压铸等铸造工艺

压铸压力铸造是近代金属加工工艺中发展较快的一种少无切削的特种铸造方法。

它是将熔融金属在高压高速下充填铸型，并在高压下结晶凝固形成铸件的过程。

高压高速是压力铸造的主要特征。

常用的压力为数十兆帕，填充速度（内浇口速度）约为16～80米/秒，金属液填充模具型腔的时间极短，约为0.01～0.2秒。

由于用这种方法生产产品具有生产效率高，工序简单，铸件公差等级较高，表面粗糙度好，机械强度大，可以省去大量的机械加工工序和设备，节约原材料等优点，所以现已成为我国铸造业中的一个重要组成部分。

压铸工艺是将压铸机、压铸模和合金三大要素有机地组合而加以综合运用的过程。

而压铸时金属按填充型腔的过程，是将压力、速度、温度以及时间等工艺因素得到统一的过程。

同时，这些工艺因素又相互影响，相互制约，并且相辅相成。

只有正确选择和调整这些因素，使之协调一致，才能获得预期的结果。

因此，在压铸过程中不仅要重视铸件结构的工艺性，压铸模的先进性，压铸机性能和结构优良性，压铸合金选用的适应性和熔炼工艺的规范性；更应重视压力、温度和时间等工艺参数对铸件质量的重要作用。

在压铸过程中应重视对这些参数进行有效的控制。

编辑本段压力压力的存在是压铸工艺区别其他铸造方法的主要特点.1. 压射力压射力是压铸机压射机构中推动压射活塞运动的力.它是反映压铸机功能的一个主要参数.压射力的大小,由压射缸的截面积和工作液的压力所决定.压射力的计算公式如下: P压射力=P压射油缸×鹱D2/4式中:P压射力-压射力(N-牛)P压射油缸-压射油缸内工作液的压力(Pa-帕)D-压射缸的直径(m-米)?=3.14162. 比压压室内熔融金属在单位面积上所受的压力称为比压.比压也是压射力与压室截面积的比值关系换算的结果.其计算公式如下:P比压=P压射力/F压室截面积式中:P比压-比压(Pa-帕)P压射力-压射力(N-牛)F压室截面积-压室截面积(m2-米2)即F压室截面积=餌2/4 式中D(m-米)为压室直径?=3.14163. 压力的作用(1)比压对铸件机械性能的影响比压增大,结晶细,细晶层增厚,由于填充特性改善,表面质量提高,气孔影响减轻,从而抗拉强度提高,但延伸率有所降低.(2)对填充条件的影响合金熔液在高比压作用下填充型腔,合金温度升高,流动性改善,有利于铸件质量的提高.4. 比压的选择(1)根据铸件的强度要求考虑将铸件分为有强度要求的和一般要求的两类,对于有强度要求的,应该具有良好的致密度.这是应该采用高的增压比压.(2)根据铸件壁厚考虑在一般情况下,压铸薄壁铸件时,型腔中的流动阻力较大,内浇口也采用较薄的厚度,因此具有大的阻力,故要有较大的填充比压,才能保证达到需要的内浇口速度. 对于厚壁铸件,一方面选定的内浇口速度较低,并且金属的凝固时间较长,可以采用较小的填充比压;另一方面,为了使铸件具有一定的致密度,还需要有足够的增压比压才能满足要求. 对于形状复杂的铸件,填充比压应选用高一些.此外,如合金的类别,内浇口速度的大小,压铸机合模能力的功率及模具的强度等,都应作适当考虑. 填充比压的大小,主要根据选定的内浇口速度计算得到. 至于增压比压的大小,根据合金类别,可参考下表数值选用.当型腔中排气条件良好,内浇口厚度与铸件壁厚的比值适当的情况下,可选用低的增压比压.而排气条件愈差,内浇口厚度与铸件壁厚比值愈小时,则增压比压应愈高.推荐选用增压比压范围表零件类型铝合金锌合金黄铜承受轻负荷的零件 30～40MPa 13～20MPa 30～40MPa承受较大负荷的零件 40～80MPa 20～30MPa 40～60MPa气密性面大壁薄零件 80～120MPa25～40MPa 80～100MPa编辑本段胀型力和锁模力定义压铸过程中,填充结束并转为增压阶段时,作用于正在凝固的金属上的比压(增压比压)，通过金属(铸件浇注系统,排溢系统)传递型腔壁面，此压力称为胀型力(又称反压力)。

