压铸技术的现状及展望
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压铸技术的发展现状与展望摘要:本文简述了压铸工艺的特征及工艺的发展历程。
简要介绍了国外的最新压铸工艺发展状况,并与国外的先进技术进行比较,从压铸设计、工艺、设备、模具等几个方面进行了总结。
本文主要阐述了压铸、固态压铸、加氧压铸和真空压铸等几种新的压铸技术。
本文主要阐述了计算机技术在铸造工艺中的应用,以及CIMS的应用。
并对今后的发展方向进行了预测。
关键词:压铸工艺;压铸设计;模具;真空压铸;发展方向1.压铸技术的特点与发展历史1.1压力铸造技术的特点在加压过程中,通常对原材料施加20-200 MPa的压力,填充时的初始速度是15-70米/秒,填充时只有0-01-0.20秒。
正是因为这种特殊的注塑方法和凝固方法,才使它有了自己的特色。
(1)能够得到具有复杂形状和薄壁但外形清楚的铸件。
铸件的壁厚度一般为1至6毫米,较小的铸件可能较薄,较大的铸件可能较厚。
对于复杂部件或者其它铸造工艺不能生产的部件,可以采用压力浇铸工艺。
(2)铸造精度高,尺寸稳定,加工余量少,表面光洁。
加工余量通常为2~5毫米。
采用压铸工艺生产的铸件具有良好的可互换性。
通常情况下,只需要稍加加工即可组装,而有些部件则可以不经过任何加工就可以组装起来。
(3)铸件组织致密,机械性能好。
铸件在加压下凝固,得到了细小的颗粒,因此铸件的组织非常紧密,并且具有很高的强度。
此外,在铸造过程中,激光冷却会使铸件表面发生硬化,从而使铸件具有较好的耐磨性能。
(4)高效的生产。
该工艺具有较短的生产周期,且一次运行周期为5~3分钟,适合大规模生产。
(5)采用嵌铸法进行压力浇铸,可以减少组装过程,简化生产过程。
镶嵌材料一般为钢,铸铁,铜,绝缘材料等。
采用嵌铸工艺可以生产出具有特定需求的铸件。
1.2压铸技术的历史自1855年 Mergenthaler将活塞压射圆筒浸泡在熔化合金中,制成条形活字铸件至今已有153年。
1869年,巴巴奇使用了“锌加强铅锡合金压铸工艺”制造了部分部件。
2023年压铸件行业市场分析现状压铸件行业市场是金属制品加工领域的重要组成部分,具有广泛应用领域。
随着国内外对于金属制品加工技术和设备的不断进步,压铸件行业市场呈现出一系列新的发展趋势和机遇。
首先,随着我国经济的快速发展,各个产业对于压铸件的需求不断增加。
特别是汽车、电子电器、航空航天、军工等领域,对于高性能、高精度的压铸件的需求量不断上升,市场规模逐渐扩大。
其次,随着国内外环保意识的不断提高,绿色、环保的压铸件市场前景广阔。
越来越多的企业开始注重降低环境污染和资源浪费,对于环保型压铸件的需求量逐渐增加。
同时,相关政策的支持和鼓励也为环保型压铸件市场带来了新的机遇。
再次,随着3D打印技术的发展,在压铸件行业中逐渐应用。
利用3D打印技术可以实现复杂形状的压铸件制造,降低生产成本,提高生产效率。
这一新技术的应用有望进一步推动压铸件行业市场的发展。
此外,压铸件行业的市场竞争也非常激烈。
国内外许多企业都参与到压铸件市场的竞争中,不断提高产品质量和技术水平,降低生产成本。
在市场竞争中,品牌影响力和技术实力成为企业获得市场份额的重要因素。
然而,压铸件行业市场也存在一些问题和挑战。
首先,市场竞争激烈,市场份额分散,企业间的竞争压力大。
其次,传统压铸件制造技术和设备存在一定的局限性,无法满足某些领域对于高性能、高精度压铸件的需求。
此外,不少企业技术水平和设备水平较低,产品质量无法达到要求,导致市场竞争力不足。
总的来说,压铸件行业市场具有较大的发展潜力和机遇。
随着相关技术和设备的不断提升,以及环保、节能等因素的影响,市场需求将进一步增长。
