定義
由於用這種方法生產產品具有生產效率高,工序簡單,鑄件公差等級較高,表面粗糙度好,機械強度大,可以省去大量的機械加工工序和設備,節約原材料等優點,所以現已成為我國鑄造業中的一個重要組成部分。
壓鑄工藝是將壓鑄機、壓鑄模和合金三大要素有機地組合而加以綜合運用的過程。而壓鑄時金屬按填充型腔的過程,是將壓力、速度、溫度以及時間等工藝因素得到統一的過程。同時,這些工藝因素又相互影響,相互制約,並且相輔相成。只有正確選擇和調整這些因素,使之協調一致,才能獲得預期的結果。因此,在壓鑄過程中不僅要重視鑄件結構的工藝性,壓鑄模的先進性,壓鑄機性能和結構優良性,壓鑄合金選用的適應性和熔煉工藝的規範性;更應重視壓力、溫度和時間等工藝參數對鑄件質量的重要作用。在壓鑄過程中應重視對這些參數進行有效的控制。
壓力
壓射力
壓射力是壓鑄機壓射機構中推動壓射活塞運動的力.它是反映壓鑄機功能的
一個主要參數.
壓射力的大小,由壓射缸的截面積和工作液的壓力所決定.壓射力的計算公式如下:
P壓射力=P壓射油缸×π×D2/4
式中:P壓射力-壓射力(N-牛)
P壓射油缸-壓射油缸內工作液的壓力(Pa-帕)
D-壓射缸的直徑(m-米)
π=3.1416
比壓
壓室內熔融金屬在單位面積上所受的壓力稱為比壓.比壓也是壓射力與壓室
截面積的比值關係換算的結果.其計算公式如下:
P比壓=P壓射力/F壓室截面積
式中:P比壓-比壓(Pa-帕)
P壓射力-壓射力(N-牛)
F壓室截面積-壓室截面積(m2-米2)
即F壓室截面積=πD2/4 式中D(m-米)為壓室直徑
π=3.1416
壓力的作用
(1)比壓對鑄件機械性能的影響
比壓增大,結晶細,細晶層增厚,由於填充特性改善,表面質量提高,氣孔
影響減輕,從而抗拉強度提高,但延伸率有所降低.
(2)對填充條件的影響
合金熔液在高比壓作用下填充型腔,合金溫度升高,流動性改善,有利於鑄
件質量的提高.
比壓的選擇
(1)根據鑄件的強度要求考慮
將鑄件分為有強度要求的和一般要求的兩類,對於有強度要求的,應該具有
良好的緻密度.這是應該採用高的增壓比壓.
(2)根據鑄件壁厚考慮
在一般情況下,壓鑄薄壁鑄件時,型腔中的流動阻力較大,內澆口也採用較薄的厚度,因此具有大的阻力,故要有較大的填充比壓,才能保證達到需要的內澆口速度. 對於厚壁鑄件,一方面選定的內澆口速度較低,並且金屬的凝固時間較長,可以採用較小的填充比壓;另一方面,為了使鑄件具有一定的緻密度,還需要有
足夠的增壓比壓才能滿足要求. 對於形狀複雜的鑄件,填充比壓應選用高一些.此外,如合金的類別,內澆口速度的大小,壓鑄機合模能力的功率及模具的強度等,都應作適當考慮. 填充比壓的大小,主要根據選定的內澆口速度計算得到. 至於增壓比壓的大小,根據合金類別,可參考下表數值選用.當型腔中排氣條件良好,內澆口厚度與鑄件壁厚的比值適當的情況下,可選用低的增壓比壓.而排氣條件愈差,內澆口厚度與鑄件壁厚比值愈小時,則增壓比壓應愈高.
推薦選用增壓比壓範圍表
零件類型 鋁合金 鋅合金 黃銅
承受輕負荷的零件 30~40MPa 13~20MPa 30~40MPa
承受較大負荷的零件 40~80MPa 20~30MPa 40~60MPa
氣密性面大壁薄零件 80~120MPa25~40MPa 80~100MPa
相關的力
定義
壓鑄過程中,填充結束並轉為增壓階段時,作用於正在凝固的金屬上的比壓(增壓比壓),通過金屬(鑄件澆注系統,排溢系統)傳遞型腔壁面,此壓力稱為 脹型力(又稱反壓力)。
鎖模力(即合模力)是選用壓鑄機時首先要確定的重要參數。
計算方法
當 脹型力作用在分型面上時,便為分型面脹型力,而作用在型腔各個側壁方向時,則稱為側面脹型力.脹型力
可用下式表示:
P脹型力=P比壓×A投影面積
式中:P脹型力 表示 脹型力(單位:N-牛)
P比壓 表示 增壓比壓(單位:Pa-帕)
A投影面積 表示 承受脹型力的投影面積(單位m2-米2)
通常情況下必須使鎖模力大於計算得到的脹型力。否則,在金屬液壓射時,模具分型面會脹開,從而產生金屬飛濺,並使型腔中的壓力無法建立,造成鑄件尺寸公差難以保證,甚至難以成型。
鎖模力一般應滿足下面公式的要求:
P鎖模力≥ K×P脹型力
式中:P鎖模力-壓鑄機的鎖模力(N-牛)
K-安全係數(一般取K=1.3)
P脹型力-脹型力(N-牛)
壓射速度
1、通常以沖頭速度和內澆口速度兩種,2),壓射速度慢速沖頭推動金屬液至內澆口0.3米/秒,3),快速內澆口填充滿型腔4-9米/秒,快壓射作用的影響,提高壓射速度,功能轉為熱能,流動性好,有利於消除流痕,冷隔等缺陷,提高機械性能和表面質量,壓射速度的選擇項和考慮因素:
1)具導熱和比熱性,凝固溫度範圍。
2)模具溫度低速度可低,反之速度可高。
3)複雜的鑄件採用高壓射速度。
內澆口速度15-70米/秒,(金屬液)4、沖頭壓射速度與內澆口速度的關係:
沖頭壓奧射速度越高,則金屬液經口速度越高。
速度選擇
1、直澆道15-25米/秒,
2、橫澆道20-35米/秒,內澆口碑載道30寬大70米/秒,薄鑄件3毫米以下的選用內澆口速度38-46米/秒,厚鑄件5毫米選用內澆口速度46-40米/秒,較厚鑄件5毫米以上選用內澆口速度47-27毫米/秒,調節器整方法:調節器整壓射沖頭速度,更換壓室直徑,改變內澆口截面積,
測定分析
1、 壓鑄參數測試儀,一級、二級及增壓轉換點時間,
2、 增壓起點對壓鑄質量的影響:
當一級起始後填充80%時,換二級及增壓起始轉換點時間,最後持壓,否則將影響質量。
3、 壓射沖頭磨損受阻,壓射不暢對壓鑄參數的影響;
4、壓射室和沖頭磨損原因的分析:
壓射室與沖頭的配合度間隙小於0.1毫米,沖頭與壓室來回磨擦產生高溫易損,壓室直徑變大,沖頭變小,將沖頭有鋁屑卡住,影響壓室傳遞速度及壓而不服力,至所以沖頭要使用耐高溫的潤滑油,壓射桿必開通冷卻水,同時也要選擇沖頭材料,一般選用球墨鐵或鈹青銅等。