锁模力(即合模力)是选用压铸机时首先要确定的重要参数。

计算方法当胀型力作用在分型面上时,便为分型面胀型力,而作用在型腔各个侧壁方向时,则称为侧面胀型力.胀型力可用下式表示：P胀型力=P比压×A投影面积式中：P胀型力表示胀型力(单位：N-牛)P比压表示增压比压(单位：Pa-帕)A投影面积表示承受胀型力的投影面积(单位m2-米2)通常情况下必须使锁模力大于计算得到的胀型力。

否则，在金属液压射时,模具分型面会胀开，从而产生金属飞溅，并使型腔中的压力无法建立，造成铸件尺寸公差难以保证，甚至难以成型。

锁模力一般应满足下面公式的要求：P锁模力≥ K×P胀型力式中：P锁模力-压铸机的锁模力(N-牛)K-安全系数(一般取K=1.3)P胀型力-胀型力(N-牛)编辑本段压射速度：1、通常以冲头速度和内浇口速度两种，2），压射速度慢速冲头推动金属液至内浇口0.3米/秒,3),快速内浇口填充满型腔4-9米/秒,快压射作用的影响,提高压射速度,功能转为热能,流动性好,有利于消除流痕,冷隔等缺陷,提高机械性能和珍面质量,压射速度的选项择和考虑因素:1) 具导热和比热性,凝固温度范围。

2）模具温度低速度可低，反之速度可高。

3）复杂的铸件采用高压射速度。

内浇口速度15-70米/秒，（金属液）4、冲头压射速度与内浇口速度的关系：冲头压奥射速度越高，则金属液经口速度越高。

编辑本段速度的选项择：1、直浇道15-25米/秒，2、横浇道20-35米/秒，内浇口碑载道30宽大70米/秒，薄铸件3毫米以不的选肜内浇口速度38-46米/秒，厚铸件5毫米选用内浇口速度46-40米/秒，较厚铸件5毫米以上选用内浇口速度47-27毫米秒，调节器整方法：调节器整压射冲头速度，更换压室直径，改变内浇口截面积，编辑本段压力.速度的测定和分析:1、压铸参数测试仪,一级、二级及增压转换点时间，2、增压起点对压铸质量的影响：当一级起始后填充80%时，换二级及增压起始转换点时间，最后持压，否则将影响质量。

3、压射冲头磨损受阻,压射不畅对压铸参数的影响；4、压射室和冲头磨损原因的分析：压射室与冲头的配合度间隙小于0.1毫米,冲头与压室来回磨擦产生高温易损,压室直径变大,冲头变小,将冲头有铝屑卡住,影响压室传递速度及压而不服力,至所以冲头要使用耐高温的润滑油,压射杆必开通冷却水,同时也要选择冲头材料,一般选用球墨铁或铍青铜等。

金属型金属型铸造又称硬模铸造，它是将液体金属浇入金属铸型，以获得铸件的一种铸造方法。

铸型是用金属制成，可以反复使用多次（几百次到几千次）。

金属型铸造目前所能生产的铸件，在重量和形状方面还有一定的限制，如对黑色金属只能是形状简单的铸件；铸件的重量不可太大；壁厚也有限制，较小的铸件壁厚无法铸出。

金属型铸造与砂型铸造比较：在技术上与经济上有许多优点。

（1）金属型生产的铸件，其机械性能比砂型铸件高。

同样合金，其抗拉强度平均可提高约25％，屈服强度平均提高约20％，其抗蚀性能和硬度亦显著提高；（2）铸件的精度和表面光洁度比砂型铸件高，而且质量和尺寸稳定;（3）铸件的工艺收得率高，液体金属耗量减少，一般可节约15～30％；（4）不用砂或者少用砂，一般可节约造型材料80～100％；此外，金属型铸造的生产效率高；使铸件产生缺陷的原因减少；工序简单，易实现机械化和自动化。

