金属压铸工艺与模具设计-第2章压铸合金图文.ppt5

▪ 压铸温度
2）压铸模的预热温度与工作温度
压铸前，为了有利于金属液的充填、成 型和保护压铸模具、便于喷涂涂料，需要 将压铸模具加热到某一温度，这一温度即 为压铸模具的预热温度。
生产中，应将压铸模具的温度控制在一 定的范围内， 这一温度称为压铸模的工作 温度。
▪ 压铸时间
压铸时间包括填充、保压及压铸件在压铸模 中的留模时间。
▪ 压铸机和压铸模具价格昂贵，不宜小批量
生产。
金属压铸的应用范围
▪ 压铸是近代金属加工工艺中发展较快的一
种高效率、少切削或无切削的金属成型方 法，能成型形状复杂、尺寸精确、轮廓清 晰、表面质量及强度、硬度都较高的压铸 件，故应用广泛。目前，铝合金压铸件产 品最多，其次为锌合金压铸件。
▪ 应用场合
压铸工艺
从经济角度考虑，选择比压时，应根据压铸 件的形状、尺寸、壁厚、合金的性质、温度、浇 口的排溢系统等来确定，一般在保证压铸成型和 使用要求的前提下，宜选用较低的比压。
▪ 胀型力
压铸过程中，充填结束并转为增压阶段 时，在比压的作用下，金属液作用在型腔 壁和分型面上的压力称为胀型力。
胀型力的大小是为压铸件初选压铸机型 号及对板进行强度和刚度校核的重要参数。
3）留模时间
留模时间是指从保压时间终了到开模推 出压铸件的时间。
▪ 压铸用涂料
压铸过程中，为了避免压铸件与压铸具 的黏合，减少从模具型腔中推出压铸件的 阻力，需喷涂润滑材料和稀释剂，这样的 混合物称为压铸涂料。
简介
压铸是一种高效率、少切削或无切削的 金属成型工艺，而压铸模是压铸生产的重 要工艺装备，压铸过程能否顺利进行，压 铸件的质量优劣，在很大程度上取决于模 具合理性和技术上的先进性。
金属压铸过程

3.2、国产压铸机的主要技术参数
表2-1 压铸机的主要技术参数
压铸机型 号 锁 模 力 /K N 压射 力/Kg 压射 比压 /MP a 动模 板行 程 /mm 模具厚度 /mm 最小 最大 压室 直径 /mm 冲头 顶出 行程 / mm 顶出 器顶 出力 /KN 最大合金浇 注量/kg 轻合 金 重合 金 一次 空循 环时 间/s 拉杆内间距 /mm
液压和电器系统提供动 力、能源以及控制。
2.1、合模机构
合模机构——带动模具动模部分合模或开模的机构 2.1.1、液压合模机构 合模液压缸直接带动动模安装板和动模分、合模，并起 锁紧作用。 优点：结构简单，操作方便，安装不同厚度的模具时不 用调节合模液压缸座的位置，省去了相应的机械结构， 在生产过程中，锁模力可以保持不变。 缺点：合模的刚性差，可靠性不好，熔融金属易从分型 面喷出，降低了压铸件的尺寸精度；合模速度较慢，效 率低。
一、压铸机的选用原则
1) 满足压铸件的工艺性及合金种类等的要求； 2) 压铸机的技术参数应满足生产要求； 3) 在满足生成需要的前提下，尽量减少压铸机的品种和规格。 4）以是否能得到最佳经济效益来决定是否采用自动化生产。
二、压铸机的选用
选择压铸机应考虑的因素 A、压铸合金的种类不同，选用压铸机压室的形式也不一样：
铝合金采用冷压室压铸机，最好采用立式冷压室压铸机；
锌合金采用冷、热压室压铸机生产均可，从生产效率和实现自动化的 难易出发，一般选用热压室压铸机； 镁合金可以采用冷、热压室压铸机，以前主要采用冷压室压铸机，目 前已经有应用于镁合金的专用热压室压铸机在使用； 铜合金通常采用冷压室压铸机。
增加了反 料结构
余料未切断前不能开 模
立式冷压室压铸机的压室和压射机构处于垂 直位置，压室中心线垂直于模具运动方向

