【正文】 壓鑄工藝技術(shù)培訓 拓普制動系統(tǒng)有限公司 壓鑄概述 ? 一 . 概述 ? 壓力鑄造是近代金屬加工工藝中發(fā)展較快的一種少無切削的特種鑄造方法。它是將熔融金屬在高壓高速下充填鑄型，并在高壓下結(jié)晶凝固形成鑄件的過程。高壓高速是壓力鑄造的主要特征。常用的壓力為數(shù)十兆帕，填充速度（內(nèi)澆口速度）約為 16～ 80米 /秒，金屬液填充模具型腔的時間極短，約為 ～ 。由于用這種方法生產(chǎn)產(chǎn)品具有生產(chǎn)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(jié)約原材料等優(yōu)點，所以現(xiàn)已成為我國鑄造業(yè)中的一個重要組成部分。 壓鑄基本原理 壓鑄材料 牌 號 Si Fe Cu Mn Mg Ni Zn Tin Ti 其他雜質(zhì)總和 A380 max / max 383 max / max ADC10 0． 8max 余量 ADC12 0． 8max 余量 壓鑄所用材料多為有色合金 ,如鋁合金、鋅合金、鎂合金、銅合金，因我公司都是鋁合金，所以介紹壓鑄鋁合金的材料。 壓鑄鋁合金各元素的組成和影響 1. 硅（ Si） 硅是大多數(shù)壓鑄鋁合金的主要元素。它能改善合金的鑄造性能。硅與鋁能組成固溶體。 2. 銅（ Cu） 銅和鋁組成固溶體，當溫度在 548℃ 時，銅在鋁中的溶解度應為 ％，室溫時降至 ％左右，增加含銅量，能提高合金的流動性，抗拉強度和硬度，但降低了耐蝕性和塑性，熱裂傾向增大。 3. 鎂（ Mg） 在高硅鋁合金中加入少量（約 ～ ％）的鎂，可提高強度和屈服極限，提高了合金的切削加工性。 含鎂 8％的鋁合金具有優(yōu)良的耐蝕性，但其鑄造性能差，在高溫下的強度和塑性都低，冷卻時收縮大，故易產(chǎn)生熱裂和形成疏松。 4. 鋅（ Zn） 鋅在鋁合金中能提高流動性，增加熱脆性，降低耐蝕性，故應控制鋅的含量在規(guī)定范圍中。 5. 鐵（ Fe） 在所有鋁合金中都含有害雜質(zhì)。 （ Mn） 錳在鋁合金中能減少鐵的有害影響，能使鋁合金中由鐵形成的片狀或針狀組織變?yōu)榧毭艿木w組織，故一般鋁合金允許有 ％以下的錳存在。含錳量過高時，會引起偏析。 7. 鎳（ Ni） 鎳在鋁合金中能提高合金的強度和硬度，降低耐蝕性。鎳與鐵的作用一樣，能減少合金對模具的熔蝕，同時又能中和鐵的有害影響，提高合金的焊接性能。當鎳含量在 1～ ％時，鑄件經(jīng)拋光能獲得光潔的表面。由于鎳的來源缺乏，應盡量少采用含鎳的鋁合金。 8. 鈦（ Ti） 鋁合金中加入微量的鈦，能顯著細化鋁合金的晶粒組織，提高合金的機械性能 壓鑄過程主要工藝參數(shù) 工藝參數(shù) :生產(chǎn)中的過程工藝參數(shù)對產(chǎn)品質(zhì)量和過程的穩(wěn)定起到很關(guān)鍵的作用，主要的參數(shù)有壓射力、壓射速度、快壓射行程、溫度以及保壓時間和留模時間 壓鑄過程主要工藝參數(shù) 壓射力 :壓射力是壓鑄機壓射機構(gòu)中推動壓射活塞運動的力 ，壓射力大，結(jié)晶細，細晶層增厚，由于填充特性改善，表面質(zhì)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。 壓射速度 ：壓室內(nèi)的壓射沖頭推動金屬移動時的速度稱為壓射速度 ，而壓射速度分為兩級， Ⅰ 級壓射速度亦稱為慢壓射速度，這級速度是指沖頭起始動作直至沖頭將室內(nèi)的金屬送入內(nèi)澆口之前的運動速度，在這一階段中要求將壓室中的金屬液充滿壓室，在既不過多地降低合金液溫度又有利于排除壓室中的氣體的原則下，該階段速度應盡量低，一般為 /秒。Ⅱ 級壓射速度又稱快壓射速度。這個速度由壓鑄機的特性所決定。 壓鑄過程主要工藝參數(shù) 快壓射行程 ：指快壓射開始到結(jié)束中間的距離，對產(chǎn)品質(zhì)量的影響最為關(guān)鍵，行程太大則卷氣嚴重，太小則可能充填不良 溫度 ：溫度包括金屬液溫度和模具溫度，溫度控制是獲得優(yōu)良鑄件的重要因素。 