金属型铸造虽有很多优点，但也有不足之处。

如：(1) 金属型制造成本高；(2) 金属型不透气，而且无退让性，易造成铸件浇不足、开裂或铸铁件白口等缺陷;(3) 金属型铸造时，铸型的工作温度、合金的浇注温度和浇注速度，铸件在铸型中停留的时间，以及所用的涂料等，对铸件的质量的影响甚为敏感，需要严格控制。

因此，在决定采用金属型铸造时，必须综合考虑下列各因素：铸件形状和重量大小必须合适；要有足够的批量；完成生产任务的期限许可。

编辑本段金属型铸件形成过程的特点金属型和砂型，在性能上有显著的区别，如砂型有透气性，而金属型则没有；砂型的导热性差，金属型的导热性很好，砂型有退让性，而金属型没有等。

金属型的这些特点决定了它在铸件形成过程中有自己的规律。

型腔内气体状态变化对铸件成型的影响：金属在充填时，型腔内的气体必须迅速排出，但金属又无透气性，只要对工艺稍加疏忽，就会给铸件的质量带来不良影响。

铸件凝固过程中热交换的特点：金属液一旦进入型腔，就把热量传给金属型壁。

液体金属通过型壁散失热量，进行凝固并产生收缩，而型壁在获得热量，升高温度的同时产生膨胀，结果在铸件与型壁之间形成了“间隙”。

在“铸件一间隙一金属型”系统未到达同一温度之前，可以把铸件视为在“间隙”中冷却，而金属型壁则通过“间隙”被加热。

金属型阻碍收缩对铸件的影响：金属型或金属型芯，在铸件凝固过程中无退让性，阻碍铸件收缩，这是它的又一特点。

编辑本段金属型铸造工艺一、金属型的预热未预热的金属型不能进行浇注。

这是因为金属型导热性好／液体金属冷却决，流动性剧烈降低，容易使铸件出现冷隔、浇不足夹杂、气孔等缺陷。

未预热的金属型在浇注时，铸型，将受到强烈的热击，应力倍增，使其极易破坏。

因此，金属型在开始工作前，应该先预热，适宜的预热温度（即工作温度），随合金的种类、铸件结构和大小而定，一般通过试验确定。

一般情况下，金属型的预热温度不低于1500C。

金属型的预热方法有：（1）用喷灯或煤气火焰预热；（2）采用电阻加热器；（3）采用烘箱加热，其优点是温度均匀，但只适用于小件的金属型；（4）先将金属型放在炉上烘烤，然后浇注液体金属将金属型烫热。

这种方法，只适用于小型铸型，因它要浪费一些金属液，也会降低铸型寿命。

二、金属型的浇注金属型的浇注温度，一般比砂型铸造时高。

可根据合金种类、如化学成分、铸件大小和壁厚，通过试验确定。

下表中数据可供参考。

各种合金的浇注温度合金种类浇注温度℃合金种类浇注温度℃铝锡合金 350～450 黄铜 900～950锌合金 450～480 锡青铜 1100～1150铝合金 680～740 铝青铜 1150～1300镁合金 715～740 铸铁 1300～1370由于金属型的激冷和不透气，浇注速度应做到先慢，后快，再慢。

在浇注过程中应尽量保证液流平稳。

三、铸件的出型和抽芯时间如果金属型芯在铸件中停留的时间愈长，由于铸件收缩产生的抱紧型芯的力就愈大，因此需要的抽芯力也愈大。

金属型芯在镜件中最适宜的停留时间，是当铸件冷却到塑性变形温度范围，并有足够的强度时，这时是抽芯最好的时机。

铸件在金属型中停留的时间过长，型壁温度升高，需要更多的冷却时间，也会降低金属型的生产率。

最合适的拔芯与铸件出型时间，一般用试验方法确定。

四、金属型工作温度的调节要保证金属型铸件的质量稳定，生产正常，首先要使金属型在生产过程中温度变化恒定。