简述压力铸造技术样本
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压力铸造的工艺过程嘿,咱今儿就来唠唠压力铸造这档子事儿!你说压力铸造啊,就好比是一场精彩的魔术表演!金属液就像是那神奇的道具,在压力的作用下,乖乖地变成我们想要的形状。
想象一下,把金属液倒入一个模具里,就像给它穿上了一件量身定制的衣服。
然后呢,施加压力,就好像给它来了个紧紧的拥抱,让它老老实实地按照模具的样子成型。
这过程可不简单呐!首先得有个好模具,这模具就像是个模子,得精精细细的,不能有一点儿马虎。
要是模具不行,那出来的东西可就走样啦!就像你想做个漂亮的花瓶,结果模具歪歪扭扭的,那能成吗?然后呢,就是控制压力啦!这压力可太重要了,就跟咱做饭火候似的,大了不行,小了也不行。
压力太大,可能把模具都给弄坏咯;压力太小,那金属液不听话呀,不好好成型。
在这过程中,还得注意温度啥的。
温度太高,金属液太稀啦,不好控制;温度太低,它又凝固得太快,也不行。
这就跟咱和面似的,水多了稀,面多了硬,得恰到好处才行。
压力铸造出来的东西,那质量可没得说!表面光滑得很,就像刚剥了壳的鸡蛋。
而且强度也高,不容易坏。
你看那些汽车零件、手机壳啥的,好多都是压力铸造出来的呢!你说这压力铸造神奇不神奇?咱普通人平时可能不太注意这些东西是咋来的,可这背后的工艺那可是相当复杂嘞!咱再说说这压力铸造的好处吧。
它能大批量生产,效率高得很呐!一下子就能做出好多一样的东西,这要是靠手工,那得做到啥时候去呀!而且它精度高,做出来的东西尺寸都很准,误差小。
这就好比是个神枪手,指哪打哪,厉害吧!哎呀,说了这么多,压力铸造这工艺可真是了不起呀!它让我们的生活变得更美好,那些精美的金属制品,可都有它的功劳呢!咱得好好感谢那些搞压力铸造的师傅们,是他们的巧手和智慧,让这神奇的工艺得以实现。
所以啊,压力铸造可不是一般的工艺,它就像是一个隐藏在幕后的英雄,默默地为我们的生活贡献着力量。
咱可得好好珍惜这些通过压力铸造出来的好东西呀!。
压力铸造工艺概述总结第1篇压铸分为以下四个过程:a、合模b、压射c、开模d、推出及复位其中最关键的是压射过程:从压射冲头开始移动到型腔充满保压(热室压铸机),或者至增压结束(冷室压铸机)为止压力、速度是压射过程中两个重要工艺参数,记录压射过程中压力和速度的动态特性曲线称为压射过程曲线压射过程中,随着压射冲头的位移,速度和压力都是按设定的模式变化液态金属在压室与型腔中的运动可分解成四个阶段,目前使用的大中型压铸机为四级压射,中小型压铸机多为三级压射(将第二、第三阶段合为一个阶段),而热室压铸主要以两个阶段压射为主(一速升液和二速填充)第一阶段 τ_1 :从压射冲头起始位置至越过浇料口位置特征:低压低速、运动平稳,防止金属液从浇料口溢出,有利于气体排出第二阶段 τ_2 :从越过浇料口位置到金属液充满至内浇口处特征:压力增大,压射冲头速度加快,越过浇料口位置后,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,该阶段应防止卷气,尽量避免金属液提前进入型腔第三阶段 τ_3 :从金属液充满内浇口处至型腔完成充满特征:压射压力再次升高,压射速度略有下降,充型速度最快,由于内浇口处截面积大幅度缩小,流动阻力剧增,压射速度略有下降,但此时充型速度最快第四阶段 τ_4 :充型结束特征:压射冲头停止运动,压力剧增,达到全过程的最高值,充满型腔后,增压压力对凝固中的金属液进行压室,压射冲头可能稍有前移,金属液凝固后,增压压力撤除,压射过程结束压铸时,影响金属液充填成型的因素很多,主要有压力、速度、温度、时间等参数压射力:压铸机压射缸内工作液作用于压射冲头,使其推动金属液充填模具型腔的力,称为压射力压射力 