1压力铸造概述 41解析
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压力铸造的基本概念和过程压铸的过程压力铸造是将熔融金属在高的压力下,以高的速度填充入模具型腔内,并使金属在这一压力下凝固而形成铸件的过程。
通常所采用的压力为200-2000公斤/c㎡,填充时的初始速度(称为内浇口速度)为15-70米/秒,填充过程在0.01-0.2秒的时间内即告完成。
压铸的填充过程受许多因素的影响,如:压力、速度、温度、熔融金属的性质以及填充特性等等。
在压铸全过程的始终,熔融金属总是被压力所推动,而填充结束时,熔融金属仍然是在压力的作用下凝固的。
压力的存在,是这种铸造过程区别于其他铸造方法的主要特征。
也正因为压力的缘故,便产生了对速度、温度、型腔中气体以及一系列的填充特性的影响。
所以,在压铸填充过程中,对压力的变化应有一个总体的概念。
压铸填充过程中,压射冲头移动的情况和压力的变化如图1-1所示,以卧式冷压室压铸为例。
图中每一阶段的左图表示压射的过程,右下图为对应的压射冲头位移曲线,右上图为每一位移阶段时相应的压力增升值。
图1-1(a)为起始阶段,熔融金属浇入压室内,准备压射。
图1-1 (b)为阶段1,压射冲头以慢的速度移过浇料口,熔融金属受到推动,但冲头的移动慢而冲力不大,.故金属不会从浇料口处溅出。
这时推动金属的压力为Po,其作用为克服压射缸内活塞移动时的总摩擦力、冲头与压室之间的摩擦力。
冲头越过浇料口的这段距离为S1即为慢速封口阶段。
图1-1压铸填充过程各个阶段P-压射压力;S-压射冲头移动距离t-时间图1-1(C)为阶段2,压射冲头以一定的速度(比阶段1的速度度略快)移动,与这一速度相应的压力增升值达到Pl,熔融金属充满压室的前端和浇道并堆聚于内浇口前沿,但因速度不大,故金属在流动时,浇道中包卷气体只在一个较小的限度以内。
冲头在这一阶段所移动的距离为S2,是为金属堆聚阶段。
在这一阶段的最后瞬间,亦即金属到达内浇口时,由于内浇口的截面在浇口系统(包括压室)各部分的截面中总是最小的,故该处阻力最大,压射压力便因此而增升,其增升值即为达到足以突破内浇口处的阻力为止。
压力铸造和实型铸造简介压力铸造和实型铸造属于特种铸造的范畴。
特种铸造是指除砂型铸造以外的其它铸造方法,如金属型铸造、压力铸造、熔模铸造和离心铸造等等。
这些铸造方法都各有其优越之处,但在应用上也各有其局限性。
2.5.1、压力铸造压力铸造是在高压作用下,将金属液以较高的速度压入高精度的型腔内,力求在压力下快速凝固,以获得优质铸件的高效率铸造方法。
它的基本特点是高压(5~15OMPa)和高速(5~1O0m /S)。
压力铸造的基本设备是压铸机。
压铸机可分为热室压铸机和冷室压铸机两大类,冷室压铸机又可分为立式和卧式等类型,但它们的工作原理基本相似。
图2-20为卧式冷室压铸机,用高压油驱动,合型力大,充型速度快,生产率高,应用广泛。
图2-20卧式冷室压铸机压铸型是压力铸造生产铸件的模具,主要由动型部分和定型部分两个大部分组成。
定型固定在压铸机的定型座板上,由浇道将压铸机压室与型腔连通。
动型随压铸机的动型座板移动,完成开合型动作。
完整的压铸型组成中包括型体部分、导向装置、抽芯机构、顶出铸件机构、浇注系统、排气和冷却系统等部分。
图2-21是压铸型总体结构示意图。
(l)型体部分型体部分包括定型和动型,在其闭合后构成型腔(有时还要和型芯共同构成型腔)。
(2)导向装置导向装置包括导柱和导套,其作用是使动型按一定方向移动,保证动型和定型在安装及合型时的正确位置。
(3)抽芯机构凡是阻碍铸件从压铸型内取出的成形部分,都必须做成活动的型芯或型块,在开型前或开型后自铸件中取出。
抽出活动型芯的机构称为抽芯机构。
(4)顶出铸件机构顶出机构的作用是开型过程中将铸件顶出铸型,以便取出铸件。
图2-21 压铸型总体结构示意图1-铸件;2-导柱;3-冷却水管;4-定型;5-动型;6-顶杆板;7-顶杆;8-型腔;9-排气槽;10-浇注系统卧式冷室压铸机的压铸过程如图2-22所示。
合型后,液态金属浇入压室2,压射冲头1向前推进,将液态金属经浇道7压入型腔6。
压力铸造的概念压力铸造是一种高效的金属加工技术,通过在金属熔融状态下施加高压力,迫使熔融金属进入铸型腔,形成所需的零件或产品。
