口截面積太小。3.適當(dāng)加大內(nèi)澆口截面積。4.比壓低。4.適當(dāng)增大比壓。5.模具溫度太高。5.適當(dāng)調(diào)整模具熱平衡條件，采用溫控裝置以及冷卻等。.壓鑄零件的缺陷及分析—裂紋裂紋—cracks.壓鑄零件的缺陷及分析—裂紋裂紋特征：鑄件上合金基體被破壞或斷開構(gòu)成細(xì)絲狀的縫隙有穿透的和不穿透的兩種，有開展趨勢。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。產(chǎn)生原因解決辦法1.鑄件結(jié)構(gòu)不合理，收縮受到阻礙，鑄造圓角太小。1.改進(jìn)逐漸結(jié)構(gòu)，減少壁厚差，增大鑄造圓角。2.抽芯及頂出裝置在工作中發(fā)生偏斜，受力不均勻。2.修正模具結(jié)構(gòu)。3.模具溫度低。3.提高模具工作溫度。4.開模及抽芯時間太遲。4.縮短開模及抽芯時間。5.選用合金不當(dāng)或有害雜質(zhì)過高，使合金塑性下降。5.嚴(yán)格控制有害雜質(zhì)，調(diào)整合金成分。.壓鑄零件的缺陷及分析—燒模燒?！猻oldering.壓鑄零件的缺陷及分析—燒模燒模特征：外表粗糙不光滑，表皮凹凸不平，少肉，嚴(yán)重時甚至有表皮撕裂景象。產(chǎn)生原因解決辦法1.模具表面局部溫度高。1.適當(dāng)降低局部模具溫度。2.出模時合金粘附在模具上無法帶出。2.及時清理合金粘附物。3.涂料噴涂不到位。3.調(diào)整噴涂裝置，使涂料噴涂到位。4.合金成分不當(dāng)。4.調(diào)整合金成分。5.型腔表面硬度低，氮化層被破壞。5.氮化型腔表面，增加型腔表面硬度。6.模具脫模斜度不夠。6.適當(dāng)增大脫模斜度。.壓鑄零件的缺陷及分析—頂凸頂凸—pushedpins.壓鑄零件的缺陷及分析—頂凸頂凸特征：部分外表凸起，嚴(yán)重時出現(xiàn)撕裂。產(chǎn)生原因解決辦法1.頂出力太大。1.適當(dāng)降低頂出力。2.頂桿設(shè)計不當(dāng)。2.調(diào)整頂桿長度或增大頂桿截面積。3.頂桿位置不當(dāng)，頂出力不平衡。3.合理分布頂桿位置，使頂出力平衡。4.鑄件壁厚太薄且不均勻。4.調(diào)整鑄件壁厚，使壁厚盡量均勻。.壓鑄零件的缺陷及分析—分層分層—laminations.壓鑄零件的缺陷及分析—分層分層特征：鑄件上部分存在有明顯的金屬層次。產(chǎn)生原因解決辦法1.模具剛性不夠，在金屬液填充過程中，模板產(chǎn)生抖動。1.加強模具剛度，緊固模具部件。2.壓射沖頭與壓室配合不好，在壓射中前進(jìn)速度不平穩(wěn)。2.調(diào)整壓射沖頭與壓射室之間的配合，使壓射速度平穩(wěn)。3.澆注系統(tǒng)設(shè)計不當(dāng)。3.合理設(shè)計澆注系統(tǒng)，特別是內(nèi)澆口。.壓鑄零件的缺陷及分析—龜裂龜裂—turtlecracks.壓鑄零件的缺陷及分析—龜裂龜裂特征：壓鑄件外表有網(wǎng)狀發(fā)絲一樣凸起或凹陷的痕跡，隨壓鑄次數(shù)添加而不斷擴(kuò)展和延伸。產(chǎn)生原因解決辦法1.型腔表面粗糙。1.打磨、拋光成型部分表面。2.模具冷熱溫度差變化太大。2.模具要預(yù)熱，并且預(yù)熱要充分。3.澆注溫度太高。3.澆注溫度不宜過高，尤其是高熔點合金。4.模具材料選擇不當(dāng)或熱處理工藝不正確。4.選擇正確的模具材料和熱處理工藝。.壓鑄零件的缺陷及分析—拉傷拉傷—dragmark.壓鑄零件的缺陷及分析—拉傷拉傷特征：沿開模方向鑄件外表呈現(xiàn)條狀的拉傷痕跡，有一定深度，嚴(yán)重時為一面狀傷痕。另一種是金屬液與模具產(chǎn)生焊合、粘附而拉傷，以致鑄件外表多肉或缺肉。產(chǎn)生原因解決辦法1.型芯、型腔的脫模斜度太小或出現(xiàn)倒鉤。1.適當(dāng)增大脫模斜度，避免出現(xiàn)倒鉤。2.型芯、型腔壁出現(xiàn)壓傷痕跡。2.打磨拋光壓傷痕跡。3.合金粘附在型芯、型腔上。3.合理設(shè)計澆注系統(tǒng)，避免金屬流對沖型芯、型腔；適當(dāng)降低填充速度；及時清理粘附的合金。4.鑄件頂出偏斜或型芯軸線偏斜。4.修正模具結(jié)構(gòu)。5.涂料噴涂不到位。5.涂料用量薄而均勻，不能漏噴。6.鋁合金中鐵含量低于0.6%。6.調(diào)整鐵的含量至0.6%～0.8%。.壓鑄零件的缺陷及分析—夾雜夾雜—inclusions.壓鑄零件的缺陷及分析—夾雜夾雜特征：壓鑄件外表或內(nèi)部出現(xiàn)夾雜物，這些夾雜物多為金屬氧化物、涂料殘留物等。夾雜既影響外觀，還會使鑄件內(nèi)部組織不致密。產(chǎn)生原因解決辦法1.熔煉溫度太高。1.嚴(yán)格控制熔煉溫度。2.排渣處理不充分。2.澆注之前應(yīng)做好排渣處理，即把浮在金屬液面上的夾雜物除凈。3.渣包（溢流槽）設(shè)計不合理。3.設(shè)計合理渣包位置及渣包容量。4.原材料本身還有較多的雜質(zhì)。4.嚴(yán)格控制原材料雜質(zhì)。5.排氣不良。5.改善排氣條件。.壓鑄零件的缺陷及分析—欠鑄欠鑄—shor