压铸工艺 第二章
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压铸工艺过程
压铸工艺过程是由压铸机来完成的。压铸机相据压室的工作条件分为热压室压铸机和冷压多压铸机两大类,而冷压常压铸机又根据压室的布置形式分为卧式和立式两类。各种压铸机的压铸基本过程都为合模、压射、增压、持压、开模。图1-1所示为热压室帐铸机压铸过程,图1-2所示为卧式冷压室压铸机压铸过程。图1-3所示为立式冷压室压铸机压铸过程,图1-4所示为升举压室压铸机压铸过程。
二、压铸工艺原理
从本质上来说,压铸过程与其他各种铸造过程一样都是液态合金的流动与传热过程和凝固过程,也就是动量传递、质量传递和能量传递过怪及相变过程,都是基本物理过程。都遵循自然界中关于物质运动的动量守恒原理、质量守恒原理和能量守恒原理及相变原理。所以压铸过程中液态合金的流动与传热问题和凝固问题也都可以由建立在动量守恒、质量守恒和能量守恒定律基础上的动量方程、连续方程、能量方程及相变(凝固)理论来描述。但是,压铸过科又有其特殊之处,这就是压铸过程是在高压、高速条件下进行的,使得液态合金充填型腔时的形态与其他铸造方法的充填形态具有很大的差别,因而理解压力和速度在压铸过程中的作用和变化,对液态合金流动(充填)形态的影响是必要的。
压铸压力和压铸速度
1、压铸压力
压铸压力是压铸工艺中主要参数之一。通常用压射力和压射比压来表示。
(1)压射力
压射力可分为充填压射力和增压压射力。
充填压射力指充填过程中的压射力,其值由式(1-1)进行计算,即
Fy=pgAD ((1-1)
式中 Fy —充填压射力,kN;
Pg —压铸机液压系统的管路工作压力,kPa;
AD—压铸机压射缸活塞截面积,m2
增压压射力则是指增压阶段原压射力,其值由式(1-2)进行讲算,即
Fyz=pgzAD (1-2)
1、压射四个阶段分别是:第一阶段(τ1),此时压射冲头低速前进,封住加料口,推动金属
液前进,压室内压力平稳上升,空气慢慢排出。高压泵作用的压力P1主要是克服压室与压
射冲头及液压缸与活塞之间的摩擦力,其值很小。第二阶段(τ2),压射冲头以较快的速度
前进,将金属液推至压室前端,充满压室并堆积在浇口前沿。由于内浇口在整个浇注系统中
截面积最小,因此阻力最大,压力升高到P2以突破内浇口阻力。此阶段后期,由于内浇口
阻力使金属液堆积,瞬时压力升高,产生压力冲击而出现第一个压力峰。第三阶段(τ3),
压射冲头按要求的最大速度前进,金属液突破内浇口阻力充填型腔,并迅速充满,压力升至
P3。在此阶段结束前,金属液会产生水锤作用,压力升高,产生第二个压力峰并出现波动。
第四阶段(τ4),压射冲头稍有前进,但这段距离实际上很小。铸件在这一阶段凝固,由于
P4的保压作用,铸件被进一步压实,消除或减少内部缩松,提高了压铸件密度。
2、压铸是将液态或半固态金属浇入压铸机的压室中,金属液在运动的压射冲头作用下,以
极快的速度充填型腔,并在压力的作用下结晶凝固而获得铸件的一种铸造方法。
3、热压室压铸机的压室通常浸没在坩埚的金属液中,压铸过程中,金属液在压射冲头上升
时通过进口进入压室;压射冲头下压时,金属液沿着通道经喷嘴充填压铸模型腔,待金属液
冷却凝固成型后,压射冲头上升,此时开模取出铸件,完成一个压铸循环。
4、立式冷压室压铸机的基本原理。压室与压射机构处于垂直位置。浇入压室中的金属液被
反料冲头托住,以防止金属液流入型腔。当压射冲头下压快要接触金属液面时,反料冲头突
然下降让出喷嘴入口,金属液在压射冲头的作用下充填型腔并使压铸件在压力下冷却凝固。
压射冲头在完成金属液充填型腔并保压后返回。反料冲头上升切断余料并将其推至压室的上
沿,以便去除余料。最后反料冲头返回,动定模分开,取出压铸件,完成一个压铸循环。
5、卧式冷压室压铸机的基本原理。压室与压射机构处于水平位置,压铸过程中,金属液从
第二部分 冷室压铸机培训教材
第 1 页 共 2页 第二章 冷室压铸机压铸参数的含义