相对于传统的重力铸造,压力铸造具有许多优势,例如制造精度高、尺寸稳定性好、表面光洁度高等。
压力铸造的工艺过程主要包括模具设计、模具制造、材料预处理、注射及冷却等几个关键环节。
首先,需要根据产品的形状、尺寸和要求来设计模具。
模具的设计要考虑到产品的形状复杂性、冷却系统和脱模方式等因素。
然后,根据模具设计来制造模具。
模具通常由两个或多个零部件组成,其中包括模具壳体、注射系统和冷却系统等。
在开始压力铸造之前,需要对金属材料进行预处理。
预处理包括熔炼金属、净化金属、合金化调整以及调节金属温度等步骤。
这些预处理步骤可以保证金属在注射过程中具有较好的流动性和冷却性能。
在金属预处理完成后,可以开始注射过程。
注射过程通过在高温下将金属注入到模具腔中来实现。
注射过程分为两个阶段:注射和填充。
在注射阶段,将金属材料加热至液态,并通过柱塞或活塞等装置将金属材料注入模具腔中。
填充阶段是指金属材料在模具腔中充满过程,在该阶段需要克服金属表面张力和黏度的阻力,确保金属材料填充整个模具腔。
注射完成后,金属材料会在模具中冷却和凝固。
冷却速度对于金属的组织和性能具有重要影响。
因此,通常会在模具中设置冷却系统以控制冷却速度。
一般来说,冷却时间越短,金属晶粒越细,力学性能越好。
最后,完成冷却的金属零件可以脱模并进行后续的处理。
脱模是指将冷却凝固的金属零件与模具分离的过程。
脱模可以通过机械力、气体压力或抽真空等方式来实现。
脱模之后,还可以进行除毛刺、清洁和表面处理等工艺,以达到最终产品的质量要求。
总的来说,压力铸造是一种重要的金属成形技术,具有高效、高精度和高表面质量等优势。
随着科技的进步和工艺的改进,压力铸造在汽车、航空航天、通讯设备等各个领域得到广泛应用,并在产品的设计和制造过程中发挥重要作用。
压力铸造1.引言1.1 压铸技术的起源压铸技术最早用于泥制备青铜生活器具、钞票币等,后来进展了金属型制备简单的武器,如青铜箭头。
金属型的大量使用在印刷机械中显现制备铅字以后,国外在1872年发明了世界上第一台最简单的手动小型压铸机,并于1920年制造出了冷室压铸机,1927年发明了立式冷室压铸机。
1.2 我国压铸技术的进展我国的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的500KN和1000KN卧式冷室压铸机和进口他们的立式压铸机和卧式冷室压铸机;进展到今天国内现在的压铸机厂家可生产最大的280000KN卧式冷室压铸机和4000KN以下热室压铸机及3150KN以下立式冷室压铸机。
1.3 近几年国际压铸技术的进展⑴压铸运算机模拟技术分析压铸过程有了大的理论突破。
⑵压铸机和辅助设备方面有了专门大的进展。
⑶压铸产品检测方面,专门是内部缺陷的无损检测:如X射线、荧光、超声波探测等得到了进展。
⑷压铸模具材料和寿命的进展。
⑸快速成型设计及制造技术在压铸生产中得到应用。
⑹压铸材料的进展,如镁合金及金属基复合材料。
⑺压铸新技术的开发,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 压铸工艺过程压力铸造(简称压铸)是在高压作用下将液态或半液态金属快速压入铸型中,并在压力下凝固而获得铸件的方法。
压铸所用的压力一样为30~70MPa,充型速度可达5~100m/s,充型时刻为0.05~0.2s。
金属的压力铸造广泛用于汽车、冶金、机电、建材等行业。
目前90%的镁铸件和60%的铝铸件都采纳压力铸造成型。
金属液在高压下以高速填充铸型,并在压力下冷却,是压铸区不于其他铸造工艺的重要特点。
压力铸造的要紧工序可分为:合型、压射、顶出三个时期。
压铸机的要紧结构简图如图2-1所示。
图2-1 压铸机要紧结构简图拉杆;2—合模座;3—动模座;4—定模座;5—压铸模2.2 压铸的特点(1)优点①生产率高,压铸机没小时可压铸50~150次,甚至有的可达5 00次;便于实现自动化或半自动化;②铸件的尺寸精度高,标准公差可达IT8~11;表面粗糙度低,R a=0.8~3.2,可直截了当铸造出螺纹;③由于在压力下凝固,且速度快,因此,铸件晶粒细小、表面紧实、强度和硬度高;④便于采纳镶铸法(嵌铸法)。