压铸过程原理及压铸工艺技术培训(共42页).ppt

单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*1 第2讲 压铸过程原理 及压铸工艺引言引言n压铸机、压铸模具及压铸合金是压铸生产的三大要素n但要生产出合格压铸件，没有正确的压铸工艺是不可能的压铸工艺规定三大要素的工作方式n换言之，如果压铸机、压铸模具及压铸合金压铸机、压铸模具及压铸合金是压铸生产的硬件硬件，那么压铸工艺压铸工艺就是压铸生产的软件软件2.1 2.1 压射过程与压射过程曲线压射过程与压射过程曲线n压力和速度是压射过程的两个重要参数记录压射过程中压力和速度动态特性的曲线，称为压射过程曲线n冷室压铸n1小型压铸机n 三级压射，即为两级速度，一级增压n2中大型压铸机n 双回路控制的四级压射系统，即慢压射、一级快压射也较慢、二级快压射、增压n热室压铸，主要以两个阶段压射为主一速升液和二速填充一、压射过程一、压射过程压铸机的压射过程从压射冲头开始移压铸机的压射过程从压射冲头开始移动至型腔充满保压热室压铸机，动至型腔充满保压热室压铸机，或者至增压结束冷室压铸机为止或者至增压结束冷室压铸机为止压射过程中，随着压射冲头的位移，压射过程中，随着压射冲头的位移，速度和压力都是按设定的模式变化。

速度和压力都是按设定的模式变化阶段进程描述I起始位置：从压射冲头起始位置至越过浇料口位置参数：压射速度v1（冲头），压射压力p1（动态）特征：低压低速，运行平稳说明：低速推进，防止金属液从浇料口溢出，有利于气体排出压力主要用于克服系统摩擦阻力，只有小部分用于推动金属液II起始位置：从压射冲头越过浇料口位置至金属液充满至内浇口处参数：压射速度v2，压射压力p2（动态）特征：压力增大，压射冲头速度加快说明：压射冲头通过浇料口，压射压力提高，压射冲头速度加快，金属液充满压室至浇注系统该阶段应注意防止卷气，并尽量避免金属液提前进入型腔III起始位置：从金属液充满内浇口处至型腔完成充满参数：压射速度v3，压射压力p3（动态）特征：压射压力再次升高，压射速度略有下降，充型速度最快说明：金属液流经内浇口充填型腔由于内浇口处截面积大幅缩小，流动阻力剧增，压射速度略有下降，但此时充型速度最快要保持足够的充型速度，需更高的压射压力，用于克服浇注系统主要是内浇口处的流动阻力IV起始位置：充型结束参数：压射速度迅速减至零，增压压力p4建立特征：压射冲头停止运动，压力剧增，达到全过程的最高值说明：金属液完成充满型腔。

增压压力对凝固中的金属液进行压实，压射冲头可能稍有前移金属液凝固后，增压压力撤除，压射过程结束通过增压使压铸件密度增加，获得清晰压铸件n说明：压射阶段的划分来源于长期的压铸实践，但并非必须完全遵循，根据压铸件及压铸工艺的具体状况设定n开展历程：不变化-二阶段-三阶段或四阶段n最新进展：突破了传统的三阶段压射，可以根据工艺需要，多点设置速度和压力，可以非常灵活地设定压射过程；某些压铸机还具备压射冲头运动优化程序，根据压室参数、金属液充满度等参数，计算最正确压射模式，减少卷气现象n压射模式应根据压铸件及压铸工艺的具体状况设定，并非采用哪一种固定模式二、压射过程曲线二、压射过程曲线压射过程分析的重要压射过程分析的重要线图线图1 1、压射阶段、压射阶段理论上，压射压力与压射速度的平方成正理论上，压射压力与压射速度的平方成正比，一定的速度对应一定的压力，或者比，一定的速度对应一定的压力，或者说使用一定压力才能到达一定的速度说使用一定压力才能到达一定的速度压射曲线中的上升斜线，表示压力和速度压射曲线中的上升斜线，表示压力和速度处于上升之中，起始点为速度或压力的处于上升之中，起始点为速度或压力的切换点切换点压射曲线中的平台，说明该阶段的速度和压射曲线中的平台，说明该阶段的速度和压力没有变化，一个稳定的平台可以理压力没有变化，一个稳定的平台可以理解为一个阶段冷室压铸出现三个压射解为一个阶段冷室压铸出现三个压射阶段阶段I I、IIII、IIIIII在在IVIV阶段增压阶段，压力迅速上升出阶段增压阶段，压力迅速上升出现高压平台，但速度值迅速降为零，这现高压平台，但速度值迅速降为零，这是增压阶段的特征，说明充型结束，增是增压阶段的特征，说明充型结束，增压形成。

