【文章內(nèi)容簡介】 （單位：m/s）壓鑄合金簡單壁厚單件一般件復(fù)雜壁厚件鋁合金25～3535～4545～60表3 4不同壁厚鑄件充型速度的推薦值[2] （單位：m/s）鑄件平均壁厚12充型速度（m/s）46～5544～5342～5040～48在本次設(shè)計(jì)中取金屬液的填充速度為30m/s 時間參數(shù)壓鑄時間包含充型、持壓及壓鑄件在壓住模具中停留的時間。它是壓力、速度、溫度、金屬液特性，以及逐漸結(jié)構(gòu)和模具結(jié)構(gòu)等各方面的綜合作用結(jié)果。填充時間是金屬液最初從內(nèi)澆口壓入型腔開始到型腔充滿的時間。填充時間主要取決于壓鑄件的壁厚和金屬液的流動長度。在一般情況下填充時間的推薦值見表35。表3 5填充時間推薦值[2]鑄件平均壁厚/mm充型時間/s～2～～從液態(tài)金屬充滿型腔到內(nèi)澆口完全凝固時繼續(xù)在壓射沖頭作用下的持續(xù)時間，稱為持壓時間。持壓時間的作用是使壓射沖頭有足夠的時間將壓力傳遞給未凝固的金屬，保證鑄件在壓力作用下結(jié)晶，加強(qiáng)補(bǔ)縮，以獲得致密的組織。不同壁厚鑄件所需持壓時間的推薦值見表36。表3 6不同壁厚鑄件所需持壓時間的推薦值(/S)合金鑄件壁厚/mm～6鋁合金1～23～8留模時間是指持壓結(jié)束到開模取件這段時間其作用是使凝固成型后的鑄件在模具內(nèi)進(jìn)一步冷卻，以獲得足夠的強(qiáng)度和剛度，從而在開模頂出鑄件時不會發(fā)生變形、開裂等問題，并保證應(yīng)有的尺寸精度。常用的留模時間見表37。表3 7常用的留模時間合金留模時間/s鑄件壁厚3mm鋁合金7～12 溫度參數(shù)溫度是壓鑄工藝的又一重要參數(shù)，其對壓鑄件質(zhì)量和壓鑄模的壽命有著重要的意義。壓鑄溫度包括澆注溫度、模具溫度、壓鑄過程中鑄件與模具的溫度場分布及熱循環(huán)等。澆注溫度，從廣義上說，金屬液的澆注溫度包括金屬液注入壓室前的溫度，在壓室內(nèi)停留時的溫度，通過內(nèi)澆口時的溫度以及在填充型腔時的溫度。通常以金屬液注入壓室前的溫度來表示金屬液的澆注溫度。在壓鑄成型過程中，金屬液的澆注溫度對填充狀態(tài)、成型效果、壓鑄件的強(qiáng)度、成型的尺寸精度、模具的熱平衡狀態(tài)以及壓鑄效果等方面都起著重要的作用。合適的澆注溫度應(yīng)當(dāng)是：在保持良好的填充流動性并保證充滿型腔的前提下，采用較低的溫度。鋁合金的澆注溫度見表38。表3 8鋁合金的澆注溫度 （單位/℃）合金鑄件壁厚≤3mm鑄件壁厚＞3mm結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)復(fù)雜結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)復(fù)雜鋁合金含硅的610～630640～680590～630610～630含銅的620～650640～700600～640620～650含鎂的640～660660～700620～660640～670模具溫度分預(yù)熱溫度和工作溫度。(1) 模具預(yù)熱溫度 在開始壓鑄前，為了有利于金屬液的填充，成型，提高壓鑄效率，需要將壓鑄模加熱到某一溫度，這一溫度即為模具的預(yù)熱溫度；(2) 模具工作溫度 在正常的壓鑄過程中，模具應(yīng)達(dá)到熱平衡狀態(tài)，使模具各部分的溫度均保持在一個適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)。模具工作溫度較高時，可提高壓鑄件的表面質(zhì)量，但是過高的模具溫度，會因金屬液冷卻緩慢，使內(nèi)部組織晶粒粗大，影響壓鑄件的強(qiáng)度，延長成型周期，降低壓鑄效率。同時易產(chǎn)生粘膜現(xiàn)象，影響壓鑄件的脫模。模具工作溫度較低時，將影響金屬液的流動，出現(xiàn)填充不足或容易造成表面冷紋、冷隔等壓鑄缺陷，而且由于金屬液流激冷過快而降低壓鑄件的質(zhì)量。