F_y=P_g×(πD^2)/4Pg-压射缸内的工作压力,Pa D-压射缸直径,m比压:压室内压铸合金液单位面积上所受的力,即压铸机的压射力与压射冲头截面积之比,充填时的比压称为压射比压,有增压机构时,增压后的比压称为增压比压,它决定了压铸件最终所受压力和这时所形成的胀模力的大小压射比压 P_b=(4F_y)/(πd^2 )胀模力:压铸过程中,金属液充填型腔时,给型腔壁和分型面的压力称为胀模力,压铸过程中,最后阶段的增压比压通过金属液传给压铸模,此时的胀模力最大,为了防止压铸模被胀开,锁模力要大于胀模力在合模方向上的合力胀模力 F_z=P_b×AA-压铸件、浇口、排溢系统在分型面上的投影面积之和选择合适的比压可以改善压铸件的力学性能铸件在较高的比压下凝固,其内部微小孔隙或气泡被压缩,内部组织的致密度和强度较高,但随着比压过高,铸件的塑性指标下降,强度也会下降,力学性能下降较高的压射比压可以提高金属液的充模能力,防止铸件产生冷隔或充填不足的缺陷,轮廓较为清晰,但比压过大,会加剧金属液对型腔的冲击,加速模具的磨损,一般在保证压铸件成形和使用要求的前提下,选用较低的比压速度有压射速度和内浇口速度两种形式压射速度(冲头速度):压射冲头推动金属液的移动速度,也就是压射冲头的速度内浇口速度(充型速度):金属液通过内浇口处的线速度称为内浇口速度内浇口速度 v_n=\frac{πd^2}{4A_n} v_y=η \sqrt{\frac{2P_b}{ρ}}v_n -内浇口速度(m/s)v_y -压射速度(m/s)d-压射冲头(或压室)直径(m)A_n -内浇口截面积( m^2 )η-阻力系数,一般取ρ -合金的液态密度(kg/ m^3 )压射力大,内浇口速度高;合金液密度大,内浇口截面积大,内浇口速度低,在压铸过程中,通过调整压射速度,改变压射冲头直径、比压及内浇口截面积等,都可以直接或间接调整内浇口速度压铸的温度主要指合金浇注温度和压铸模的温度合金浇注温度指的是从压室进入型腔时压铸合金液的平均温度,经验证明,在压力较高的情况下,应尽可能降低浇注温度,最好在压铸合金液呈粘稠“粥状”时压铸,这样可以减少型腔表面温度的波动和压铸合金液对型腔的冲蚀,但对含硅量高的铝合金,则不宜使压铸合金液呈“粥状”时压铸,否则硅将大量析出,以游离状态存在于铸件内部,使加工性能变坏。
压力铸造工艺一、压铸及特点1. 压铸定义及特点压力铸造(简称压铸)是在压铸机的压室内,浇入液态或半液态的金属或合金,使它在高压和高速下充填型腔,并且在高压下成型和结晶而获得铸件的一种铸造方法。
由于金属液受到很高比压的作用,因而流速很高,充型时间极短。
高压力和高速度是压铸时液体金属充填成型过程的两大特点,也是压铸与其他铸造方法最根本区别之所在。
比如压射比压在几兆帕至几十兆帕范围内,甚至高达500MPa;充填速度为0.5—120m/s,充型时间很短,一般为0.01-0.2s,最短只有干分之几秒。
2. 压铸的优缺点优点:1) 产品质量好。
由于压铸型导热快,金属冷却迅速,同时在压力下结晶,铸件具有细的晶粒组织,表面坚实,提高了铸件的强度和硬度,此外铸件尺寸稳定,互换性好,可生产出薄壁复杂零件;2) 生产率高,压铸模使用次数多;3) 经济效益良好。
压铸件的加工余量小,一般只需精加工和铰孔便可使用,从而节省了大量的原材料、加工设备及工时。
缺点:1) 压铸型结构复杂,制造费用高,准备周期长,所以,只适用于定型产品的大量生产;2) 压铸速度高,型腔中的气体很难完全排出,加之金属型在型中凝固快,实际上不可能补缩,致使铸件容易产生细小的气孔和缩松,铸件壁越厚,这种缺陷越严重,因此,压铸一般只适合于壁厚在6mm以下的铸件;3) 压铸件的塑性低,不宜在冲击载荷及有震动的情况下工作;4) 另外,高熔点合金压铸时,铸型寿命低,影响压铸生产的扩大应用。