压形成二、压射过程曲线二、压射过程曲线2 2、压力和速度值、压力和速度值正常情况下，压力值和速度值相对应正常情况下，压力值和速度值相对应如果曲线异常，出现压力过高而速度偏低如果曲线异常，出现压力过高而速度偏低，说明压射系统可能出现问题，如压射，说明压射系统可能出现问题，如压射冲头阻滞、浇道堵塞，或液压管路问题冲头阻滞、浇道堵塞，或液压管路问题等等如果压力曲线偏低，速度无法上升，说明如果压力曲线偏低，速度无法上升，说明压力没有建立，应检查压力设置是否适压力没有建立，应检查压力设置是否适宜或是存在泄压之处宜或是存在泄压之处二、压射过程曲线二、压射过程曲线3 3、压力和速度切换状况、压力和速度切换状况各阶段的切换起始点至结束点，或者说切各阶段的切换起始点至结束点，或者说切换处曲线斜率，反映了从低速切换至高换处曲线斜率，反映了从低速切换至高速，或从低压切换至高压的响应速度速，或从低压切换至高压的响应速度切换时速度和压力应该同步响应为佳，以切换时速度和压力应该同步响应为佳，以反响迅速为佳反响迅速为佳二、压射过程曲线二、压射过程曲线4 4、建压时间、建压时间建压时间表示增压压力的响应速度，建压建压时间表示增压压力的响应速度，建压时间是反映压铸机性能的重要指标。

时间是反映压铸机性能的重要指标增压压力必须在金属凝固之前建立，否那增压压力必须在金属凝固之前建立，否那么将大大影响增压效果么将大大影响增压效果理论上讲，建压时间越短越好，可以在金理论上讲，建压时间越短越好，可以在金属液凝固之前对其进行高压压实，有效属液凝固之前对其进行高压压实，有效减少内部缺陷，增加压铸件的致命性减少内部缺陷，增加压铸件的致命性目前先进压铸机的建压时间已达目前先进压铸机的建压时间已达10ms10ms以以下二、压射过程曲线二、压射过程曲线5 5、压力峰值、压力峰值压力峰值指的是快压射结束时充型结束压力峰值指的是快压射结束时充型结束，迅速增压形成的压力冲击或水锤现，迅速增压形成的压力冲击或水锤现象在第在第IIIIII阶段结束后，压射冲头运动突然停阶段结束后，压射冲头运动突然停止及压力快速切换，造成了压力瞬间升止及压力快速切换，造成了压力瞬间升高，并伴有压力振荡现象高，并伴有压力振荡现象压力峰值虽是瞬态行为，但对压铸工艺非压力峰值虽是瞬态行为，但对压铸工艺非常不利压力峰值可以引起胀形，造成常不利压力峰值可以引起胀形，造成泄压，影响压铸件成形质量，使压铸产泄压，影响压铸件成形质量，使压铸产生飞边、毛刺等。

生飞边、毛刺等现代压铸机都把消除压力峰值作为一项重现代压铸机都把消除压力峰值作为一项重要内容目前许多压铸机增加了反压措要内容目前许多压铸机增加了反压措施，使压射冲头在充型结束前瞬间减速施，使压射冲头在充型结束前瞬间减速，从而大大减轻了水锤现象，缩小了压，从而大大减轻了水锤现象，缩小了压力峰值2.2 2.2 压铸工艺参数及其确定方法压铸工艺参数及其确定方法一、压铸压力一、压铸压力压铸压力是压铸工艺的根本特征，金属液的压铸压力是压铸工艺的根本特征，金属液的充型和压实都是在压力作用下完成的，分充型和压实都是在压力作用下完成的，分为动态压射力和增压压射力为动态压射力和增压压射力压铸过程中的压力是由压铸机的压射机构产压铸过程中的压力是由压铸机的压射机构产生的生的压射机构通过工作液体将压力传递给压射活压射机构通过工作液体将压力传递给压射活塞塞然后由压射活塞经压射冲头施加于压室内的然后由压射活塞经压射冲头施加于压室内的金属液上金属液上一、压铸压力两种表现形式一、压铸压力两种表现形式1 1、压射力：来源于高压泵，通过压射冲头、压射力：来源于高压泵，通过压射冲头对金属液施加压力，施加压力的大小用对金属液施加压力，施加压力的大小用比压表示。