同时,企业应不断加强技术创新和品牌建设,提高产品质量和竞争力,抓住市场机遇,实现持续健康发展。
压铸技术的现状及展望摘要:在近现代金属材料的加工工艺中,压力铸造是一种发展较快且较为先进的加工方法。
其特殊的工艺技术被广泛应用在合金的成型铸造上,;铝合金以其良好的抗腐蚀性和轻质量等有点被越来越多的应用在了汽车制造等机械制造领域中。
而铝合金零部件的加工,离不开高超的压铸技术。
关键词:压铸技术;现状;展望20世纪40年代,中国开始尝试压力铸造,在工业制造中利用压铸技术,取得了一定的效果。
在随后的半个多世纪发展中,我国的压铸企业越来越多,压铸机更是上万,压铸件的年产量也逐年上升。
中国机械工程学会铸造分会秘书长唐玉林先生曾表示,从生产效率、压铸机的质量和生产技术等综合的水平来看,我国压铸业与先进国家相比尚存在一定差距,但由于我国从业人员多,在数量上和人员分配上相比较,还是占有一定优势的。
且压铸技术的市场广阔,发展空间大、速度快,这些条件都能够为我国发展压铸技术提供了契机,为赶超世界水平创造了前进的空间。
1.压铸技术概述压铸技术,也就是压力铸造技术,是一种近代金属加工工艺。
利用高速高压将液态金属或合金射入到模具的型腔里,再通过保压、结晶直到材料凝固成型,所生产出来的成型产品极为机械制造业所需的成品或者半成品。
压力铸造技术具有极高的生产效率、优良的经济指标以及精准的压铸尺寸,迅速成为了机械制造业中的支撑技术,在零部件的生产中获得了广泛应用和发展。
如今,航空航天、汽车制造、电子产品、家用电器及仪器仪表等都离不开金属零件,且越复杂的机械制造对零部件的精细要求就越高,这就直接对压铸技术提出了严格的要求,为了更好地适应发展,必须不断提高压铸技术,进而提高压铸件的品质和寿命。
2.压铸技术的特点在对原材料实施压铸工作中,作用在材料上的压力一般在20-200MPa,充型的初始速度是15-70 m/s,而充型的时间仅为0.01-0.20 s。
在这种独特的充型和凝固方式下,致使压铸技术有着自己独特的特点。
①能够达到零部件形状复杂、轮廓清晰、薄壁等需求。
压铸机行业现状分析报告一、行业概述压铸机是一种加工设备,用于将熔融金属或合金注入到铸型中,冷却后形成所需的铸件。
压铸机广泛应用于汽车、电器、通信设备、航空航天、军工等领域。
随着制造业的发展,压铸机行业也得到了快速的发展。
二、市场规模近年来,全球压铸机市场规模不断扩大,主要原因有以下几个方面:1.汽车行业的发展推动了压铸机市场的增长。
汽车制造业是目前压铸机市场的主要需求方,汽车产量的增加直接带动了压铸机市场的需求增长。
2.电子设备行业的发展也对压铸机市场起到了积极的推动作用。
电子设备中需要大量的铸件,因此压铸机的需求一直稳定增长。
3.航空航天、军工等领域对压铸机的需求也在逐年增加,推动了市场的扩大。
三、国内市场分析中国是全球最大的汽车市场,汽车的快速发展推动了压铸机市场的增长。
此外,中国的电子设备制造业也蓬勃发展,为压铸机市场提供了巨大的需求。
近年来,中国政府对环境保护的重视也对压铸机行业产生了影响,推动了市场的发展。
然而,中国压铸机市场仍然存在一些问题:1.行业竞争激烈,压铸机企业众多。
市场上存在很多小型企业和中小型企业,市场竞争激烈,产品同质化严重。
2.产品技术水平相对较低。
虽然中国的压铸机市场规模庞大,但是整体技术水平相对较低,很多关键技术还需要进一步提升。
3.环境问题。
中国政府对环境保护的重视加大,压铸机行业面临着减排、节能等方面的压力。
四、发展趋势未来几年1.产品升级换代。
压铸机企业需要通过技术创新,提高产品的质量和性能,实现产品升级换代。
2.行业整合加强。
压铸机市场竞争激烈,企业之间的整合将是未来的发展方向。
3.环保节能。
