挤压铸造工艺原理特点分类
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压力铸造分类压力铸造是一种常见的铸造工艺,根据不同的压力源,可以将其分为普通压铸和低压铸造。
下面将对两种压力铸造进行详细介绍。
普通压铸是一种铸造工艺,它利用高压将熔化的金属通过模具中的喷口注入模腔中,然后在模具中冷却凝固。
这种工艺适用于生产中小型铸件,如汽车发动机罩、传动箱等。
普通压铸的优点是生产效率高,能够快速生产大量的铸件,且铸件质量高,表面光滑,尺寸精度高,线条流畅,不易变形。
缺点是模具成本高,需要定期维护和更换。
低压铸造是一种新兴的铸造工艺,它的原理是将金属熔化后注入模具中,在注入金属的同时,通过低压将金属推入模腔中,然后在模具中冷却凝固。
这种工艺适用于生产大型铸件,如风电叶片、船舶舵轮等。
低压铸造的优点是可生产大型铸件,且铸件质量高,表面光滑,尺寸精度高,线条流畅,不易变形。
缺点是生产效率较低,成本较高。
除了普通压铸和低压铸造外,还有其他的压力铸造工艺,如高压铸造和挤压铸造。
高压铸造是一种利用高压将金属熔化后注入模具中的铸造工艺。
它适用于生产高强度、高精度的铸件,如航空发动机叶轮、火箭发动机涡轮等。
高压铸造的优点是能够生产高强度、高精度的铸件,缺点是成本高、生产效率低。
挤压铸造是一种利用挤压力将金属压入模腔中的铸造工艺,它适用于生产大尺寸、复杂形状的铸件。
挤压铸造的优点是能够生产大尺寸、复杂形状的铸件,缺点是模具成本高。
总的来说,压力铸造是一种高效、高质量的铸造工艺,适用于生产各种尺寸、形状的金属铸件。
不同的压力源对应不同的压力铸造工艺,每种工艺都有其适用范围和优缺点。
在选择铸造工艺时,需要根据铸件的尺寸、形状和材料等因素综合考虑,选择最适合的铸造工艺。
各种典型铸造技术的原理和方法根据铸型特点分类,有一次型铸造(砂型铸造、熔模铸造、石膏型铸造、实型铸造等)、半永久型铸造(陶瓷型铸造、石墨型铸造等)、永久型铸造(金属型铸造、压力铸造、挤压铸造、离心铸造等);根据浇注时金属液的驱动力及压力状态分类,有重力作用下的铸造和外力作用下的铸造。
金属液在重力驱动下完成浇注称自由浇注或常压浇注。
金属液在外力作用下实现充填和补缩,如压力铸造、挤压铸造、离心铸造和反重力铸造等。
本章介绍的铸造技术有:属于重力充型的有砂型铸造、金属型铸造和熔模铸造;属于外力充型的有压力铸造、离心铸造和挤压铸造;属于反重力铸造的有低压铸造和差压铸造/真空吸铸等。
铸造业中砂型铸造约占80%。
型砂中粘土砂、水玻璃砂和树脂砂等又占了90%的份额。
三种型砂间的比例视各国具体情况而异,平均来看,大致为5:3:2。
以型砂铸造与其它铸造方法相比,其缺点是:劳动条件较差,铸件外观质量欠佳;铸型只能使用一次,生产率低。
优点是:不受零件形状、大小、复杂程度及合金种类的限制;造型材料来源广,生产准备周期短,成本低。
因此,砂型铸造是铸造生产中应用最广泛的一种方法,世界各国用砂型铸造生产的铸件占总产量的80%~90%。
本章的重点在砂型铸造。
而铸造用砂型的种类及制造是重中之重。
第1节砂型铸造一、铸造用砂型的种类及制造(一)概述1.砂型铸造的特征及工艺流程配制型砂—造型—合型—浇注—冷却—落砂—清理—检查—热处理—检验—获得铸件特征:使用型砂构成铸型并进行浇注的方法,通常指在重力作用下的砂型铸造过程。
名词:型砂——将原砂或再生砂+粘结剂+其它附加物等所混制成的混合物;铸型——形成铸件外观轮廓的用型砂制成的空腔称为铸型;砂芯——形成铸件内腔的用芯砂制成的实体(用于制做砂芯的型砂称为芯砂);造型——制造砂型的工艺过程;制芯——制造砂芯的工艺过程。