同時，高溫的金屬液流對低溫模具的熱沖擊；也會影響模具的使用。鋁合金在壓鑄時壓鑄模的預(yù)熱溫度和工作溫度見表39。表3 9壓鑄模的預(yù)熱溫度和工作溫度[9] （單位/℃）合金 鑄件壁厚≤3mm 鑄件壁厚＞3mm結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)復(fù)雜結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)復(fù)雜鋁合金預(yù)熱溫度150～180200～230120～150150～180連續(xù)工作溫度180～240250～280150～180180～200 成型收縮率壓鑄件的收縮率是指壓鑄件的收縮量與壓鑄件在壓鑄成型狀態(tài)下的直線尺寸之比。按百分比表述，這個比值即為壓鑄件的成型收縮率Ψ′。．壓鑄件的收縮率的影響因素有：①壓鑄合金的種類；②壓鑄件結(jié)構(gòu)影響。形狀復(fù)雜的，收縮率較小，反之則收縮率較大；③薄壁的壓鑄件收縮率較小，壁厚的壓鑄件收縮率較大；④模具溫度高，與室溫的溫差越大，則收縮率也越大。．鋁合金的計(jì)算收縮率見表310。表3 10鋁合金的計(jì)算收縮率Ψ[6](%)合金種類收縮條件自由收縮阻礙收縮混合收縮鋁硅合金～～～ 液態(tài)鋁合金的密度液態(tài)鋁合金的密度：=。 壓鑄用涂料在壓鑄過程中，為了避免壓鑄模與鑄件粘合、減少頂出鑄件時的摩擦阻力和避免壓鑄模過分受熱，對型腔壁面、型芯表面、模具和機(jī)器的摩擦部分(滑塊、頂出元件、沖頭和壓室)等所噴涂的潤滑材料和稀釋劑的混全物，通稱為壓鑄涂料。對于壓鑄涂料的謹(jǐn)慎選用與合理的噴涂操作是保證鑄件質(zhì)量、提高壓鑄模壽命的一個重要因素。．壓鑄涂料的作用：(1) 高溫時保持良好的潤滑性能；(2) 減少模具的熱導(dǎo)率，保持熔融金屬的流動性，從而改善金屬的成形性；(3) 保護(hù)模具，避免熔融金屬對模具的沖刷作用，改善模具工作條件，延長模具的使用壽命；(4) 預(yù)防粘模；(5) 減少鑄件與模具成形部分(尤其是型芯)之間的摩擦，從而減少型芯和型腔被磨損并提高鑄件表面質(zhì)量。．對涂料的要求：(1) 在高溫狀態(tài)下具有良好的潤滑性；(2) 揮發(fā)點(diǎn)低，在100～150℃時，稀釋劑能很快揮發(fā)，不增加型內(nèi)氣體；(3) 對壓鑄模及壓鑄件沒有腐蝕作用；(4) 性能穩(wěn)定，在空氣中稀釋劑不應(yīng)揮發(fā)過快而變稠，存放期長；(5) 在高溫時不會析出有害氣體，并不會在壓鑄模型腔表面產(chǎn)生積垢；(6) 配制工藝簡單，材料來源豐富、價廉。壓鑄用涂料及配制方法如表311壓鑄用涂料及配制方法表311壓鑄用涂料及配制方法[1]涂料名稱配比(%)配制方法適用范圍膠體石墨(油劑)成品用于鋁合金，防粘型效果好；壓射沖頭、壓室和易咬合部分。石墨機(jī)油5109590將石墨研磨過篩(200)加入40℃左右的機(jī)油中攪拌均勻用于鋁合金部件；壓射沖頭、壓室部分效果良好。聚乙烯煤油359795將聚乙烯小塊泡在煤油中，加熱至80℃左右熔化而成。用于鋁合金、鎂合金成形部分。氧化鋅水玻璃水5將水和水玻璃一起攪拌，然后倒入氧化鋅攪勻。用于大中型鋁合金、鋅合金鑄件。硅橡膠汽油鋁粉35余量13硅橡膠融于汽油中，使用時加入1%3%鋁粉用于鋁合金、表面要求光潔場合。綜合考慮壓鑄涂料選擇膠體石墨(油劑)。 壓鑄件的后處理壓鑄件的后處理包括壓鑄件的清理（清理與整形）、表面處理、熱處理與浸滲處理。壓鑄件的清理包括取出澆口、排氣槽、飛邊及毛刺等，有時還需要修整經(jīng)上述工序后留下的痕跡。壓鑄件的清理是十分繁重的工作，其工作量往往是壓鑄工作量的幾倍至十幾倍。由于壓鑄機(jī)的生產(chǎn)效率很高，因此，在大量生產(chǎn)時實(shí)現(xiàn)鑄件清理工作機(jī)械化和自動化是非常重要的。．壓鑄件浸滲處理壓鑄件內(nèi)部缺陷如氣孔、針孔或疏松等，可壓入密封劑(浸滲劑)使其具有耐壓性(氣密性、防水性)，這種方法叫浸滲處理。．