压铸机行业需要加大研发力度,提高设备的节能性能,减少对环境的影响。
4.自动化生产。
未来的压铸机行业将更加注重自动化生产,提高生产效率。
五、结论目前,压铸机行业市场规模庞大,但是中国的压铸机企业仍然面临一些挑战。
未来压铸机行业将面临技术升级、环保节能、自动化生产等方面的发展趋势。
2023年压铸行业市场分析现状压铸行业是一种通过将熔融金属注入模具中,并在冷却后形成所需形状的生产工艺。
压铸件在汽车、电子、军工、航空航天等众多领域都有广泛的应用。
本文将对压铸行业的市场现状进行分析。
一、市场规模和增长趋势压铸行业市场规模庞大且日益增长。
根据市场研究机构的数据,预计到2025年,全球压铸行业市场规模将超过3000亿美元。
这主要得益于汽车、航空航天等领域的发展,对复杂铸件的需求不断增长。
二、中国市场中国是全球最大的压铸市场之一。
近年来,随着汽车、电子等行业的快速发展,对高精度、高质量压铸件的需求呈现爆发式增长。
据统计,中国每年生产的压铸件数量超过2000万吨,约占全球总产量的40%以上。
三、市场竞争格局压铸行业的市场竞争格局较为复杂。
市场上存在着大量的中小型企业,规模较大的企业主要集中在中国、美国、德国等发达国家。
竞争主要体现在技术创新、产品质量和价格方面。
四、技术创新与产品升级随着市场需求的不断变化,技术创新和产品升级成为企业竞争的重要手段。
传统的压铸工艺已经不能满足市场的高要求,因此,企业需要加大研发投入,引进先进的生产设备和工艺,提高产品质量和生产效率。
五、环保与可持续发展在全球环保意识的提高下,压铸行业也面临着一系列的环保压力。
压铸工艺中使用的金属和化学品会对环境造成一定的污染。
因此,企业需要加强环保管理,推动减少能源消耗和废物排放的技术创新。
六、国际市场开拓随着全球一体化的推进,压铸行业国际市场的开拓日益重要。
中国的压铸企业在国内市场的竞争已经十分激烈,因此,更多的企业开始积极拓展国际市场。
通过参加国际展览会、建立海外销售网络等方式,企业可以增加海外订单和市场份额。
综上所述,压铸行业市场在中国和全球都呈现出良好的增长趋势。
随着技术的不断进步和市场需求的不断变化,压铸企业需要加大研发力度,提高产品质量和生产效率。
同时,环保和可持续发展也是企业发展的重要方向。
对于中国的压铸企业来说,拓展国际市场也是一项重要的战略,以增加市场份额和降低竞争压力。
2024年压铸件市场分析现状引言压铸件是一种常见的金属制品,广泛应用于汽车、电子、家电等行业。
本文将对当前压铸件市场的现状进行分析,并对未来的发展趋势进行展望。
市场概况压铸件市场是一个庞大的市场,涉及多个领域。
近年来,随着工业化的加速发展和全球经济的不断增长,压铸件市场也呈现出稳定增长的态势。
目前,中国是全球压铸件市场的主要生产和消费国家。
市场主要参与者压铸件市场的主要参与者包括压铸件制造商、供应商、经销商和最终用户。
压铸件制造商是市场的核心参与者,他们负责生产和提供各种类型的压铸件。
市场竞争格局目前,全球压铸件市场的竞争格局相对集中。
一些大型的压铸件制造商占据了市场的主导地位,他们通过技术创新和优质产品的提供来赢得市场份额。
此外,一些新兴的压铸件制造商也在市场中崭露头角,他们通过低成本和灵活性来吸引客户。
市场发展趋势未来,压铸件市场将面临以下几个发展趋势:1.技术创新:随着科技的不断发展,压铸件制造技术也在不断进步。
新的材料、新的工艺和新的设备将进一步改善压铸件的质量和性能。
2.环保要求:随着环保意识的增强,压铸件制造商将面临更严格的环保要求。
这将促使他们加大对环保技术和材料的研发投入。
3.智能制造:智能制造是当前制造业的发展趋势,压铸件制造也不例外。
通过引入自动化和物联网技术,压铸件制造商可以提高生产效率和产品质量。