造型(芯)方法按机械化程度可分为手工造型(芯)和机器造型(芯)两大类。
选择合适的造型(芯)方法和正确的造型(芯)工艺操作,对提高铸件质量、降低成本、提高生产率有极重要的意义。
挤压铸造原理及缺陷分析上海大学 唐多光3 张金龙昆山易通汽配厂 徐张翼沈友良 程黔国摘 要 论述了以低速、大流量、平稳充填铸型并在瞬间及时增压是挤压铸造的基本原理。
分析了实际铸造比压偏小以及不能瞬间及时增压是造成摩托车车轮挤压铸件表面起泡和冷隔的主要原因。
为防止挤压铸造铸件缩裂、缩孔产生和提高铸造比压,推荐一种合理料缸(压室)设计。
关键词:挤压铸造 增压 表面气泡 冷隔 缩裂纹中图分类号:TG249.2 文献标识码:A 文章编号:1001-2449(2003)01-0043-031 前言随着轿车工业飞速发展,轿车轻量化是轿车制造厂商首选目标之一。
全世界轿车铝合金用量到2005年可望达到112kg/辆水平。
而决定这一指标的关键是铝合金零件品质。
铝合金压铸件占轿车铝合金零件60%以上[1,2]。
然而常规铝合金压铸由于射速太快(30~60m/s),铝合金压铸件内含有许多气泡,铸件不能承受热处理,力学性能不能提高,铸件也不能深度加工(加工量限1mm内),压铸件承受压力和气密性要求也十分困难。
因此常规压铸要承担制造高品质、高强度、高气密性轿车零件任务遇到极大困难。
近年来发展一种以低速、大流量平稳充型、瞬时增压的挤压铸造技术,弥补了压铸缺陷并迅速被推广应用。
但由于缺乏正确理论引导,许多厂家一哄而上,在遇到困难后又纷纷下马。
摩托车车轮行业,1992年后挤压铸造车轮一度占有市场40%以上,现在已萎缩到不足10%,而且都是低档产品。
笔者根据挤压铸造基本原理,分析了缺陷产生原因并提出了对策。
2 挤压铸造原理挤压铸造是将合金以较低速度和较大流量平稳地挤入铸型后,瞬时增压,使合金精确复制铸型并在高压下凝固的一种铸造技术[3]。
2.1 挤压铸造基本特点(1)挤压铸造设备必须能够提供低速(0.5~3m/s),大流量(1~5kg/s)填充铸型能力,以便使金属液较平稳地填充铸型和将型内气体驱出铸型,而且要求在铸型被充满后瞬间(50~150ms内)将铸型内铸造比压提升到60~100MPa,使合金在高压下成型和凝固。
挤压铸造1. 引言挤压铸造是一种常用的金属加工工艺,通过将熔融金属注入金属模具中,利用模具中的压力将金属材料挤压成所需的形状和尺寸。
本文将介绍挤压铸造的原理、工艺步骤以及应用领域。
2. 挤压铸造原理挤压铸造基于材料的可塑性和流动性,在一定的温度下将金属材料熔化,然后通过压力将熔融金属注入金属模具中。
在注入过程中,金属材料受到模具内的压力作用,使其流动,进而填充模具的空腔,最终形成所需的形状。
3. 挤压铸造工艺步骤3.1 材料准备材料准备是挤压铸造的第一步,包括选择合适的金属材料和准备模具。
金属材料的选择应根据所需的机械性能、化学性质和使用环境等进行合理选取。
模具的准备包括设计、制造和调试,确保模具能够满足产品的要求。
3.2 加热与熔化将金属材料放入熔炉中进行加热,直到达到熔点,使其变为熔融状态。
在加热过程中,需要注意控制加热温度和时间,避免金属材料的过热或烧损。
3.3 挤压铸造将熔融金属通过挤压机的压力注入预热好的金属模具中。
在注入的过程中,可以通过控制挤压机的压力和速度来控制金属材料的流动性和填充性能。
在注入后,保持一定时间以保证金属材料充分冷却和凝固。
3.4 冷却与脱模经过一定时间的冷却后,金属材料逐渐凝固,然后可以进行脱模。
脱模可以通过拆卸模具或者采用其他合适的方法进行。
3.5 后处理在脱模后,需要对挤压铸造件进行后处理,包括切割、修整、清洁和检测等步骤。