即模具、设备的维护手册有助于能更正确地管理压铸作业。
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压铸介绍
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合金的成型制程
铸造方法一般可分为：
（1）重力浇注 (Gravity Die casting) （2）低压铸造 (Low pressure die casting) （3）半固态铸造(Thixo-casting) （4）半熔注塑法,触变成形(Thixo-molding) （5) 压铸 (High pressure die casting)-
(Hot Chamber,Cold Chamber 热室法 冷室法)
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热室法 (Hot Chamber)
热室机的射出系统硬件 (柱塞、套筒或鹅颈管) 为浸炮在熔融金属液中， 射出时藉由油压驱动柱塞下压而将金属液射入模穴中冷却得到铸件。因铸造 压力较,比压要求 (约300-400 bar)(70~350kg/cm2)，故适合熔点低,肉薄成 品小之铸件，例如3C类之产品。
机台数量 36
18
0
0
16
0
0
0
0
0
镁
镁
镁
镁
镁
镁
铝
铝
锌
锌
合计：
125T 150T 200T 350T 500T 600T 125T 250T 75T 100T
54
69
9
11
39
16
29
1
2
8
共计： 238
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冷室机台特性
1入模腔成型。
2、冷室特性为密度及硬度高,使用在 气油压，防漏油、漏气。
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提升可动率（Ⅱ）
一、消除因设备故障造成的间隙停机（充分落实定期维护保） 二、缩短模具（铸造.加工）的更换时间，平均应在1小时

速度及金属液的粘度有关。由于
“前流” 对型壁的摩擦及热量损
耗而使流速减慢，以致聚集区追
上“前流”。在返回充填型腔的
过程中，产生剧烈的涡流现象。
这一充填过程如图2-2所示。
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当以低的充填速度及（A内/A）＞1/3时,除液体 金属聚集区的前沿部分稍有扰动外，其余部分则 相当稳定，而且随着聚集区增长，充填过程越来 越平稳。反之，当（A内/A）＜1/3时，在高的充 填速度下，整个充填过程中，聚集区发生激烈扰 动。在聚集区追上“前流”以前，型腔被液体金 属填充部分的长度与液体金属填充速度和温度、 型腔的形状以及铸型的温度等因素有关。充分的 排气是减小涡流和减少铸件内卷入气体的重要条 件。
而与金属重度的平方根成反比，因而压射比压大， 充填速度高;金属重度大，充填速度就低。
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总之,我们可以看到压力和速度是相辅相成而又 相互制约的两个基本参数。为适应各种铸件对压 铸工艺不同的要求，压铸压力和压铸速度都应做 到无级调整。一般情况是压铸压力高时，铸件质 量较好。为使压力更好地完成“充填”、“成形” 和“压实”任务，在制定压铸工艺时必须充分考 虑各个因素之间的影响。
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二、全壁厚充填理论
勃兰特（Brandt）1937年提出了另一 种充填理论,他用铝合金压入一个矩形截 面的铸型中，为了验明液体金属在型腔 内的充填情况，在型腔内布置了一些触 点并将它们与仪器和记录装置联起来。 根据试验结果认为:液体金属压入型腔后， 随即扩展至型壁（见图2-3），然后沿着 整个型腔截面向前流动，直至型腔全部 被液体金属充满为止。这种充填理论还 认为，无论内浇道截面积与型腔截面积 之比值大小如何，流动形态不受影响。 由于液体金属是以“全壁厚”形态向前 推进，犹如“液态活塞”，充填时不仅 不产生涡流现象，而且型腔中的气体很 容易得到充分的排除。

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锌合金压铸工艺介绍(PPT35页)
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制作工艺解析
常用的锌合金材料：3#锌合金 要求： ① 产品上会有顶针孔凹位印。选择合适的位置放置顶针，力求达到顶出平衡，以减 少，避免产品的变形； ② 产品必须有进料及排渣位。流道一般做3~4mm的厚度，宽度6~10mm,斜度做10° 即可,进料口厚度一般在0.25mm左右 ③ 产品局部内扣位置需要制作斜顶。斜顶做5*5mm以上的厚度，保证其强度，角度 做3°~8° ④ 产品类似于其他的模具制作出来的产品，需要有拔模斜度，一般在0.5°~5°之间 （根据产品结构高度而定）。注意拔模斜度太小，影响产品出模及变形；3，但也不 能太大，否则影响装配。 ⑤ 产品允许局部最小壁厚0.3mm，平均壁厚一般在0.8mm以上，转角处尽量做 0.5mm以上的圆角（依具体结构而定）。
压铸产品的成型过程就是压铸充填 型的过程，在压力、速度、温度和时 间的条件下，压铸液体材料高速填充 模具型腔，这个过程中，这些条件相 互制约，又相互联系。必须取得平衡 才能取得完美的铸件。
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没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
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压铸工艺优势
1).压铸件尺寸精度高，表面粗糙度低； 2).铸件强度和表面硬度高； 3).应用范围广，灯具散热器，汽车配件，家具卫浴五金，电
子电器配件，饰品配件，建筑材料，餐具，玩具，运动器材 ，礼品，机械五金配件等等； 4).生产率高，可实现自动化生产； 5).金属利用率高
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后加工工艺及设备
牙孔加工
结构件是基本都需要牙 孔加工，根据不同规 格的牙孔先择不同的 钻头及丝攻。
设备： CNC钻攻中心 多轴钻孔机 多轴攻牙机
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后加工工艺及设备
车床加工
车床加工主要 是加工内圆或 外圆时使用。
设备： 自动车床 数控车床
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后加工工艺及设备
CNC加工
由于压铸模具及工艺制程 的限制，有一些结构压 铸将无法实现，此时就 需要机加工。
徐沛杨东莞市勤鹏精密五金有限公司压铸压力铸造简称压铸是一种将熔融合金液在高压的作用下高速充填钢制模具的型腔并使合金液在压力下凝固而形成铸件的铸造方法
压铸及后加工工艺介绍
编制：徐沛杨
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压铸
压力铸造简称压铸，是一种将熔融 合金液在高压的作用下高速充填 钢制模具的型腔，并使合金液在 压力下凝固而形成铸件的铸造方 法。压铸区别于其它铸造方法的 主要特点是高压和高速。
设备： CNC加工中心
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后加工工艺及设备
热整形加工
在压铸，冲压，机加工，表 面处理等各制程中，尤其是 薄壁件，都会产生形变，所 以需要热整形加工来纠正。
设备： 热整形专用机
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表面处理工艺
出于表面装饰与防腐蚀的需要，压铸件一般都需要进行表面处 理，下面简单介绍一下各类工艺：

