第九章压铸工艺.doc

第九章 压铸工艺§9.1概述压铸——以很高的压力和极快的速度将熔化的金属压入磨具内，并在高压下进行结晶凝固而获得零件的方法引信体、支持套筒、滑块座、滑块回转体等零件特点：1. 可制造薄壁、深腔、结构复杂、小孔、螺纹零件 2. 制件尺寸精度较高IT11～IT13 3.制件表面质量好 表面粗糙度精度0.4～0.8 4.制件强度较高（比砂型铸造高25～40%） 5.生产率和材料利用率高（制件一般不需要机加或少量机加） 6.压铸件不宜在高温下工作（热处理，焊接等） 7. 壁厚不能太厚，一般不超过6～8㎜ （没有补缩手段，太厚易形成缩孔、缩松） 8. 不易切削加工（易暴露内部疵病） 9. 设备造价较贵，不适于小批量生产§9.2压铸过程一、 压铸形式热室压铸（热室压铸机）冷室压铸（冷室压铸机）热室压铸工作原理（旧图10-1）1—喷嘴 2--压铸模 3—通道 4—压射冲头 5—进料孔 6—压室 7—熔融金属 8—坩锅图9—1立式冷室压铸工作原理（旧图10-2）（a）合模后向压室内浇入金属液 （b）压射 （c）开模和顶出压铸件图9—2卧式冷室压铸工作原理（旧图10-3）（a）合模后向压室内浇入金属液 （b）压射 （c）开模和顶出压铸件图9—3二、 压铸过程（旧图10-4）（a）开始阶段 （b）封口阶段（c）堆聚阶段（d）充填阶段（e）密实阶段（f）开模阶段（g）脱模阶段图9—4§9.3压铸金属充填理论一、 喷射充填理论弗洛梅尔根据锌合金对矩形截面的型腔进行充填所得结论，金属液从内浇口射入型腔并充满的型腔过程分为两个阶段：冲击和淌流阶段。

旧图10-6）“由前返回”--- 液池--- 涡流（排气孔应开设在内浇口附近）图9—5二、 全壁厚充填理论勃兰特根据铝合金对矩形截面的型腔进行充填所得结论，金属液从内浇口射入型腔后即扩展至型壁，并沿整个型腔截面向前推进，直至充填满整个型腔旧图10-7）“由后向前”---不产生涡流（排气孔应开设在内浇口对面）图9—6三、 三阶段充填理论（旧图10-8）图9—7第一阶段，（a）金属液首先冲击对面型壁，并沿型腔表面向各方扩展，形成铸件表层，决定了铸件的表面质量第二阶段，（b）金属液不断聚积在铸件表层的内表面，形成铸件外层c）金属液产生涡流，进一步聚积扩大而逐步充填，决定了铸件的表面硬度第三阶段，（d）压实阶段，决定了铸件的强度§9.4 压铸用合金一、 对合金的要求1．有足够的流动性（金属充满型腔的必要条件）2．收缩小（收缩—合金在冷凝过程中铸件体积缩减现象） 液态收缩--- 产生缩孔收缩过程 结晶态收缩--- 产生缩松 固态收缩---引起铸造应力和裂纹3．在高温下应有足够的强度和塑性铸件在高温下从模具中被顶出时，要克服对型芯的包紧力和粘模力）。

二、 引信压铸件常用合金1．锌合金特点：压铸工艺性好，浇注温度低，模具寿命长，生产速度快，机械性能好，易进行表面处理常用锌合金：2号，3号锌合金2．铝合金特点：铸造性能好，比重小（2.5～2.88g/cm3），耐腐蚀性好，导电、导热性能好§9.5 压铸模 动模：开模时活动的部分，与压铸件合模机相连接压铸模 定模：模具中不动的部分一、 压铸模的基本结构（旧图10-9）1—动模底板 2—定模套板 3--定模底板4—镶块 5--定模6--动模7—型芯8—横浇道镶块9—直浇道套10—导套11--导柱12、13、14—顶出杆15—挡板16—导钉17—反顶杆18--顶出杆固定板图9—81．成型零件型框—构成铸件外形的零件型芯—构成铸件内孔、侧凹的零件成型零件用合金钢制造）用型芯可铸出形状较复杂的铸件，但型芯工作条件较恶劣，处于高温金属包围中，所以是模具中首先损坏的元件可溶性型芯—型芯在铸造后留在铸件中，再用溶液将型芯溶掉磷酸钙型芯[Ca(PO4)2]溶于硝酸硅酸盐型芯（NaO·SiO2或Na2O·2SiO2）溶于水2．浇注系统（浇道）浇道—沟通型腔和压室的通道。

直浇道、横浇道、内浇口、分流锥）（旧图10-14）1—铸件2--内浇口3--横浇道4--直浇道5--分流锥 图9—9内浇口开设的位置，大小和方向决定了金属流动的方向、速度和过程旧图10-17） 图9—10（a）液态金属沿整个截面向前推进，最后充填排气道，有利于排气 （b）充填初期将排气道堵塞，型腔内大量气体卷入金属液，铸件内部质量降低内浇口开设原则：① 对准分裂面② 开设在铸件最厚实的部位③ 避免金属液直接冲击型壁和型芯④ 靠近镶件，使镶件得到足够预热→包紧3．排气系统作用：可使型腔内气体排出，提高铸件内部质量① 尽量开设在分型面上避免飞边影响脱摸）② 排气槽应有转折防止液喷溅）③ 当排气量不够时，增大排气槽宽度，切忌增大厚度4.溢流槽作用：接受和集聚来自型腔的脏物，冷金属和氧化物，改善铸件质量对壁厚不均的铸件，在薄壁处开设溢流槽，可改善热因素，有利于充型，防止欠铸等缺陷）5.导向另件： 作用：保证模具各活动部分在开、合模过程中沿一定方向准确运动6.顶出机构： 作用：用于铸件的出模，将铸件从模腔内顶出7.抽芯机构：作用：将活动型芯抽出（有些型芯阻碍铸件从模具中取出。