通过后处理可以使挤压铸造件达到所需的尺寸、表面光洁度和质量要求。
4. 挤压铸造的应用领域挤压铸造广泛应用于各个行业,特别是在汽车、航空航天、电子和家电等领域。
以下是挤压铸造的一些常见应用: - 汽车行业:引擎零部件、车身结构件、车轮等。
- 航空航天行业:飞机结构件、发动机零部件等。
- 电子行业:散热器、电子外壳等。
- 家电行业:厨具、灯具等。
5. 结论挤压铸造是一种重要的金属加工工艺,具有高效、精密、经济的特点。
通过合理的工艺控制和材料选择,可以获得高质量的挤压铸造件。
挤压铸造原理及缺陷分析挤压铸造是一种将熔融金属挤压入模具中制造零件的方法。
其原理是通过一个称为挤压器的设备,在高温下应用高压将熔融金属挤压入永久性金属模具中,形成所需形状的零件。
这种工艺是高效率、高精度和高可靠性的制造方法之一。
挤压铸造的过程是将熔化的金属通过压力挤压入设计好的金属模具中。
在挤压过程中,金属将受到高度的压缩力,以使其具有所需的形状和结构。
这种挤压过程需要高度的技巧和专业知识,以确保零件的质量可靠。
挤压铸造的优点包括高精度、高品质、高效率、低成本、短周期、较少的加工量和高重复性。
另外,挤压铸造可用于制造一些常规铸造方法无法制造的零件。
挤压铸造过程中存在的缺陷包括:1. 内部气孔:在挤压过程中,熔化的金属流动性良好,但可能会导致在制造过程中产生气泡。
这些气泡会影响零件的质量和强度,甚至可能导致零件崩溃。
2. 金属受力不均:在挤压过程中,金属受到的压力和力量可能不均匀分布,这可能导致零件的某些区域强度低下。
3. 熔化的金属会受到冷却:在挤压过程中,金属会受到自然冷却。
这可能会降低材料的可加工性,并影响零件的准确度和质量。
4. 模具磨损:在整个挤压过程中,模具接触熔化的金属多次,并经受高压挤压力作用。
这可能导致模具表面磨损、裂纹或其它缺陷,进而影响零件质量。
5. 长时间的实验和制造周期:挤压铸造通常需要花费较长的时间来制造。
这可能导致生产周期较长,并且对公司的成本和效率产生不利影响。
总之,虽然挤压铸造具有创新性、可靠性和高效性等优点,但同时也存在一些缺陷,需要在制造过程中得到控制和解决。
一种汽车悬置支架挤压铸造工艺技术汽车悬置支架挤压铸造工艺技术是一种常见于汽车制造业的生产工艺,它通过将熔化的金属材料注入模具中,然后施加压力使其充分填充模具腔体,最终得到所需形状的零件。
本文将详细介绍汽车悬置支架挤压铸造工艺技术的原理、过程和优势。
一、工艺原理汽车悬置支架挤压铸造工艺技术是一种将熔化的金属材料通过机械力作用,使其在模具腔体中充分填充并形成所需形状的工艺。
其主要原理是利用压力将金属材料推动至模具腔体内,同时通过模具的几何形状使金属材料在充填过程中发生塑性变形,最终形成所需的汽车悬置支架。
二、工艺过程汽车悬置支架挤压铸造工艺技术的过程主要可以分为以下几个步骤:1. 材料准备:选择适合的金属材料,并按照一定的比例将其熔化。
通常使用的金属材料有铝合金、镁合金等。
2. 模具设计与制造:根据悬置支架的设计要求,设计合适的模具,并制造出模具。
3. 模具预热:将制造好的模具进行预热处理,以保证在注入熔化金属材料时能够保持合适的温度,避免出现冷热断裂等问题。
4. 注入金属材料:将熔化的金属材料注入至预热好的模具中,并施加一定的压力,使其充分填充模具腔体。
5. 冷却与固化:待金属材料充填完成后,模具中的金属材料开始冷却,并逐渐固化成为所需的形状。
6. 反压与脱模:在金属材料冷却固化之后,通过一定的反压作用,将悬置支架从模具中取出。
7. 修整与加工:取出的悬置支架经过修整与加工,去除多余的材料,并进行必要的加工处理,以达到最终的要求。