4.新兴市场的崛起:一些新兴市场,如印度、巴西和东南亚国家,正在经历快速的工业化进程。
这将为压铸件市场带来新的增长机遇。
市场挑战尽管压铸件市场前景广阔,但也面临一些挑战:1.价格竞争:由于市场竞争激烈,压铸件制造商需要在保证产品质量的前提下降低成本,以提供竞争力的价格。
2.人才短缺:压铸件制造需要高技术工人的参与,但目前人才供给不足。
制造商需要加大对人才培养和引进的力度。
3.资源压力:压铸件制造需要大量的能源和原材料,随着资源的紧张和价格的不断上涨,制造商需要寻找替代资源或采取节约措施。
压铸市场分析现状1. 压铸市场概述压铸市场是指利用压铸工艺将熔融金属注入模具中,经过凝固和冷却后,形成各种金属制品的市场。
压铸技术具有生产效率高、生产周期短、成本低等优势,因此在汽车、电子、家电等众多领域中得到广泛应用。
2. 压铸市场规模分析根据市场调研数据显示,压铸市场的规模不断扩大。
预计到2025年,全球压铸市场价值将达到XX亿美元。
这一增长趋势主要受到汽车制造业和电子行业的推动。
随着汽车产量和电子产品需求的增加,对压铸产品的需求也在逐年增加。
3. 压铸市场主要应用领域分析3.1 汽车行业汽车行业是压铸市场的主要需求方之一。
随着汽车生产技术的不断进步和车型更新换代的需求,对高强度、轻量化的压铸零部件的需求也在增加。
例如,发动机缸体、车身结构件和悬挂系统等部件都广泛使用压铸工艺制造。
3.2 电子行业电子行业也是压铸市场的重要应用领域。
手机、电脑、摄像机等电子产品中的外壳、金属结构件等都需要通过压铸技术来实现生产。
随着电子产品的更新换代速度加快,对高精度、高速生产的压铸设备和技术的需求也在增加。
3.3 家电行业家电行业对压铸产品的需求主要集中在制造家电外壳和零部件方面。
随着家电产品多样化和个性化的需求增加,对高质量、高精度的压铸产品的需求也在不断增加。
4. 压铸市场竞争状况分析目前,全球压铸市场存在一定的竞争压力。
主要竞争者之一是中国,其在压铸设备和技术上具有一定的优势和竞争力。
然而,其他国家和地区也在不断提升竞争力,尤其是北美地区和欧洲地区。
这些地区拥有先进的制造技术和丰富的市场资源,对压铸市场的竞争力不容小觑。
5. 压铸市场发展趋势分析5.1 技术创新和设备升级随着科技的不断进步,压铸技术也在不断创新和改进。
新的材料和工艺的应用,使得压铸产品的质量和性能得到提升。
同时,压铸设备的自动化和智能化水平不断提高,提高了生产效率和稳定性。
5.2 轻量化和环保需求随着全球环保意识的提高,对于轻量化和环保的要求也越来越高。
压铸行业发展现状
压铸行业是金属制造行业中的重要分支,主要涉及到使用高压将熔融金属注入模具中进行快速凝固形成成型件。
以下是压铸行业发展现状的一些主要特点:
1.市场需求稳定增长:压铸制品在各个领域广泛应用,如汽
车、航空航天、电子、机械制造等。
随着这些行业的快速发展,压铸行业也呈现稳定增长的趋势。
2.技术升级和创新驱动:为满足更高质量、更高效率和更复
杂形状的产品需求,压铸行业不断进行技术升级和创新。
如模具设计与制造、熔铸设备自动化、温控技术、高性能合金应用等。
3.资源与环保压力:压铸行业对原材料和能源的需求较大,
面临着原材料供应和价格波动的挑战。
同时,环保要求也逐渐加强,压铸企业需要采取措施减少废物产生和提高资源利用率。
4.智能制造与数字化转型:压铸行业加速推进智能制造和数
字化转型,通过大数据分析、物联网、人工智能等技术的应用,实现生产过程的智能化和自动化,提高生产效率和质量。
5.市场竞争加剧:随着全球化和市场竞争的加剧,压铸行业
面临来自国内外的竞争。
许多国家和地区都有发达的压铸行业,企业需要提高自身技术水平、降低成本、提供有竞
争力的产品和服务。
总体而言,压铸行业发展势头良好,但同时也面临一些挑战。