综上所述,压力铸造适用于有色合金,小型、薄壁、复杂铸件的生产,考虑到压铸其它技术上的优点,铸件需要量为2000-3000件时,即可考虑采用压铸。
3.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、少无切削的金属成型精密铸造方法,是一种“好、快、省”高经济双效益的铸造方法。
压铸零件的形状大体可以分为六类:1)圆盘类——号盘座等;2)圆盖类——表盖、机盖、底盘等;3)圆环类——接插件、轴承保持器、方向盘等;4)筒体类——凸缘外套、导管、壳体形状的罩壳盖、上盖、仪表盖、探控仪表罩、照像机壳与化油器等;5)多孔缸体、壳体类——汽缸体、汽缸盖及油泵体等多腔的结构较为复杂的壳体(这类零件对机械性能和气密性均有较高的要求,材料一般为铝合金)。
简述压力锻造技术1.引言1.1压铸技术来源压铸技术最早用于泥制备青铜生活器具、钱币等,日后发展了金属型制备简朴武器,如青铜箭头。
金属型大量使用在印刷机械中浮现制备铅字后来,国外在1872年创造了世界上第一台最简朴手动小型压铸机,并于19制造出了冷室压铸机,1927年创造了立式冷室压铸机。
1.2 国内压铸技术发展国内压铸件工业化生产开始于20世纪50年代,那时靠仿制原捷克斯洛伐克和前苏联生产500KN和1000KN卧式冷室压铸机和进口她们立式压铸机和卧式冷室压铸机;发展到今天国内当前压铸机厂家可生产最大280000KN卧式冷室压铸机和4000KN如下热室压铸机及3150KN如下立式冷室压铸机。
1.3近几年国际压铸技术发展⑴压铸计算机模仿技术分析压铸过程有了大理论突破。
⑵压铸机和辅助设备方面有了很大发展。
⑶压铸产品检测方面,特别是内部缺陷无损检测:如X射线、荧光、超声波探测等得到了发展。
⑷压铸模具材料和寿命发展。
⑸迅速成型设计及制造技术在压铸生产中得到应用。
⑹压铸材料发展,如镁合金及金属基复合材料。
⑺压铸新技术开发,如真空压铸、充氧压铸、局部加压压铸等2.压铸特点和应用范畴2.1 压铸工艺过程压力锻造(简称压铸)是在高压作用下将液态或半液态金属迅速压入铸型中,并在压力下凝固而获得铸件办法。
压铸所用压力普通为30~70MPa,充型速度可达5~100m/s,充型时间为0.05~0.2s。
金属压力锻造广泛用于汽车、冶金、机电、建材等行业。
当前90%镁铸件和60%铝铸件都采用压力锻导致型。
金属液在高压下以高速填充铸型,并在压力下冷却,是压铸区别于其她锻造工艺重要特性。
压力锻造重要工序可分为:合型、压射、顶出三个阶段。
压铸机重要构造简图如图2-1所示。
图2-1 压铸机重要构造简图1—拉杆;2—合模座;3—动模座;4—定模座;5—压铸模2.2压铸特点(1)长处①生产率高,压铸机没小时可压铸50~150次,甚至有可达500次;便于实现自动化或半自动化;②铸件尺寸精度高,原则公差可达IT8~11;表面粗糙度低,Ra=0.8~3.2,可直接锻造出螺纹;③由于在压力下凝固,且速度快,因而,铸件晶粒细小、表面紧实、强度和硬度高;④便于采用镶铸法(嵌铸法)。
(2)缺陷①压铸时由于液态金属填充速度高,液态不稳定,故采用普通压铸法时,铸件易产气愤孔,不能进行热解决;②对内凹复杂铸件,压铸较为困难;③高熔点合金(如铜,黑色金属),压铸型寿命较低;④不适当小批量生产,其重要因素是压铸型制导致本高,压铸机生产效率高,小批量生产不经济。
2.3 压铸应用范畴和注意点①压铸是实现少无切削加工精密锻造技术,在汽车、航空、仪表、国防等工业部门广泛用于非铁金属小型、薄壁、形状复杂件大批量生产。
②铸件壁厚均匀,以3-4mm壁厚为宜,最大壁厚应不大于8mm,以防止缩孔、缩松等缺陷。
③铸件不适当进行热解决或在高温下工作,以免铸件内气孔中气体膨胀而导致铸件变形或断裂。