三、工艺优势汽车悬置支架挤压铸造工艺技术相比于其他传统的铸造工艺具有以下优势:1. 成型精度高:挤压铸造工艺能够通过模具的设计与加工,实现对悬置支架的高精度成型,保证其尺寸和形状的准确性。
2. 生产效率高:挤压铸造工艺具有高度自动化和连续化的特点,能够实现大规模生产,并且生产效率高,有利于降低制造成本。
3. 材料利用率高:挤压铸造工艺可以有效控制金属材料的用量,并且通过模具的设计,减少废料的产生,提高材料利用率。
轻合金高压、低压、挤压、差压、半固态等铸造工艺与装备研发生产方案一、背景随着制造业的飞速发展,轻合金材料在汽车、航空航天、电子通信等领域的应用越来越广泛。
其中,高压、低压、挤压、差压和半固态等铸造工艺在轻合金制造中扮演着关键角色。
然而,当前市场上,工艺与装备的结合尚存在诸多不足,急需升级与改进。
本方案旨在提供一种全面、先进的轻合金铸造工艺与装备研发生产方案。
二、工作原理1.高压铸造:通过高压注射器将液态轻合金注入模具,冷却后获得所需形状的铸件。
此方法适用于生产大型、结构复杂的轻合金部件。
2.低压铸造:在低压下将液态轻合金注入模具,使其缓慢冷却凝固。
此方法适用于生产中小型、对细节要求高的轻合金部件。
3.挤压铸造:将液态轻合金注入模具,通过外部压力将金属填充到模具的细微部分,冷却后获得精确形状的铸件。
此方法适用于生产需要高精度、高强度的小型轻合金部件。
4.差压铸造:利用外部气压或真空度与模具内部气压的差异,将液态轻合金吸入模具,冷却后获得铸件。
此方法适用于生产大型、结构复杂的轻合金部件,能够减少气孔等缺陷。
5.半固态铸造:将轻合金在凝固点附近进行搅拌,使其处于半固态状态,然后注入模具。
此方法适用于生产具有特殊性能要求的大型轻合金部件,如飞机起落架等。
三、实施计划步骤1.市场调研与需求分析:深入了解各行业对轻合金铸造工艺与装备的需求,为研发提供方向。
2.技术研究与开发:结合现代制造技术,对高压、低压、挤压、差压、半固态等铸造工艺与装备进行深入研究,开发具有自主知识产权的技术。
3.工艺优化与实验验证:根据市场需求和技术研究结果,对各种工艺进行优化调整,并通过实验验证其有效性。
4.装备设计与制造:根据优化后的工艺需求,设计相应的铸造装备,确保其高效、稳定和安全。
5.市场推广与应用:将研发成功的工艺与装备推向市场,提供技术支持和售后服务,确保客户能够充分利用其价值。
四、适用范围本方案适用于汽车、航空航天、电子通信等行业的轻合金铸造工厂,为其提供全面、先进的铸造工艺与装备解决方案。
挤压铸造原理及缺陷分析挤压铸造技术与传统金属型重力铸造相比区别较大,对于某些铸件的生产有独特优势,然而实际生产中出现的一些铸造缺陷,成因也不同于传统铸造,本文试图从原理和生产实际出发,分析挤压铸造的原理和流程参数,及其铸造常见缺陷,利用技术上的经验和实践提出改进方法,已达到推进该项铸造技术的推广,减少损失。
挤压铸造原理及特点1.1.基本原理挤压铸造又可称为液态模锻,是将金属或合金升温至熔融态,不加处理注入到敞口模具中,立即闭合模具,让液态金属充分流动以充填模具,初步到达制件外部形状,随后施以高压,使温度下降已凝固的外部金属产生塑性变形,而内部的未凝固金属承受等静压,同步发生高压凝固,最后获得制件或毛坯的方法。
由于高压凝固和塑性变形同时存在,制件无缩孔、缩松等缺陷,组织细密,力学性能高于铸造方法,接近或相当锻造方法;无需冒口补缩和最后清理,因而液态金属或合金利用率高,工序简化,为一具有潜在应用前景的新型金属加工工艺。
1.2.挤压铸造的特点挤压铸造的工艺对铸造设备有特殊的要求,并且目前只对部分铸件有较好的效果。