企业需要持续关注技术进步和市场需求变化,加强技术创新、环保和数字化转型,以保持竞争优势并实现可持续发展。
压铸模国内外发展前景宣佳佳 成型102 10403070203一、引言压力铸造简称压铸,是一种将熔融合金液倒入压室内,以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。
压铸机、压铸合金与压铸模具是压铸生产的三大要素,缺一不可。
所谓压铸工艺就是将这三大要素有机地加以综合运用,使能稳定地有节奏地和高效地生产出外观、内在质量好的、尺寸符合图样或协议规定要求的合格铸件,甚至优质铸件。
图表 1压铸模二 、国内外概况1、 国内 压铸机行业发展现状近年来,随着我国汽车、摩托车、家用电器、电子通讯等行业,特别是汽车工业的迅速发展,带动了我国压铸行业以前所未有的速度向前发展。
据相关统计数据显示2006年至2009年中国压铸机产量年份 冷室压铸机 热室压铸机 合计2006年 1810台 2670台 4480台2007年 1900台 2700台 4600台2008年 1650台 2400台 4050台2009年 1515台 2640台 4215台 自我国加入世贸组织,市场全面放开以后,国内压铸机制造行业受到冲击,形成国内压铸机市场更加激烈竞争的局面。
客观来说,我国产压铸机质量性能水平与国外工业先进国家相比差距较大,但是由于压铸件的分布领域较广,从交通能源到家用电器,上天下海到千家万户的日用工业品,无不有压铸件的存在,而这些压铸件市场要求各不相同,这就给国产压铸机市场带来了空间,特别是中、小型压铸机,这个空间有可能还要延续相当长的时间。
这就为加速国产压铸机质量、性能的提高,提供了一个有利的时机。
中国作为世界机械工业的基础工业的加工基地,特别是压铸件加工基地,无疑给行业带来了良好的机遇,同时也刺激着我国对基础产品的质量提高,要求机械设备的质量、性能同步跟进。
对大型压铸机而言,随着我国汽车工业的发展及外销大型压铸件的需求量日益快速的增长,国产大型压铸机的生产数量实难满足其需求,这给大型压铸机的进口创造了良机。
2024年压铸市场环境分析1. 市场概述压铸是一种将熔化的金属注入到金属模具中,并通过高压使其固化形成产品的加工方法。
压铸市场是金属加工行业中的重要领域之一,涉及到许多不同行业的产品生产。
本文将对压铸市场的环境进行分析,以了解其发展趋势和现状。
2. 市场规模压铸市场在全球范围内持续增长。
根据市场研究报告,2019年全球压铸市场规模达到了1500亿美元,预计到2025年将增长至1800亿美元左右。
亚太地区是全球压铸市场的主要增长驱动力,受到汽车、电子、能源等行业的需求推动。
3. 市场趋势3.1 技术创新随着科技的发展,压铸技术也在不断创新。
新的压铸工艺和设备的引入提高了生产效率和产品质量。
例如,数控压铸机的广泛应用使得生产过程更加自动化和精确化。
此外,3D打印技术的应用也为压铸行业带来了新的发展机遇。
3.2 环保意识随着环保意识的提高,压铸行业也在积极应对环境挑战。
采用低能耗和低排放工艺成为行业的趋势之一。
一些国家和地区的政府出台了环保法规和政策,推动压铸行业向环保方向发展。
3.3 产业链整合为了提高市场竞争力,压铸企业开始进行产业链整合。
通过与原材料供应商和下游客户的合作,企业能够更好地掌握市场需求和资源分配。
此外,还有一些企业通过收购或兼并方式扩大市场份额。
4. 市场挑战4.1 压铸成本压铸成本是压铸企业面临的主要挑战之一。
原材料价格的波动、能源成本的上升以及劳动力成本的增加对企业的经营造成了一定的压力。
为了降低成本,企业需要不断提高生产效率、优化生产流程,并寻找更经济高效的原材料和能源。
4.2 市场竞争由于市场规模庞大,压铸行业竞争激烈。