④由于内部疏松,铸件塑性和韧性差,故它不适合于制造受冲击零件。
⑤铸件应尽量避免机械加工,以防内部孔洞外漏。
3.压力锻造种类依照压力机不同,压力锻造可分为冷室压铸和热室压铸两大类型。
而按压铸机压力传递方式可分为立式和卧式两种。
冷室压铸机压室与保温坩埚炉是分开,压铸时从保温坩埚中舀取金属液倒入压铸机上压室后进行压射。
而热室压铸机压室和保温坩埚连成一体。
3.1卧式冷室压铸卧式压铸机压室和压射机构处在水平位置。
其工作原理及过程如图3-1所示。
(c)压射室布满(d)压射完毕图3-1 卧式冷室压铸机工作过程整个过程经浇注,冲头迈进、压射开始,压射室布满,压射完毕等工序。
这些过程又可分为慢速压射(封孔)、一级迅速压射(填充)、二级迅速压射、增压等几种阶段。
在压铸过程中,冲头所受压力与速度变化如图3-2所示。
多级压射重要目是减少压铸过程中气体卷入,提高压铸件致密性和质量。
由3-2图可以看出在第Ⅰ阶段速度较慢,这个阶段重要是封孔阶段,除了封住浇注孔外还可以将压室里气体排出;该阶段压力重要是抵抗压射冲头和压实尚有压射冲头和活塞之间摩擦力。
第Ⅱ阶段是一级迅速压射阶段,该阶段重要是填充阶段,速度较快,由于金属液还没有进入到型腔中,因而,该阶段压射冲头压力仍较小,在这个阶段后期速度突然下降,而压力骤升,重要是由于金属液在浇注口突然变化流动方向,冲头受金属液回流导致压力升高。
第Ⅲ阶段为二级迅速压射阶段,该阶段重要是将金属液压入到型腔中,由于水锤作用,该阶段压射冲头所受压力较大。
第Ⅳ阶段为增压阶段,该阶段重要是压射正在凝固金属液,是形成铸件晶粒细小,组织致密;这时压射冲头只做小位移移动。
图3-2 压铸不同阶段压射冲头压力与运动速度变化卧式冷室压铸广泛用于铝合金压铸。
其压铸过程示意图如图3-3。
图3-3 卧室压铸机压铸过程示意图1—浇道;2—型腔;3—金属液浇入口;4—金属液;5—压射冲头;6—动模;7—定模;8—顶杆;9—铸件及涂料3.1.1 卧式压铸长处:①构造简朴,操作程序少,生产效率高,易实现自动化;②金属消耗少;③能量损失少,使用更为广泛。
3.2立式冷室压铸立式冷室压铸机压室和压射机构是处在垂直位置。
其压铸过程示意图如图3-4所示。
由3-4图可以看出,和卧式冷室压铸最大长处是立式冷室压铸多了一种返料冲头。
其工作原理为:开始阶段时,返料冲头8上升将喷嘴口6挡住,然后往压射2中加入适量金属液,其后压射冲头1慢慢向下压入,同步返料冲头8下降,这时金属液从喷嘴压入型腔7,整个压射过程结束。
待金属液凝固后压射冲头1上升,同步在液压驱动下返了冲头上升,并切断余料9,送出压室。
图3-4立式压铸机压铸过程示意图1—压射冲头;2—压室;3—金属液;4—定模;5—动模;6—喷嘴;7—型腔;8—返料冲头;9—余料3.2.1 立式压铸长处:①有余料切断、顶出功能;②空气不易随金属进入压室;③金属液进入型腔通过转折,压力消耗大。
3.3热室压铸热室压铸工作过程如图3-5所示。
当压射冲头3上升时,金属液1通过进口5进入压室4,随着压射冲头下压,液体金属沿着通道6经喷嘴7填充铸型8;冷却后压射冲头回升,多余液体金属回流至压室中,然后打开铸型取出铸件。
热室压铸机特点是生产工序简朴、生产效率高、易实现自动化,金属消耗少、工艺稳定、无氧化杂物、铸件质量好;但由于压室和冲头长时间浸泡在高温金属液中,影响使用寿命,惯用于锌合金压铸。
图3-5 热室压铸机压铸过程示意图1—金属液;2—坩埚;3—压射冲头;4—压室5—进口;6—通道;7—喷嘴;8—铸模图3-6 热室压铸机构造示意图1—金属液;2—坩埚;3—压射冲头;4—压射室;5—进口;6—通道;7—型腔;8—返料冲头3.4压铸机选取实际生产中并不是每台压铸机都能满足压铸各种产品需要,而必要依照详细状况进行选用,普通应从下述两方面进行考虑:(1)按不同品种及批量选取在组织多品种,小批量生产时,普通要选用液压系统简朴,适应性强,可以迅速进行调节压铸机,在组织少品种大量生产时,要选用配各种机械化和自动化控制机构高效率压铸机;对单一品种大量生产铸件可选用专用压铸机。