首先,挤压铸造设备,需要提供低速但流量较大的液态金属填充能力,速度约为0.5~3m/s,流量可达1~5kg/s,这样熔融态金属才能平稳地将铸型内气体排出,并填充铸型,随后铸型填满的瞬间(50ms~150ms),应能将铸型内铸造比压提升到60~100MPa,这样合金便能在高压下凝固成型。
由于前述的低速大流量,且挤压铸造内浇道有冒口补缩的作用,内浇道口径较大,且位于铸件最肥厚的部位。
由于上述特点,挤压铸造适合厚壁铸件(10~50mm),但铸件尺寸不宜太大(小于200mm)。
与压铸相同,挤压铸造只可使用脱模剂,不适用保温涂料,故而金属凝固速度极快,达到300~400摄氏度/s,与金属型重力铸造冷却速度相比,达到了其3~5倍,伸长率高于其他铸造方法约2~3倍。
挤压铸造的生产工艺流程以直径190系列的铝活塞为例,介绍挤压铸造的工艺流程,挤压铸造借鉴于压力铸造和模锻工艺,其大体工艺流程为把液态金属直接浇入金属模内。
第9章挤压铸造概述
挤压铸造,简称挤铸,也称“液态模锻”或“液锻”。
其原理是对进入挤
压铸型型腔内的液态(或半固态)金属施加较高的机械压力,使其成形和凝固,从而获得铸件或铸锭的一种工艺方法。
此工艺是一种介于模锻与压铸之间,实施铸锻结合的工艺。
其与模锻不同,置于模具(铸型)中的不是固态坯料,而是液态(或半固态)金属;与普通压铸不同,其液态金属是自下而上缓慢、平稳充型的,并保持在高压力下凝固。
从工艺方法方面,挤压铸造主要分两大类:①直接挤压铸造,简称直接挤铸,包括直接冲头挤铸、柱塞挤铸等,即液态金属在压力推动下充填由冲头
与凹型组成的型腔中,且挤压冲头直接挤压在铸件上(见图9-1)。
②间接挤压铸造,简称间接挤铸,包括上压式和下顶式间接挤铸等,即液态金属在压力推动下,充填已闭合锁型的型腔中,挤压压冲头通过内浇道将压力传递到铸件
上(见图9-2)。
图9-1典型直接挤压铸造工艺程序示意图
a)铸型准备b)浇注
c)合挤压压d)开型,取出铸件
按挤压铸型的分(合)型方向的不同,挤压铸造也可分为立式挤铸(水平分型,如图9-1所示)和卧式挤铸(垂直分型,如图9-2所示)两大类。
但不
论是何种类型,为创造良好的排气条件,挤压冲头对液态金属的挤压力,大都是垂直方向(由上向下或自下而上)施加
的。
图9- 2典型间接挤压铸造
(下顶式)工艺程序示意图a)铸型准备后浇注 b)合型,挤压料筒摆正
e)挤压头和挤压料筒上升 d)挤压头上升挤压
挤压铸造的工艺过程一般分为下
列步骤(见图9-1,图9-2)。
(1)铸型准备包括对铸型、挤压料简及挤压冲头的清理和喷涂,并将其回复到准备位置上。
(2)浇注将液态(或半固态)金属注入凹型或料筒中。
(3)合型合型并锁型,将料筒、冲头进入待挤压位置。
(4)挤压用挤压冲头将液态(半固态)金属推人型腔,并继续保压直至其完全凝固。
(5)开型推出铸件。
挤压铸造一般在专用挤压铸造机(简称挤铸机)上进行。
但国内外也不少是选普通液压机代用,后者设备投资少,也可行,但生产效率低并会影响产品质量。
1)铸件组织致密,有利于防止气孔、缩松、裂纹产生;显微组织可细化;可进行固溶热处理;力学性能高于其他普通铸件,对直接挤压铸造件(简称直接挤铸件),可接近同种合金锻件水平。
2)铸件有较高的尺寸精度(铝合金和镁合金铸件可达GBT 6414-1999的CT5),较低的表面粗糙度值(铝铸件可达Ra=)。
3)工艺适应性较强,适用于生产多种铸造合金和部分变形合金件。
4)工艺出品率高。
5)便于实现机械化、自动化生产。
6)此工艺一般适合生产形状不很
本工艺已广泛用于生产各种铝合
金,镁合金,锌合金,铜合金,及其金
属基复合材料的挤铸件。
国内外应用情
况见表9-1。