来自国内外的企业争相进入市场,使得竞争压力不断增大。
为了在市场竞争中占据优势,企业需要加强研发创新、提高产品质量和服务水平。
4.3 经济周期波动压铸市场的发展受到经济周期的波动影响较大。
全球经济的不稳定性和不确定性可能导致市场需求的波动性增加,从而影响压铸产品的销售。
压铸技术的现状及展望摘要:从压铸件市场对企业和压铸件质量越来越高的要求和当前压铸业现状及发展趋势,提出我国压铸行业发展的方向及要点。
关键词:压铸技术压铸设备压铸合金计算机模拟前言压力铸造自本世纪40 年代问世以来,作为一种金属零件接近最后形状尺寸的精密加工工艺,其发展方兴未艾。
在压铸设备及其控制、压铸工艺及压铸合金等方面不断取得新的进展。
同时市场需要大量生产复杂薄壁和美观的金属零件,满足当今汽车工业、电子通讯和家用电器、玩具等产业对压铸件越来越高的要求。
但由于压铸件一些固有的问题未得到彻底解决,合金的潜能未得到充分发挥。
压铸业还面临进一步提高技术和管理水平以保证铸件的高质量和低成本的任务。
当前的市场是动态的市场,要在竞争中立于不败之地,企业必须能够及时调整自己的经营策略,这要建立在先进的技术和管理的基础之上。
技术创新将要成为21 世纪企业竞争的焦点。
只有将关键的技术掌握在自己手里和采用先进的管理体制,才能提高对动态多变市场的响应速度,提高企业的竞争能力。
当前广东省乃至全国的压铸业,离国际先进水平尚有很大差距。
自改革开放以来,从香港迁入广东的与压铸有关的企业有几百家。
所以,近十多年来,广东压铸业得到飞速的发展[1 ] 。
据不完全统计,全省有一定规模的压铸厂家超过600 家,年产压铸件3 000~5 000 t 的厂家有8 家以上,1 000~3 000 t 的厂家有10 多家,500~1 000 t 的有几十家。
年产锌合金压铸件接近10 万t ,铝合金压铸件约4 万t 。
全省拥有压铸机约2 000 多台,最大的是21 000 kN 合模力的意大利压铸机。
全省有压铸机制造厂7 家,压铸周边设备生产厂有10 多家。
年产压铸机约600 台,绝大部分为热室机。
主要存在下述几个问题:压铸设备以小型为主,控制系统都比较落后;压铸件以锌合金为主,多为家电、玩具等非受力零件,汽车、摩托车等零件比重还比较少;模具制造是个薄弱环节,模具厂家不少,但多是小规模的,设备比较落后,生产周期长,只有个别模具厂开始实施CAD/ CAM 技术。
要使我国的压铸行业达到世界先进水平,还有一段相当长的路要走。
必须推行压铸技术创新工程;开发新的压射系统和控制系统;提高压铸件的内在质量;发展新的压铸技术;研究新的压铸合金材料;实行现代化管理。
1 开发新的压铸设备及其控制系统压力铸造是使金属液在高压条件下以极高速度充填型腔的过程,是一个复杂的动态热力学过程。
一方面,压铸可以生产出复杂薄壁、表面美观和高精度的金属铸件。
而另一方面,一般压铸过程难于达到层流充填状态而卷入气体和夹杂物,得不到致密、可热处理的工件,影响了它的力学性能。
如果用降低充填速度这种手段来改善金属液的充填状态,又势必牺牲上述压铸生产所带来的优势,且对复杂薄壁零件不一定有效。
而生产高质量、无气孔的薄壁压铸件却又是我们追求的目标,这是压铸工艺其他工艺竞争时赖以取胜的筹码之一。
为了提高竞争力,薄壁这个指标也在不断推高,它是一个非常柔性的指标。
如50 年代汽车工业的薄壁车身是2 mm ,现在已是0. 7 mm ,到2000 年将是0. 5 mm。
锌压铸件所指薄壁,60 年代为2 mm ,70 年代为1 mm ,80 年代为0. 7 mm ,90 年代为0. 3~0. 5 mm。
铝压铸件有类似的发展,90 年代为0. 5~1 mm。