旧图10-20）1—活动型芯 2—动模底板 3—限制块 4—弹簧 5—滑块6—斜拉杆 7—楔紧块 8—定模套板 9--定模底板图9—11（a）合模状态（b）开模过程（c）抽芯结束状态8.模架（包括定模板、动模板、固定板和其它固定用另件）作用：将模具的各个机构加以组合固定，并安装在压铸机上 二、分型面的选择1. 应便于浇注系统的安排浇注系统的模浇道和内浇口应设计在分型面处2. 对制造精度.位置精度要求较高的铸件应在分型面同一侧的模内成型旧图10-12）1—动模 2—分型面 3—定模 4—压铸件 5--型芯图9—12（a）易于保证铸件的同轴度要求，模具便于制造b）不易保证铸件的同轴度要求铸件上垂直于分型面的尺寸标注法旧图10-13）A的精度最低B的精度中等C的精度最高图9—133. 要保证开模后铸件能留在动模内∵模具的顶出机构在动模部分） 如不能确保铸件留在动模内，可采取一些措施如开设工艺孔，增加对动模部分的包紧力）（旧图10-11）图9—14§9.6 压铸工艺参数一、 比压（Py） Py——金属液在压室内单位面积上所受的力 Py=4·P/π P——压铸机压射力D——压室（压射头）直径比压的大小影响着压铸件的强度和表面质量。

Py大时铸件组织致密，质量好；Py过大会使磨具过早磨损，或产生裂纹二、浇注温度和模具温度浇注温度——压铸时金属液从压室进入型腔时的平均温度一般用保温炉内的温度表示）浇注温度一般取比液相线高出20～30℃ 预热温度——开始压铸零件前，加热模具使温度接近于工作温度 预热目的：（1）避免金属液激冷过剧很快失去流动性而压不成形 （2）改善型腔的排气条件 （3）防止涂料堆积∵涂料堆积会使铸件表面光洁度 ↓ 还会发生粘模现象） （4）避免模具激热胀裂模具（工作）温度——压铸生产过程中的温度tM tM = tb/3 ± Δt （℃） tb----合金浇注温度 Δt---温度公差（取25℃）三、充填时间、挤压时间、开模时间 充填时间——金属液自开始进入型腔到填满时所用的时间取0.05～0.5秒） 挤压时间——从金属液填满型腔到凝固之前在压力状态下持续的时间（取2～4秒） 作用：使金属液在高温下凝固结晶获得组织致密的铸件。

铸件厚取上限、薄取下限）开模时间——从持压终了到铸件被顶出所用的时间取5～30秒）开模时间短，铸件顶出过早，收缩太大影响尺寸精度，收缩严重时铸件破裂开模时间长，铸件顶出过晚，温度下降，铸件对型芯的包紧力增大，不易顶出，也易损坏型芯四、充填速度和压射速度充填速度—金属液通过内浇口进入型腔的线速度压射速度—压射冲头在压射过程中的平均速度充填速度的作用： 将金属液在凝固前迅速输入型腔一定的充填速度，使铸件轮廓清晰，表面粗糙度下降但过高，会先堵塞排气道，使铸件产生气泡，还会冲刷模具型腔、型芯、使模具磨损过快§9.7 压铸件的工艺结构设计一、 压铸件形状形状应较规则，尽可能减少和消除铸件上的侧凹、凸台和凹坑九章自画图1）图9—15二、壁厚 铸件的壁厚尽量均匀，不同的壁厚相接时，壁厚逐渐过渡壁厚≤6㎜（否则厚壁处易形成缩孔、缩松使制件强度下降）如有部分厚壁时，可开设工艺槽或工艺孔，使壁厚≤6㎜但压铸件壁厚也不能太薄，太薄对金属流动阻力加大，会出见欠铸等疵病，影响铸件强度和外观三、铸造圆角 铸件各型面交接处应是圆角过渡 铸造圆角：有助于金属液的流动，可避免因应力集中而出现薄弱截面，防止涂料堆积现象。

九章自画图2） R ≥（A+B）/2 R——铸件圆角半径A、B——铸件圆角相邻二壁厚度分型面处不应有R1 ，铸件无法脱模图9—15四、铸造斜度（九章自画图3） ——使铸件易于从模中取出设计产品时，应先考虑结构斜度，再考虑铸造斜度）图9—16五、孔和螺纹 孔的形状应尽量简单，避免采用组合型芯 孔径不能过小，孔深不能过大 孔距边缘不能过小强度）（九章自画图4） b≥(1/4-1/3)·h图9—17螺纹也可铸出，但螺纹不能过长，过长使螺距累积误差加大六、尺寸精度和表面粗糙度尺寸公差和粗糙度标注要合理 铝合金：IT11～IT13，表面粗糙度精度6.3～0.4 铜合金：IT12～IT14，表面粗糙度精度6.3～0.4七、加工余量 加工余量不应过大，以避免使缺陷暴露出来 取0.2～0.5㎜；不能超过0.8㎜ 安排机加的目的：1.除去铸造斜度；2.达到更高的尺寸精度和较低的粗糙度；3.得到未能铸出的侧凹；4.去掉浇口、飞边等八、镶嵌件——先将所需制件用机加法制成，然。