压铸原理总结

二 压铸原理1. 压铸概念熔融金属在高压高速下充填铸型，并在高压下结晶凝固形成铸件.特征:高速，高压.2. 金属填充型腔的流态介绍三种填充理论 喷射填充填充分二个阶段:冲击阶段和涡流阶段a. 冲击阶段:在速度，压力保持不变的前提下,金属液进入内浇口后,仍保持着内浇 口的截面形状，冲击到正对面的型壁处.b. 流阶段:向着内浇口反向填充这种理论比较适用于薄壁内浇口，高速填充的长方形铸件 全壁厚填充理论由德国学者在1937年提出，内浇口厚度值取0.52mm,内浇口与铸件的厚度比值为 f/F在0.10.6范围内.这种理论认：金属液通过内浇口进入型腔后，即扩张到型壁,然后沿着整个型腔截 面向前填充，直到整个型腔充满为止. 三阶段填充由英国学者1944年提出a. 第一阶段：液态金属射入型腔冲击型壁后，沿着型腔各方向扩展,在正常的传热 条件下，与型腔壁面相接触的部位形成一层凝固层,亦即铸件的表面层.b. 第二阶段：铸件表面成壳后，型腔继续受到液体金属的填充，凝固层逐渐增厚， 此时合金的粘度亦增，而处于中心部位的液体金属，在第二阶段结束时，尚 处于液态，除了继续得到液体金属的补充外，仍可承受来自压室的压射压力。c. 第三阶段：金属液全部充满型腔，连同浇注系统及压室形成一个封闭的水力系 统，在这个系统中各处的压力均等，压射力仍可通过尚未凝固的内浇口作用 于铸件，达到进一步增压的目的。3. 金属液在不同条件下的流态分析 不同厚度内浇口所出现的流态改变内浇口厚度与铸件厚度之比，除了影响填充的速度和时间外，也影响金属液在型 腔内的流态。如下图： 内浇口开在型腔一侧的流态金属液沿侧壁填充向前，到达顶端后包围，聚集，向反方向填充，聚集处有旋涡包气。 薄壁型腔填充流态金属流的厚度接近型腔的厚度，金属流入是的飘动，与型腔一侧或两侧相接触。型腔转角处的流态金属液入型腔转角处会产生旋涡（b）圆弧面处的流态（见图）注：（1）金属液 （2）包气4. 压铸过程中的主要参数说明1）起始阶段金属液浇入压室，准备压射。2）慢速封口阶段压射冲头慢速移动越过浇料口，这时推动金属的压力为P。作用有二冗克服压射油缸中活塞在移动时摩擦力b:冲头与压室之间的摩擦力3）金属液积聚阶段冲头以稍高于慢速封口阶段速度前进，此时金属液充满整个压室前端，聚集到内浇口前沿之处，压力上升达到P1。t4）填充阶段其压射力由于受到内浇口处阻力的影响升高至P2,而此时的冲投宿度、冲头速度 则要求达到调定的运动速度。5）增压阶段增大压力使铸件结晶凝固时组织致密，轮廓清晰。sv（4）（1） 阶段冲头起始动作到内浇口之前（2） 阶段型腔基本冲满（3）阶段增压延迟（4）阶段持压T1系统压力建立时间T2增压延迟时间t3增压压力建立时间T4增压时间t T总的增压建压时间一般希望在系统压力建立以后立即增压，以便达到紧实铸件，压缩消除内部气孔和缩孔的目的，增压时间T4 一般在0.010.03秒范围内为佳，增压延时（t2）过长或增压建立时间 （t3）太长都会造成整个增压时间T4延长，这对铸件的质量十分不利。冲头行程，各行程压力，各行程时间等解说三压铸合金及熔炼1压铸合金性能物理性能：合金的物理性能是指它们对各种物理现象，如，温度变化，电，磁等的作用所引起的反应，它有密度，熔点，热膨胀，导热性和导电性等项 内容。常用金属及压铸合金的物理性能名称密度g/cm3熔点线膨胀系 数x10导热系数（20） 千卡/厘米.秒液相线固相线铝2.765823.80.504铝合金2.5-2.9575-630545-579210.2-0.42镁1.7465027.30.376镁合金1.8-1.81607-49226.40.18-0.32 化学性能合金的化学性能是它们在各种介质中与其它元素起化学反应的能力，主要是耐蚀性。 机械性能合金的机械性能是指它抵抗外力作用而表现出来的特性，也称为力学性能，如强度， 硬度，塑性，弹性，和冲击韧性，一般以抗拉强度，屈服强度，塑性，延伸率，断面 收缩率，硬度来衡量和反映金属和合金的机械性能。 工艺性能合金的工艺性能是指它们是否易于加工成形的性能，它包括：可铸性，可锻性，可焊 性，切削加工性，电镀性和热处理性等。合金的铸造性：流动性，收缩性，热裂，铸造应力。偏析，吸气，杂质。a. 流动性：指合金液充填型腔的能力；影响因素：浇注温度，模具温度，压力，压 射速度，铸件结构。b. 收缩性：合金从液态到凝固完毕直至常温过程中所产生的体积和尺寸的变化，总 称为收缩，可分三个阶段：液态，收缩，凝固收缩和固态收缩。压铸件收缩的大小，主要取决于合金种类，化学成分，浇注温度，压射比压，持 压及留模时间，模具温度及铸件结构等。c. 热裂：是指合金在高温状态形成的裂纹。影响因素：铸型阻力，铸件结构，浇注 温度。d. 铸造应力：根据应力产生原因分热应力，相变应力和收缩应力。防止铸件产生裂纹或变形，除铸件结构设计合理(即具有良好的压铸工艺性)夕卜， 在压铸工艺上应采取妥善措施，使合金同时结晶凝固，并尽可能使铸件壁厚均匀。 