壓鑄件的表面處理為了提高壓鑄件的耐蝕性和美觀，有時進(jìn)行表面處理（噴丸、噴砂、研磨與拋光）。．壓鑄件的熱處理主要指時效退火和負(fù)溫時效處理，目的是消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定壓鑄件的尺寸，提高其力學(xué)性能，適應(yīng)在負(fù)溫條件下工作等，其處理如表312。表3 12 壓鑄件時效退火和負(fù)溫時效處理規(guī)范[1]合金處理方法加熱溫度/℃保溫時間/h冷卻方法鋁合金時效175177。5～空冷整形處理就是校正鑄件的變形。凡是鑄件發(fā)生變形，且超出允許的公差范圍，則都需要進(jìn)行整形校正。第四章 鑄件基本參數(shù)的計(jì)算與壓鑄機(jī)的選用壓鑄機(jī)是壓鑄生產(chǎn)最基本的要素之一，金屬壓鑄模是通過壓鑄機(jī)的運(yùn)行而實(shí)現(xiàn)壓鑄成型的。壓鑄機(jī)與壓鑄模的良好匹配時成功進(jìn)行壓鑄生產(chǎn)，獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的保證。 壓鑄機(jī)的種類和特點(diǎn)壓鑄機(jī)的種類和型號很多。一般說來，根據(jù)壓鑄機(jī)壓室的工況條件，可分為熱（壓）室壓鑄機(jī)和冷壓室壓鑄機(jī)。冷（壓）室壓鑄機(jī)兩大類。又根據(jù)其壓室結(jié)構(gòu)形式和布置方式分為立式壓鑄機(jī)，全立式壓鑄機(jī)和臥式壓鑄機(jī)。熱壓室壓鑄機(jī)的特征是壓室處于坩堝底部且與坩堝連為一體，并始終浸入在液態(tài)壓鑄合金中，壓射機(jī)構(gòu)則安裝在坩堝上面。熱壓室壓鑄機(jī)的特點(diǎn)① 工序簡單，操作方便，生產(chǎn)效率高，易于自動化；② 合金溫度波動小，氣體和夾雜物較少，工藝穩(wěn)定性好；③ 澆注系統(tǒng)消耗的合金材料較少，成本節(jié)約，經(jīng)濟(jì)性好；④ 通常用于壓鑄鉛、錫、鋅等低熔點(diǎn)合金鑄件；⑤ 壓室和壓射沖頭長期浸入在合金液中，易受侵蝕，影響使用壽命。同時易引起合金液含鐵量增加。臥式冷壓室壓鑄機(jī)的特征是壓室與壓射機(jī)構(gòu)為水平布置，而壓鑄模具垂直安裝。臥式冷壓室壓鑄機(jī)的特點(diǎn)：①壓室與壓射沖頭均為水平放置，金屬液注入型腔時，澆道轉(zhuǎn)折少，其壓力損失小，有利于發(fā)揮增壓機(jī)構(gòu)的作用；②模具安裝方便，臥式壓鑄機(jī)一般設(shè)有中心和偏心多個澆注位置，或在偏心和中心間設(shè)置可任意調(diào)節(jié)位置的扁孔；③便于操作，便于調(diào)整，壓鑄效率較高，是目前廣泛應(yīng)用的壓鑄設(shè)備。壓室內(nèi)表面容易氧化；④金屬液在壓室內(nèi)暴露在大氣的表面積較大，壓射時容易將空氣、氧化物質(zhì)及其它雜質(zhì)帶入型腔，引起壓鑄缺陷。立式冷壓室壓鑄機(jī)的特征是壓室與壓射機(jī)構(gòu)為垂直布置，且壓住模具也垂直安裝，壓室中心線與模具分型面平行。立式冷壓室壓鑄機(jī)的特點(diǎn)：①適宜于壓射可設(shè)置或必須設(shè)置中心澆口的壓鑄件；②金屬液注入直立的壓室中，操作比較方便，占地面積少；③在操作時，只有在澆注余量切斷后，方可開模，生產(chǎn)效率較低；④金屬液進(jìn)入型腔時，經(jīng)過90176。角的轉(zhuǎn)折，壓力損失較大；⑤由于增加了反料機(jī)構(gòu)，因而結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，維修和操作相對麻煩，生產(chǎn)效率也較低。全立式冷壓室壓鑄機(jī)的特征是壓室與壓射機(jī)構(gòu)為垂直布置，而壓鑄模具水平安裝，壓室中心線與模具分型面垂直。全立式冷壓室壓鑄機(jī)的特點(diǎn)：①壓射沖頭與直澆道方向相同，金屬液進(jìn)入型腔的流程短，壓力損失和熱量損失較?。虎趬荷錄_頭垂直方向運(yùn)行，運(yùn)動平穩(wěn)；③模具水平放置，活動型