压铸合金及压铸件工艺性分析课件

1、学习情境1 压铸生产与压铸模具认识实践,学习单元2 压铸合金及压铸件工艺性分析,学习单元2 压铸合金及压铸件工艺性分析,一、压铸合金选择,1.压铸合金要求,（1）密度小，导电和导热性好；（2）强度和硬度高，塑性好；（3）性能稳定，耐磨和抗腐蚀性好；（4）熔点低，不易吸气和氧化；（5）收缩率小，产生热裂、冷裂和变形的倾向小；（6）流动性好，结晶温度范围小，产生气孔、缩松的倾向小。,2.压铸合金的性能及特点,合金材料的性能包括使用性能和工艺性能，见表2-1。,表2-1 压铸合金使用性能和工艺性能,学习单元2 压铸合金及压铸件工艺性分析,学习单元2 压铸合金及压铸件工艺性分析,3.压铸合金种类及应用,低熔点合金,高熔点合金,高熔点合金,学习单元2 压铸合金及压铸件工艺性分析,压铸铝合金 铝合金铸造性能好，密度小，比强度高，耐腐蚀性、耐磨性、导热性、导电性能好和切削性能良好。,常用铝合金的用途,常用铝合金的用途,压铸铝合金各国牌号近似对照表,学习单元2 压铸合金及压铸件工艺性分析,汽车上的应用,学习单元2 压铸合金及压铸件工艺性分析,摩托车上的应用,学习单元2 压铸合金及压铸件工艺性分析,电动

2、工具上的应用,学习单元2 压铸合金及压铸件工艺性分析,压铸锌合金锌合金密度大，熔点低，熔化保温方便，模具寿命长，铸造工艺性好，可压制特别复杂的薄壁件。 锌合金的压铸性能很好，具有填充成形容易，可以压铸形状复杂、簿壁的精密件，铸件表面光洁，尺寸精度高；结晶温度范围小、不易产生疏松；浇注温度较低、模具的使用寿命较长；不易粘附模具型壁，不腐蚀模具等特点；力学性能也较高，特别是抗压和耐磨性都很好；锌合金铸件能够很好地接受各种表面处理，如电镀、喷涂、喷漆等。,学习单元2 压铸合金及压铸件工艺性分析,锌合金的缺点：老化现象。是锌合金的应用范围受限的主要原因。温度低于0时，冲击韧度急剧地降低；温度升高时，力学性能下降，且易发生蠕变。尺寸变化。锌合金在压铸成为铸件后会发生尺寸的收缩，开始收缩速度比较快，到三五天以后，大约完成了2/3后收缩速度减慢，尺寸逐渐趋于稳定。尺寸变化是由于压铸后内部组织的变化、湿空气和高温引起的腐蚀作用的结果。,常用压铸锌合金的特点和用途,学习单元2 压铸合金及压铸件工艺性分析,常用锌合金压铸件（1）,学习单元2 压铸合金及压铸件工艺性分析,常用锌合金压铸件（2）,学习单元2

3、压铸合金及压铸件工艺性分析,压铸镁合金镁合金的密度小，比强度大，具有良好的刚度和减振性，压铸件尺寸稳定，切削性能优良，与铁的亲和力小，不易粘模。但是，镁合金的高温脆性和热裂倾向大、耐蚀性差。镁合金常用于飞机、发动机、仪表及其他结构的高负荷、受到强烈颠簸及振动载荷的零件，如飞机舱内隔框、电动机壳体和增压机壳体等零件。,压铸镁合金与其他材料的性能比较,学习单元2 压铸合金及压铸件工艺性分析,镁合金的优点:1.质轻，其密度是铝的2/3、钢的1/4，比强度和比刚度高;2.具有优良的阻尼减振性能，疲劳强度比铝合金高;3.受冲击载荷时，所吸收的能量比铝合金大一半以上;4.具有熔点低、凝固快、凝固收缩小、不腐蚀钢质模具等特点；易于回收和切削加工;5.具有良好的电磁屏蔽性能、导热导电性能;6.镁含金具有优良的服模性能，在压铸时，与铁的亲和力小，即使采用较小的出模斜度也不会出现粘模现象。,学习单元2 压铸合金及压铸件工艺性分析,镁合金的缺点:1.镁与氧的化学亲和力很大，且表面生成的氧化镁膜是不致密的，故氧化剧烈很易燃烧。因此镁的熔炼和铸造均需采用专门的防护措施。2.铸镁合金的结晶温度间隔一般都比较大，组