即压射力与压室截面积之比。 p=Fy/A
压射比压的作用和影响 对压铸件力学性能的影响：压射比压大，合金结晶细，细晶层增厚。
由于填充特性改善，压射比压大，压铸件表面质量提高，气孔缺陷减轻 ，从而抗拉强度提高，但伸长率降低。
对填充条件的影响：金属液在高的压射比压作用下填充型腔，填充动 能增大，流动性改善，有利于克服浇注系统和充填薄壁压铸件型腔的阻 力，提高质量。
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Introduction
第一篇：压铸原理及常用压铸合金
⑵ 压铸速度 压铸速度：压射速度和充填速度。 a.压射速度 压室内压射冲头推动金属液的移动速度称为压射速度。一般有二级和 三级两种。压射速度由压铸机的特性所决定。一般在0.1-7m/s。 作用：使压室内空气有充分的时间溢出，并防止金属液从浇口中溅出 （第一阶段）； 在较短的时间里充填满模具型腔（第二阶段）。
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④ 压铸铜合金
⑴ 主要特性 ☆ 铜合金的力学性能高，其绝对值均超过锌、铝和镁合金 ； ☆ 铜合金的导电性能好，并具有抗磁性能，常用来制造不允许受磁场干 扰的仪器上的零件； ☆ 铜合金具有小的摩擦系数，线膨胀系数也较小，而耐磨性、疲劳极限 和导热性都很高； ☆ 铜合金密度大、价格高、其熔点高； ☆ 压铸铜合金多采用质量分数为35%～40%的锌（Zn）黄铜，它们的结 晶间隙小，流动性、成形性良好；
（5） 注意问题 ☆ 在压铸件结构设计时，采用加强肋提高强度；铸件的壁厚变化应较平 缓过渡，不应急剧变化，更应避免尖角，主要是由于镁合金压铸件易产生缩 松和热裂。 ☆镁合金零件在装配中应避免与铝合金、铜合金、含镍钢等零件直接接 触而导致电化学腐蚀，主要是由于镁的电极电位低。 ☆在熔炼时应采取阻燃措施。方法一：加入微量铍（0.003%）阻燃。铍 以Al-5%Be中间合金方式加入，考虑到烧损，加入量一般为所需量的3倍。 但不能加入过多，易产生过多的渣。方法二：采用气体保护熔炼。SF6、 CO2、SO2、N2。