避免合金局部积聚，转折处避免尖角，选择合理的浇注系统和溢流系统，以减少 铸件各部分的温度差。总的目的是减免铸造应力产生。e. 偏析：铸件化学成分不均匀的现象称为偏析。成分不一致势必会影响其机械及物 理性能。f. 吸气：各种铸造有色合金都有吸收气体的特性，尤其在合金达到熔点时气体的溶 解度剧烈增加。g. 气密性：合金的气密性是指铸件承受高压气体或液体的作用而不渗漏的能力，它通常反映着铸件内部的致密程度，一般规律是合金的凝固温度范围愈窄，铸件产 生疏松的倾向愈小，因而气密性愈高。2. 压铸合金分类压铸有色合金：高熔点合金一铝镁铜合金低熔点合金一锌锡铅合金3. 合金特性及表示方法3.1.1镁合金特性及用途 比重轻，密度小，仅为1.8g/cm3，是铝的2/3。 比强度高，长期使用不易变形(/r=1416 ) 具有良好的刚性，耐冲击性和减震性 抗疲劳，防辐射，电磁屏蔽性好，散热性好 尺寸稳定，压铸性好，铸件最小壁厚可达0.6mm 和铁亲和力小，不易粘模，切削加工性能好 高温脆性，热裂倾向大 而寸蚀性差 可循环使用3.1.2用途利用镁合金比重小，比强度大，而冲击，吸震性好，散热性，电磁屏蔽等特性，广泛应用于航空，航天，汽车，摩托车，仪器仪表，电动工具及3C制品。3.2镁合金的表示方法3.2.1常用的压铸镁合金最常用的压铸镁合金为AZ91D , AM60B , AM50A。其中AZ91D被广泛应用，是因为其 强度高，流动性好，而蚀性佳。AM系列的合金适用于需要良好延展性及而冲击性，例：汽车的方向盘，仪表板架，座 椅架等。3.2.2镁合金牌号表示法欧洲标准欧洲对镁合金的表示方法：ENMC Mg Al9Zn 1 （A）EN表示欧洲标准，M表示镁，Mg Al 9 Zn 1表示主要元素及成分，A表示版本编号 美国标准：即ASTM标准的镁合金表示法在ASTM标准里，镁合金是以字母，数字码来表示，前两个英文字母代表除了镁 以外最多的两种元素，中间两数字代表这两种元素的重量百分比，不同的字母代表如 下：A代表铝（Al） Zn代表锌（Zn） M代表锰（Mn）S代表硅（Si） E代表稀土元素 中国标准国内镁合金牌号表示法：由镁和主要合金元素的化学符号组成例：Z Mg Al 8 Zn （即5号铸镁）Z表示铸造，Mg表示镁锭，Al 8 Zn表示合金中主要各种元素符号及含量3.3镁合金化学成分及特性3.31镁合金铸锭化学成分Al%Mn%Zn%硅% maxCu %maxNi %maxFe %max其他AZ91D8.59.50.170.400.450.90.050.0250.0010.004AM60B5.66.40.260.50Max 0.200.050.0080.0010.004AM50A4.55.30.280.50Max 0.200.050.0080.0010.004AM201.72.5Min 0.20Max 0.200.050.0080.0010.004AS413.74.80.350.6Max 0.100.601.40.0150.0010.0035AS211.92.5Min 0.20.150.250.71.20.0080.0010.004AE423.64.4Min 0.1Max 0.200.040.0010.0042.03.0各元素对镁合金性质的影响铝：与镁形成共晶体（在436摄氏度时）改善流动性，提高硬度和强度，但随着Al的含量增高其延伸率和耐蚀性将下降。锌：改善流动性，提高力学性能，减少铁和镍等杂质的腐蚀作用，但当含量超过1% 时，会引起合金的高温热脆性。锰：提高镁合金耐蚀性，中和铁在合金中的有害作用当含锰量在0.5%以下时，改善合金的机械性能。硅：改善合金流动性，但降低塑性和耐蚀性（尤其合金含铁时），铍：降低镁合金熔融时的氧化速率。3.32镁合金材料的物理特性性能单位温度。CAZ91AM60AM50AM20AS41AS21AE42密度G/cm3201.811.801.771.751.771.761.79凝固温度°C598615620638617632625融化温度°C420-435420-435420-435420-435420-435420-435590热膨胀Um/m.k20-10026.026.026.026.026.126.126.1比热溶解Kj/kg370370370370370370370比热Kj/kg*k201.021.021.021.021.021.021.02导热系数W/k*m2051616594688484导电系数Ms/m206.6nm9.113.1nm10.811.73.3.3镁合金材料的机械特性性能单位AZ91AM60AM50AM20AS41AS21AE42极限抗拉强度Mpa240225210190215175230拉伸屈服强度mpa16013012590140110145延伸系数%3810126910剪切系数Gp