比压表示2 2、压射比压：指压射过程中，压室内单位、压射比压：指压射过程中，压室内单位面积上金属液所受到的静压力面积上金属液所受到的静压力式中 P压射比压MPa； F压射力N； A压射冲头截面积近似等于压室截面积mm2； D压室直径mm2.2 2.2 压铸工艺参数及其确定方法压铸工艺参数及其确定方法一、压铸压力一、压铸压力3 3、压射比压的取值范围、压射比压的取值范围冷室压铸机的动态压射比压一般在冷室压铸机的动态压射比压一般在303090MPa90MPa之间，增压压射比压一般在之间，增压压射比压一般在5050300MPa300MPa之间之间热室压铸机提供的压射比压可到达热室压铸机提供的压射比压可到达202050MPa50MPa使用压铸机提供的最小压射冲头才能得到使用压铸机提供的最小压射冲头才能得到最大压射比压最大压射比压机器吨位/kN30005000800012000动态压射力/kN140210300480增压压射力/kN3505507201120压射冲头直径/mm4080601007012080140动态压射比压/MPa11127742678 269531增压压射比压/MPa27869194701876422372表表1 1 局部压铸机的压射力及压射冲头尺寸与压射比压的关系局部压铸机的压射力及压射冲头尺寸与压射比压的关系一、压铸压力一、压铸压力4、选择合理的压射比压n比压也可以根据压铸件的某一特征进行选取，表2列出了冷室压铸推荐的压射比压参考值。

在快压射阶段，一般优先压射速度调整，动态比压随之确定合金一般压铸件耐压压铸件大平面薄壁件/表面质量要求高受力压铸件锌合金3030404060铝合金30408010040604080镁合金30406010040604080表表2 2 冷室压铸推荐的压射比压增压参考值单位：冷室压铸推荐的压射比压增压参考值单位：MPaMPa 二、压铸速度二、压铸速度n压射速度：是压射冲头推动金属液移动的速度，也成为冲头速度n充型速度：金属液通过内浇口进入型腔的速度，也称为内浇口速度1、冲头速度在压射起始阶段，或低速压射阶段，金属液尚未到达内浇口，所以只考虑冲头速度在这一阶段，冲头速度一般都控制在0.10.4m/s之间冷室压铸金属液的充满度高，冲头速度可取低些一般技术资料中给出的压射速度推荐范围都很宽，应权衡各种因素选取，冷室压铸机最大压射速度可达10m/s.二、压铸速度二、压铸速度冲头速度过高时液态金属的波面二、压铸速度二、压铸速度2、充型速度高速压射阶段，金属液充填型腔充型速度对金属液的充型模式及压铸件成型具有重要作用，在选择时必须十分小心充型速度过高容易引起紊流、卷气、氧化及粘模等现象，还会加速模具的磨损。

在保证压铸件质量的前提下，充型速度应尽量选低充型速度与压射压力相关，相同的压铸条件下，要到达高的充型速度，需要的压射力大二、压铸速度二、压铸速度平均壁厚/mm1.02.03.04.05.06.07.08.0充型速度/（m/s）46554250384634423240303728342632表表4 4 基于压铸件壁厚的冷室压铸充型速度基于压铸件壁厚的冷室压铸充型速度合金种类铝合金锌合金镁合金铜合金充型速度/（m/s）2060305040902050表表3 3 不同合金种类常用的冷室压铸充型速度不同合金种类常用的冷室压铸充型速度二、压铸速度二、压铸速度3、充型速度和冲头速度的关系n在冷室压铸机中，压室、浇道和压铸模型腔相连，成为一个密闭系统，因而它们之间具有连续方程的关系，即因此，充型速度确定后，根据内浇口和压射冲头面积核算冲头速度因此，充型速度确定后，根据内浇口和压射冲头面积核算冲头速度二、压铸速度二、压铸速度4、速度切换位置A给汤完了状态压射时间内，溶汤安定后，开始压射B低速压射，压室充填设定防止空气卷入的速度注意无溶汤飞溅，冲头的卡住等的影响C低速压射，浇道充填多段压射的机器另。