4、织中的共晶体量也较少，体收缩和线收缩均较大，镁合金压铸时，易产生缩松和热裂。3.镁的标准电极电位较低，其表面形成的氧化膜是不致密的，因而抗蚀性较低，故镁铸件常需进行表面氧化处理和涂漆保护。,镁合金的应用,移动电话壳体,摄象机壳体,手锯壳体,笔记本外壳,镁合金的应用,镁合金手机外壳,镁合金照相机外壳,学习单元2 压铸合金及压铸件工艺性分析,铜合金铜合金的导电性、导热性好，力学性能高，切削性能好，摩擦因数小；铜合金的熔点高，模具寿命低；原材料价格较高。,常用压铸铜合金的用途、压铸特点和力学性能,学习单元2 压铸合金及压铸件工艺性分析,铜合金的力学性能高，其绝对值超过锌、铝和镁等合金；铜合金在大气中及海水中都有良好的抗蚀性能；具有小的摩擦因数，耐磨性也很好；疲劳极限和导热性都很高；线膨胀系数较小；铜合金的导电性能好，并且具有抗磁性能。,铜合金的应用范围,应用广泛，在我国有色金属材料的消费中仅次于铝。 铜在电气、电子工业中应用最广、用量最大，占总消费量一半以上。用于各种电缆和导线，电机和变压器的绕阻，开关以及印刷线路板等。在机械和运输车辆制造中，用于制造工业阀门和配件、仪表、滑动轴承、模具、热

5、交换器和泵等。在化学工业中，应用于制造真空器、蒸馏锅、酿造锅等。在国防工业中用以制造子弹、炮弹、枪炮零件等，每生产100万发子弹，需用铜13-14吨。在建筑工业中，用做各种管道、管道配件、装饰器件等。,学习单元2 压铸合金及压铸件工艺性分析,铜合金管件,内燃机轴瓦,学习单元2 压铸合金及压铸件工艺性分析,二、压铸件工艺分析,1.压铸件材料分析各种压铸合金性能比较如下表所示：,注:表内数字表示:1-不好；2-较差；3-尚可；4-较好；5-好,压铸件尺寸公差(GBT6414-1999) (单位：mm),2.压铸件尺寸精度与表面质量分析,各种合金压铸件公差等级（GB/T6414-1999）,压铸件的表面质量,压铸件的表面粗糙度值，一般比模具成型表面的粗糙度值低两级。新模具可获得Ra值为0.8m的压铸件。模具在正常使用寿命内：锌合金铸件Ra=1.6-3.2m铝、镁合金铸件Ra=3.2m铜合金铸件受模具龟裂的影响表面质量最差。压铸件表面粗糙度的数值，随着模具使用次数的增加而增大。,学习单元2 压铸合金及压铸件工艺性分析,3.压铸件结构工艺性,（1）压铸件的壁厚 厚壁压铸件中心层晶粒较大，易产生气

6、孔、缩孔等缺陷，使其强度和致密性随壁厚的增大而下降。 因此，在保证强度和刚度的前提下，应尽量减小壁厚，通常工艺条件下以不超过4.5mm为宜。同时，要尽量使各截面壁厚均匀，在较厚部分采用设加强肋的方法防止铸件缺陷。 需要注意的是，铸件壁厚太薄将会导致欠铸、冷隔现象的产生。,（1）压铸件的壁厚,如果压铸件壁厚不均匀度较大，则晚凝固的厚壁处会因保压时补缩困难而出现缩痕。同一压铸件上，最大壁厚与最小壁厚之比不要大于3：l。,（2）压铸件的孔和槽隙,压铸件可以直接铸出比较小而深的小孔和比较窄的槽隙。合金收缩时会对型心产生很大的抱紧力，使型心抽出时容易弯曲、折断或破坏铸件。因此，对压铸件的孔径、孔深以及孔间距应加以限制。,（2）压铸件的孔和槽隙,能直接压铸出比较深而小的孔（通孔、盲孔）。成形通孔的型芯可选用双支点(将壁芯延伸到相对的型腔壁内)或单支点(悬臂)，而盲孔只能用单支点型芯成形。,(3)加强肋,当压铸件的厚度大于2.5mm时，由于厚壁压铸件的内部容易产生气孔和缩孔等缺陷，应优先采用设置加强肋的办法来增加零件的强度和刚度。,表 加强肋的结构及参考尺寸,加强肋可提高压铸件强度和刚度，改善压铸工