致密薄壁铸件是以足够的金属压力和短的充填时间为条件的,也就是在一个极短的时间内以高的内浇口流速和足够的金属压力进行充填。
这就要求压铸机在既能产生高的压射速度的同时又能产生高的金属压力。
即根据铸件工艺要求,压铸机要能提供一定的压射能量,以便能够实现高能充型。
要得到0. 75 mm 以下壁厚的致密铸件,就需要压射能量在550 kW·h 以上的压铸机。
高能充型还能调节各种工艺参数,得到高质量的压铸件。
高能充型是压铸机压射系统的发展方向。
一台压铸机要达到高的充型能量,就要尽量减少各种摩擦阻力和局部阻力以及惯性力所造成的能量损失———压力降。
另外,压铸机的先进性主要体现在生产过程中的稳定性和可再现性,即每次压射尽可能接近预先设定的理想的压射曲线。
但在压铸过程中存在很多变量影响压铸过程的稳定性[2 ] 。
压铸机和模具的工作状态、储能器压力等静态因素在工艺设备选定之后是不可改变的。
而一些动态因素和人为因素所引起的变量(如每次压射的金属量及其温度、模具温度、液压油粘度、涂料的喷涂质量、人为设定的参数等等) 必须通过压射控制系统进行修正。
一次压射时间平均需20~80 ms ,薄壁铝合金或镁合金件要求的充填时间更短,为5~12 ms[3 ] ,压射控制系统必须能够以只相当于一次压射所用时间的10 %左右,即2~8 ms 的响应时间来控制压射曲线。
这对电子线路系统就提出了严峻的要求,即电子线路控制系统必须在几微秒内作出反应。
可再现性要求高,就要安装金属前沿传感器[4 ] 。
在金属液封住传感器时,金属液的前沿被精确地辨认出,信息反馈到电子控制设备,电子仪器重新计算,可以得到稳定的最佳压射曲线。
先进的传感器的发展推动着压铸机及压铸工艺的发展。
压铸件的组织和性能取决于压铸型腔内及其邻近区域的热物理条件,所以发展靠近型腔的热探测器和传感器有重要意义。
2 发展新的压铸技术2. 1 半固态合金压铸半固态合金同全液态和全固态合金相比,其物理性能有两个特点。
一是这种半固态合金的固态组分超过50 %之后,随着固态组分的增加,其粘度急剧增加。
而对未经搅拌的合金来说,固态组分超过15 %左右之后,其粘度就随固态组分的增加而急剧增加。
二是这种受激烈搅拌的合金具有搅溶性。
正是由于这种受激烈搅拌的半固态合金具有这种特殊的物理性能,所以它的铸造性能优良,在固态组分比较高的情况下,它的流动性还相当好,比起全液态合金并没有严重下降。
另外,补缩性能也比较好,一方面其本身收缩量已减少,另一方面还可通过液2固两相同时流动而补缩。
又由于这种合金具有搅溶性,因此用于成型时受到很大剪切作用的压铸和挤压工艺是比较合适的。
比起全液态合金,半固态压铸更有其独特之处。
一是全液态合金操作起来很不方便,这对改善工作条件和提高机械化和自动化程度都是个障碍,而半固态合金只是在成型时才表现出象流体一样的特性,在成型之前可以象固态一样搬运,这对组织高度机械化和自动化生产非常有利。
二是半固态合金压铸时,铸型受热状态得到很大改善。
一个原因是合金本身的温度降低了,所含热量已较少,半固态金属从压铸到完全凝固所需要散出的热量仅为过热状态金属的一半左右。
另一个原因是半固态合金进入型腔的模式不同,不流淌,紊流程度又低,基本上可达到全壁厚充填,对铸型的热冲击很低,铸型寿命得到提高。
因此,半固态压铸对高熔点合金很有应用前景。
半固态合金也为以铸造方法制造金属基复合材料提供了有利条件。
在半固态合金受激烈搅拌时加入非包覆非金属颗粒以制备复合材料是一种比较简便的方法。
由于半固态合金存在固态初晶,可以防止非金属颗粒的浮沉或凝聚,分布比较均匀。
另外,非金属颗粒受到激烈搅拌、摩擦,表面得到活化,使其和基体合金结合紧密。
尽管半固态合金铸造的概念在70 年代初就为M.C. Flemings 等人所提出[5 ] ,但到目前为止半固态合金浆料如何有效地制取并进行成型还是个问题[6 ,7 ] 。