1、 储能时间———二速、增压完成后,高压油对储能器进行压力补偿的时间。
2、 锤头润滑时间—从锤头润滑开始至润滑停止的时间。
3、 锤头润滑次数—每经过设定的周期循环次数后,喷雾一次。
4、 顶出延时———开模终止到顶针顶出之间的时间。
5、 顶回延时———顶针顶出到位到顶针顶回开始的时间。
6、 顶针次数———每个自动循环周期顶针顶出的次数。
7、 射料时间———从射料动作开始计时到锤头开始回位的时间。
8、 开模时间———射料时间结束开始计时到开模动作的时间(即冷却时间)
9、 总压—————调节储能、起压,抽芯时高压系统的压力。
10、 顶针压力拨码—调节顶针动作时高压油路压力。
11、 开模压力拨码—调节开模动作时,高压油路的压力。
12、 锁模压力拨码—调节锁模动作时高压油路的压力。
13、 低压压力拨码—调节低压锁模动作时高压油路的压力。
14、 计数器————统计自动循环周期的次数。
15、 增压选择———在自动循环周期中,是否有增压动作程序。
16、 锤头跟踪选择—选择时:在自动时射料结束待开模时,锤头继续向前至离开
射料完吉掣,方可回位。
不选择时:锤头射料结束,待射料时间到即回位。
17、 抽芯选择———在自动循环周期中,选择抽芯才有抽芯动作程序。
18、 机铰润滑———机铰润滑油泵打油进入机铰各个润滑点。
19、 射料终止———压射时感应此吉掣后,锤头停止向前。
20、 二速射料———压射时感应二速压射吉掣后,锤头快速向前。使铸件成型。
21、 一速射料———压射开始时的速度,使合金料进入内浇口,防止合金料从浇
口溅出。
22、 回锤终止———锤头复位时感应此吉掣后停止回锤头动作。
23、 开模终止———开模过程中感应此吉制后停止开模动作。
第二章 熔模铸造:
一.熔模铸造:通常是在可溶模样的表面涂覆多层耐火材料,待其硬化干燥后,加热将其中模样熔去,而获得具有与摸样形状相应空腔的型壳,再经过焙烧,然后在型壳温度很高情况下进行浇注,从而获得铸件的一种方法。
二.熔模铸造的工艺过程:制模,制模组,挂涂料,(干燥硬化)撒砂,脱模,焙烧,浇注
三.熔模铸造特点:1.铸件尺寸精确 2可铸形状复杂的铸件 3不受铸件材料的限制 4铸件尺寸不能太大,重量也有限制 5工艺过程复杂,工序繁多,使生产过程控制难度大增 6铸件冷却速度慢,故铸件晶粒粗大
对模料的性能要求:模料的 熔化温度应在60~90之间,以便于配制模料制模脱模;模料的开始熔化温度和终了熔化温度间的范围不应太窄或太宽;模料的软化点要高于40;在工作时应具有较好的流动性能很好充填压型型腔;模料的热胀率要小而稳定使熔模的尺寸稳定;应能被型腔涂料很好润湿和附着;模料凝固后有高强度韧性表面硬度;模料在高温灼烧后,遗留的灰分要少;化学活性要低,不应和生产中化学材料发生反应;很好的焊接性,密度小。
四.对型壳服役性能的要求:1强度 2热震稳定性 3高温下的稳定性 4透气性
五.制造型壳用黏结剂应满足的要求:1黏结剂应能很好润湿模组,且不与模料互溶或起化学反应,使其能准确的复制熔模的外形,并获得表面光洁的型腔 2在室温焙烧和浇注的温度下,用粘结剂起加固作用的型壳应有足够的强度,以承受各种外力作用,不至破坏 3粘结剂在焙烧后能形成耐火的物质,具有较高的高温化学稳定性,与浇注的合金不发生化学作用 4用粘结剂配制的涂料应有好的流变性能,使涂料在制型壳时有好的涂挂性,易于操作5粘结剂应有好的贮藏性,来源丰富,价廉
六.常用的黏结剂有:硅酸乙酯水溶液、水玻璃和硅溶胶
七.制造型壳涂料的要求:1要保证型壳具有良好的服役性能 2涂料本身应具有良好的工艺操作性。涂料分为硅酸乙酯水解液涂料,水玻璃涂料,水溶胶涂料。
八.熔模铸造时常用的浇注方法是热型重力浇注,真空吸气浇注,离心浇注,真空吸铸,定向凝固。熔模铸件的清理:从铸件上清楚型壳;自浇口系统上取下铸件,去除铸件上的冒口;去除铸件上粘附的残留耐火材料和铸件中的陶瓷型芯;铸件热处理后的清理,去除氧化皮,飞边,浇冒口残余。压型:用来制造熔模的模具是压型。