7、艺性，使熔融合金流路顺畅。还可减小壁厚，消除壁厚过大而产生的缺陷。,(3)加强肋,(4)脱模斜度,压铸件从凹模中脱出或从型芯上推出时，为了防止受阻及划伤表面，与模具脱模方向平行的表面均须设计脱模斜度。,在允许范围以内，脱模斜度大，可减小脱模力，减少模具的磨损，也减少压铸件表面的划伤。,表 脱模斜度推件值,（5）压铸件的圆角半径,压铸件截面形状急剧变化的部位，避免压铸模或压铸件上造成应力集中，应力集中应呈圆角。半径为0.5mm的小圆角，就能显著提高压铸件性能和压铸模强度。,（5）压铸件的圆角半径,压铸外螺纹时，如果采用对开式分型的螺纹型环时，螺纹外形有对接缝，需考虑留有0.20.3mm的加工余量。 压铸内螺纹时，可用螺纹型芯成型，但需要有螺纹型芯的旋出装置，为了方便旋出，螺纹型芯必须设计出030的脱模斜度。通常，压铸件上的内螺纹一般先压铸出螺纹底孔，再由机械加工加工成螺纹。,（6）螺纹与齿轮,（6）螺纹与齿轮,（6）螺纹与齿轮,学习单元2 压铸合金及压铸件工艺性分析,（7）凸纹、文字与图案,学习单元2 压铸合金及压铸件工艺性分析,（8）镶嵌件 镶嵌件在压铸件内必须稳固牢靠，有防止移动和转

8、动的结构，可在镶嵌件铸入部位采取滚花、切槽、铣扁等方式，使合金与基体包紧。包紧部分不应有尖角，避免铸件开裂。,学习单元2 压铸合金及压铸件工艺性分析,4.压铸件结构工艺性分析,压铸件内外表面形状设计在满足使用性能的前提下，应尽量有利于成型，尽量不要采用侧向抽芯机构。压铸件结构设计是否合理，直接影响压铸模复杂程度、制造难易程度以及压铸件质量、生产效率和模具的使用寿命等。设计时必须考虑压铸件结构工艺合理性。,学习单元2 压铸合金及压铸件工艺性分析,（一）从简化模具结构、延长模具使用寿命考虑（1）铸件的分型面上，应尽量避免圆角,图 a,图 b,（2） 避免模具局部过薄 如图a所示的压铸件，因孔边离凸缘距离过小，易使模具镶块在a处断裂。若将压铸件改为如图b所示的a3mm的结构，则使镶块具有足够的强度，延长了模具的使用寿命。,学习单元2 压铸合金及压铸件工艺性分析,图 a,图 b,（3）避免压铸件上互相交叉的盲孔 交叉的盲孔必须使用公差配合较高的互相交叉的型芯，这既增加了模具的加工的量，又要求严格控制抽芯的次序。一旦金属液窜入型芯交叉的间隙中，便会使抽芯发生困难。若将交叉的盲孔改掉，即可避免型芯的交叉，消除了上述的缺点。,学习单元2 压铸合金及压铸件工艺性分析,（4）避免内侧凹 图a所示的压铸件内法兰和轴承孔改为内侧凹，抽芯困难，或需设置复杂的抽芯机构，或需设置可溶型芯，这既增加了模具的加工量，有降低了生产率。若将压铸件改为如图b所示结构，既可简化模具，又克服如图a所示压铸件带来的缺点。,学习单元2 压铸合金及压铸件工艺性分析,图 a,图 b,学习单元2 压铸合金及压铸件工艺性分析,（二）改进结构减少抽芯部位 减少不与分型面垂直的抽芯部位，可以降低模具的复杂程度，容易保证压铸件的精度。,学习单元2 压铸合金及压铸件工艺性分析,图a所示压铸件，中心方孔深度深，抽芯距离长，需设专用抽芯机构，模具复杂；加上悬臂式型芯伸入型腔，易变形，难以控制侧壁壁厚均匀。而采用如图b所示的H形断面结构就不需抽芯，简化了模具结构。,图 a,图 b,

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