(2)按铸件构造及工艺参数选取铸件外形尺寸,重量,、壁厚等参数对选用压铸机有重要影响。
铸件重量(涉及浇注系统和溢流槽)不应超过压铸机压定额定容量,但也不能过小,以免导致压铸机功串挥霍。
普通压铸机额定容量可查阐明书。
压铸机均有一定最大和最小型距离,因此压型厚度和铸件高度要有一定限度,如果压铸型厚度或铸件高度太大就也许取不出铸件。
4压力锻造技术新发展压铸件重要缺陷是气孔和疏松,普通不能进行热解决。
为理解决此问题,当前重要有两个途径:一是改进既有设备;二是发展特殊压铸工艺,如真空压铸,充氧压铸等,下面逐个简介。
4.1 真空压铸为了减少或避免压铸过程中气体随金属液高速卷入而使得铸件产气愤孔和疏松,压铸前采用对铸型抽真空压铸最为普遍。
依照压室和型腔内真空度大小又可将真空压铸分为普通真空压铸和高真空压铸。
(1)普通真空压铸即采用机械泵抽空压铸模腔内空气,建立真空后注入金属液压铸办法该办法。
该办法是在动模座和动模座之间用一种密封真空罩连接,然后通过机械泵将整个真空罩中气体抽出。
真空罩如图4-1所示。
图4-1 真空罩安装示意图1—真空罩;2—动模座;3—动模安装板;4—定模安装板;5—压铸模;6—抽气孔;7—弹簧垫衬(2)高真空压铸高真空压铸核心是能在很短时间内获得高真空。
图4-2为吸入式高真空压铸机工作原理图,它采用真空吸入金属液至压室内,然后进行迅速压射,可获得较高压铸真空度。
图4-2 吸入式高真空压铸机工作原理图高真空压铸原理:压铸工作前,先从抽真空管将整个压室和型腔中空气抽出,这个抽真空过程速度一定要尽量快,使得坩埚中金属液和压室产生较大压力差,从而使得坩埚中金属液体沿着升液管进入压室,接着压射冲头开始向右进行压射。
4.1.1 真空压铸法长处①真空压铸法可以消除或减少压铸件内部气孔,提高压铸件机械性能和表面质量,改进镀覆性能;②真空压铸法大大减少型腔反压力,可使用较低比压及锻造性能较差合金,有也许用小机器压铸较大铸件;③可以改进填充条件,可压铸较薄铸件;4.1.2 真空压铸法缺陷①密封构造复杂,制造及安装困难;②真空压铸法若控制不当,压铸效果不明显。
4.2 充氧压铸充氧压铸是将干燥氧气充入压室和压铸模型腔内,以取代其中空气和其她气体。
充氧压铸工艺原理图如图4-3所示。
充氧压铸仅合用于铝合金。
当铝合金液体压入压室和压铸模型腔时与氧气发生化合反映,生成AL2O3,形成均匀分布AL2O3小颗粒(直径在1um如下),从而减少或消除了气孔,提高了铸件致密性。
这些小颗粒分散在铸件中,约占总质量0.1%-0.2%,不影响机械加工。
图4-3 充氧压铸工艺原理4.2.1 充氧压铸特点消除或减少了铸件内部气孔,强度提高了10%、伸长率增长了1.5-2倍,铸件可进行热解决;AL2O3有防腐蚀作用,充氧压铸件可在200-300℃环境中工作;与真空压铸相比,充氧压铸构造简朴、操作以便、投资少。
局限性: 1.必要使用润滑剂或固体粉末脱模;2.氧气置换和除去水分时间稍长;3.锻造合金中Fe和Mn含量要恰当;4.熔液和氧气完全反映下锻造条件优化比较难。
4.3 精、速、密压铸精、速、密压铸(双压射冲头)时采用一种由两个套在一起内外压射冲头。
在开始压射时,两个压射冲头同步迈进;当充填完毕,型腔达到一定压力后,限时开关启动,内压射冲头继续迈进,补充压实铸件。
这种办法基本特性是:1)内浇口较厚,普通为3~5mm;2)充填速度较低,普通为4~6m/s;3)压铸后用内压射冲头补充加压。
此时比压是3500KN~10000KN,内压射冲头行程为50~150mm。