应用起来受到限制,材料选择受到限制,对工艺规范要求十分严格。
特别是固、液相分数要精确控制,其偏差要求在±3 %的范围内。
为了达到半固态压铸的工艺要求,工艺装备设计是个关键。
H. Peng 等[6 ]提出了流变成型工艺(Rheomolding) ,原理是将液态金属送入特殊设计的压射成型机筒中,由旋转的螺旋装置施加剪切而使之冷却成为半固态浆料,达到工艺要求后进行压铸成型,一台机器完成两个工序(生产浆料和压铸) 。
温度控制是个关键。
N. Bradley 等人[8 ] 提出了触变成型工艺(Thixomolding) ,它是将固态镁金属粒或碎屑送入螺旋压射成型机中,在加热和受剪切的情况下,金属变成浆料并压铸成型。
该工艺多了一个切碎工序。
2. 2 新的喷涂技术脱模剂的喷涂与压铸件质量关系很大。
脱模剂从喷射装置喷出时如果是非雾化的或非均匀分散的,凝聚的液体要求更长时间的汽化,当这一过程未完成就合模并强行将金属液压入,将加速润滑剂的汽化和形成更高的蒸气压,这往往是造成铸件疏松的根源。
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水基涂料对工艺要求很高。
对模温有严格要求,有一个“润湿温度”。
模温低于此限,涂料才能成膜。
成分不同,“润湿温度”不同。
涂料膜的厚度也要严格控制,太厚时冷却慢,容易形成气孔,铸件表面也易起皱;太薄时易裂,铸件表面起痕迹。
水基涂料喷涂时冒烟,不利于环保。
金属液浇入压室时往往出现局部凝固现象,形成弥散激冷组织,冲入型腔后会明显降低铸件的力学性能。
往压室喷涂液态涂料也不能彻底解决问题。
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为此,很多研究工作者都致力于开发固体润滑剂或半永久性涂料。
目标是提高铸型寿命,防止焊合,提高铸件质量,改善环境条件。
3 发展新的压铸合金材料3. 1 金属基复合材料(MMCs)汽车的轻量化、降低油耗和排放以及提高性能以保证质量与安全是当今汽车工业发展的主要方向。
在新材料中,金属基复合材料由于具有高的比强度、比模量、耐磨和减摩性能,热强性和低的热膨胀系数,可望在今后汽车工业的发展中有重要的地位。
特别是用铸造工艺制造金属基复合材料零件有一定优势。
工艺比较简单,成本低,应用上的局限性小。
已经做了很多开发研究工作。
据David Weiss 等人报道[9 ] ,SiC 颗粒增强的铝基复合材料压铸比较成功,充填性有时比一般铝合金还好,表面质量令人满意。
所用工模具和一般铝合金压铸的一样。
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锌铝合金基复合材料用于耐磨减摩材料有很好的前景[10 ] 。
以ZA227 合金为基体,在熔融状态下与石墨复合成均匀浆料,经挤压铸造成型。
微观结构表明,金属2石墨界面结合良好,石墨分布均匀。
这种材料在石墨质量分数低于5 %时的承载能力比青铜ZQSn62623 的高。
线膨胀系数下降10 %以上。
减摩性、耐磨性和相对抗咬合性都远比基体合金ZA227 的好。
3. 2 压铸镁合金镁合金被誉为90 年代以后的金属[11 ,12 ] ,近年来发展很快。
预计到2006 年北美产量将增加3 倍。
汽车工业是镁压铸件的最大用户,市场占有率为80 %左右。
目标是进一步减轻汽车重量。
美国通用汽车公司用压铸生产镁合金汽车轮毂。
日本轻金属(株) 用充氧压铸生产的镁合金轮毂比铝轮毂轻15 %。
估计到2000 年,象缸体、发动机罩、车顶板、门框、后舱盖板、车轮等都将用镁合金来压铸。
电子设备方面,要求新的设计必须能抗无用信号干扰,应有屏蔽作用。