持压速度
在增压阶段结束后，保持一定的压力和时间，以 促进金属液的补缩和凝固。
温度参数
模具温度
保持模具温度的恒定，对压铸件的质量和生产效率有重要影响。
金属液温度
合适的金属液温度可以提高填充效果、减少气孔和缩孔等缺陷。
熔炉温度
熔炉温度直接影响金属液的温度和流动性，需根据不同合金材料 进行合理设置。
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铸造圆角与过渡区设计
铸造圆角
在压铸件转角处应设置圆角，以减小应力集中，防止裂纹的 产生。铸造圆角的大小应根据压铸件的具体要求和工艺条件 确定。
过渡区设计
在压铸件不同部分之间应设置过渡区，以减小应力集中，提 高压铸件的整体强度和刚度。过渡区的形状和大小应根据压 铸件的具体要求和工艺条件确定。
浇注系统设计
寿命。
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压铸模具设计
分型面的选择
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分型面选择原则
分型面的选择应有利于模 具加工、铸造排渣、方便 起模、保证铸件精度和减 少模具损坏。
分型面的位置
分型面通常位于铸件的最 大截面处，以保证铸件的 顺利脱模。
分型面的形状
分型面的形状应根据铸件 的结构和尺寸来确定，一 般采用平面或斜面。
成型零件设计
铝合金
高强度，耐腐蚀
铝合金是一种以铝为主要成分的压铸合金，具有高强度、良好的耐腐蚀性和优良的导电性等特点。在航空、汽车、电子产品 等领域有广泛应用。
镁合金
轻量化，高强度
镁合金是一种以镁为主要成分的压铸合金，具有轻量化和高强度的特点。镁合金的密度低，但强度和 刚度较高，因此被广泛应用于航空、汽车和电子产品等领域。
浇口设计
浇口是连接浇注系统和模具的部分，其设计应确保金属液能够顺利流入模具型腔，同时 避免浇口处产生缩孔、气孔等缺陷。浇口的大小和位置应根据压铸件的大小、形状和工

特点
提高铸件致密度和力学性能；减少气 孔、缩孔等缺陷；改善铸件表面质量 。
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其他特殊压铸法
挤压铸造法
结合压铸和挤压工艺，使金属 液在高压下凝固成型，提高铸
件致密度和力学性能。
半固态压铸法
利用半固态金属浆料的触变性 和流变性进行压铸成型，适用 于复杂形状和高性能要求的铸 件生产。
充氧压铸法
在压铸过程中向型腔内充入氧 气，利用氧气与金属液的化学 反应提高铸件性能和质量。
案例分析
结合具体案例，分析缺陷产生的原因，提出相应的预防措施和补救手 段。
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压铸工艺应用实例分析
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汽车零部件生产中的应用
铝合金压铸件
用于制造汽车发动机缸体、缸盖、曲轴箱等关键部件，具有重量 轻、强度高、耐腐蚀等优点。
镁合金压铸件
用于制造汽车座椅骨架、方向盘骨架等，具有比铝合金更轻的重量 和更好的减震性能。
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热室压铸法
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原理
将熔融金属在压力作用下 直接注入金属型腔中，快 速冷却凝固成型。
特点
生产效率高，适用于大批 量生产；金属液在封闭系 统内循环，氧化夹杂物少 ，质量稳定。
应用
主要用于锌、铝、镁等合 金的压铸生产。
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冷室压铸法
原理
将定量熔融金属浇入压室 内，然后冲头压入金属液 ，将金属液压入型腔中并 凝固成型。
通过3D打印等技术快速制 造模具原型，缩短开发周 期
采用高精度加工设备和工 艺，提高模具加工精度和 表面质量
应用表面喷涂、电镀等处 理技术，提高模具耐磨性 、耐腐蚀性等性能
引入物联网、大数据等智 能化技术，实现模具制造 过程自动化、信息化和智 能化

注意事項(分型面選擇的原則)﹕
(1) 分型後壓鑄件能從模具型腔內取出來 (2) 開模後壓鑄件應留在動模上 (3) 分型面選擇應保証壓鑄件的尺寸精度
和表面質量(產品的要求) (4) 有利於澆注系統和排氣系統的布置 (5) 應便於模具加工,模具加工工藝的
可行性,可靠性及方便性
壓鑄模設計
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壓鑄模設計
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Macherchen
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壓鑄模設計
二. 壓鑄模的結構組成
二). 壓鑄模結構根據作用分類
（一）成型零件
型腔：外表面 型芯：內表面
（二）澆注系統
直澆道（澆口套） 模澆道（鑲塊） 內澆口 余料
（三）導準零件: 導柱;導套
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二. 壓鑄模的結構組成
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壓鑄模零部件設計
二.成型零部件的結構設計與尺寸計算
（一）熱交變應力 除承受金屬液的高速沖刷
外,還吸收金屬凝固過程中 的熱量,產生熱量交換,表 面高溫膨脹,其它相對較小 激冷產生拉應力， 交變應 力增強,超過疲勞極限,產生 塑性變形,在晶界處產生裂紋.
熱膨脹
壓應力
拉應力
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壓鑄模零部件設計
（三）成型零部件工作尺寸計算
1. 定義:成型零部件中直接決定壓鑄件幾何形狀的尺寸稱為工作尺寸．
分為：型腔尺寸，型芯尺寸，中心距尺寸．
徑向尺寸
型腔尺寸
包容尺寸，磨損變大
深度尺寸
徑向尺寸 型芯尺寸
高度尺寸
被包容尺寸，磨損變小
壓鑄模設計
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Macherchen