一般鋁合金壓鑄鋁液的溫度要求為 620℃ 680℃ ，模具的溫度為 180℃ 250℃ 保壓時間 ：指壓射結(jié)束后，作用在模具型腔上的壓力維持在恒定值的時間，根據(jù)鑄件內(nèi)澆口和鑄件壁厚的不同，一般為 25秒 留模時間 ：留模時間是壓鑄過程中，從持壓終了至開模頂出鑄件的這段時間。足夠的留模時間，是使鑄件在模具內(nèi)得到充分凝固和適度的冷卻使之具有一定的強度，在開模和頂出時，鑄件不致產(chǎn)生變形或拉裂。 留模時間的選擇，通常以頂出鑄件不變形、不開裂的最短時間為宜。一般鋁合金根據(jù)壁厚的不同在 512秒之間。 壓鑄件設計 為從根本上防止不良品的發(fā)生，并以低成本大批量生產(chǎn)壓鑄件，必須使壓鑄件的設計適合于壓鑄生產(chǎn)，良好的壓鑄件設計可以保證模具的壽命和生產(chǎn)的可靠性以及良好的良品率，下面從壓鑄件的結(jié)構(gòu)和工藝方面講解一下設計的原則和要求。 一、設計時避免內(nèi)側(cè)凹和盡量減少側(cè)抽芯數(shù)量 壓鑄件設計 二、壓鑄件壁厚的設計 壓鑄件的壁厚一般為 25毫米，一般認為 7毫米以上的壁厚是不好的，因為其強度隨壁厚的增加而下降。另外壁厚的設計應遵循盡量等壁厚的原則，主要防止局部熱節(jié)和不同厚度產(chǎn)生的收縮應力有大的差異而引起內(nèi)部氣孔和變形、裂紋等缺陷。 壓鑄件設計 三、壓鑄件的截面設計 下圖為壓鑄件典型的截面形狀 下圖為的截面形狀左三個是厚壁的截面形狀，右面三個是壁減薄了的形狀，但需要側(cè)抽芯才能成型，增加了模具成本，同時還可能產(chǎn)生變形，所以不是理想的截面形狀 壓鑄件設計 四、壓鑄件的加強筋設計 加強筋的作用是壁厚減薄后提高零件的強度和剛性，減少鑄件的收縮或頂出變形，有的筋還起到液流的導向作用，一般筋的厚度小于所連接的壁厚厚度，一般為壁厚的 2/33/4，筋的布置原則一是要盡量對稱，二是盡量避免筋與筋之間對同一部位的加固和交叉，盡量避免筋的數(shù)量過于密集，三是筋的布置方案考慮避免零件包定模的情況，四是考慮設置防零件變形的筋 壓鑄件設計 五、壓鑄件的圓角設計 鑄件除有特殊配合要求的地方，盡量所有的部位都設計圓角，圓角的作用是避免應力集中而開裂，同時延長模具壽命，另外當零件有表面處理要求時，圓角處可獲得均勻涂層 壓鑄件設計 六、壓鑄件的拔模斜度設計 拔模斜度的作用是使產(chǎn)品順利脫模，減少零件的包緊力和避免零件拉傷，下表中列出的是可壓鑄零件的最小斜度，允許的情況下盡量取大的斜度，一般范圍為單邊 13度 壓鑄件設計 七、壓鑄件的工藝頂出位置的設計 壓鑄過程中開模后產(chǎn)品包在動模上，必須靠模具的頂針頂出，所以產(chǎn)品要有足夠的位置放置頂針，壓鑄產(chǎn)品的頂針直徑一般都是 5毫米以上， 5毫米以下的生產(chǎn)中經(jīng)常折斷，所以不建議采用，設計壓鑄產(chǎn)品時要事先考慮有否足夠的頂出空間和位置，盡量避免采用異形頂針而采用圓形頂針，同時注意頂針的位置要與型壁之間保留足夠距離，一般大于 3毫米 壓鑄件設計 八、壓鑄件的減少后續(xù)加工設計 壓鑄件能達到較高的尺寸精度，故多數(shù)表面和部件不需要機械加工，可直接裝配使用，同時因以下兩個原因也不支持機械加工，一是鑄件的表皮堅硬耐磨，加工后會失去這個冷硬層，二是壓鑄件內(nèi)部通常會有氣孔的存在，分散細小的氣孔是不影響使用的，加工后反而暴漏了氣孔影響外觀和使用功能，即使有特殊的要求需要機械加工也應合理控制加工余量，減少加工時間和暴漏氣孔的機會，一般加工余量都控制在，為了盡量減少機械加工，一就要求合理制訂圖紙的公差，能保證零件的安裝即可，不適當?shù)墓罘秶蜁黾雍罄m(xù)的機械加工，二是合理設計減少零件的收縮變形，三是有角度的安裝孔可以考慮對接異形孔 C橢圓中心詳見局部視圖橢圓 2 ( 長軸 22 m m , 短軸 21 .4 m m )橢圓 1 ( 長軸 mm, 短軸 mm) 壓鑄件設計 九、壓鑄件設計中的嵌入嵌件設計 壓鑄件中能鑄入金屬或非金屬嵌件，主要為了提高局部的強度耐磨性或形成難以成型的內(nèi)腔，嵌件埋入金屬的部分要設計防轉(zhuǎn)和防止軸向移動的形狀同時要考慮嵌件放入模具的方便性和承受金屬液沖擊的穩(wěn)定性 壓鑄件常見