【正文】 壓力也可按鑄件的要求和合金種類選擇，如表8所示。(2) 影響鑄件孔隙率的因素沖頭施加在金屬熔體上的壓力可以進行補縮和壓縮氣體孔隙。金屬壓力與孔隙率的關系如圖39所示[3]。壓力與孔隙率不是線性關系，所以，得到的高壓力不能完全消除孔隙。雖然孔隙尺寸減小了，但仍然存在于鑄件中，這與合金種類關系不大，或許凝固范圍寬的合金孔隙容易集聚，但這并不是說，合金和添加元素不重要，它們影響孔隙的形成和分布狀況，并顯著影響性能。 補縮與壓縮孔隙的壓力必須傳遞到正在凝固的金屬，這對冷壓室壓鑄機與熱室壓鑄機都是事實。一旦金屬熔體澆人冷壓室壓鑄機壓室中，金屬熔體接觸到壓室底部就開始凝固，有些沖頭的力就要用來折疊這些冷皮，壓室中澆進的金屬越少，這種現(xiàn)象越嚴重。 當料餅薄的時候，就會增加孔隙。如圖40[7]所示是料餅厚度與孔隙率的關系。一般料餅厚度約為20mm，圖41[7]說明壓室充滿對型腔內(nèi)金屬壓力的影響，壓室充滿度為35%時，鑄件是在46~64MPa下凝固的，低壓室充滿度產(chǎn)生大量的預凝固金屬進入型腔，它們會引起堵塞而阻礙壓力有效傳遞，勢必增加非正常組織，是鑄件生產(chǎn)的潛在薄弱環(huán)節(jié)。在壓實階段，利用增壓減少鑄件孔隙，依賴于內(nèi)澆道有充分長的時間保持液態(tài)。公式(31)是用于計算內(nèi)澆道凝固時間，實際上是公式(17)中f=1(即固相分數(shù)為100／100)時的變形。
式中：?t=t1ts；δa為內(nèi)澆道厚度；p為固液態(tài)間合金密度平均值；Hsw為合金熔化熱；c為固凝態(tài)相溫度；tL為合金液相溫度；ts為合金固相溫度；tF為內(nèi)澆道附近模具溫度；λF為模具材料導熱率；CF為模具材料比熱容；PF為模具材料密度。表9是根據(jù)式(31)和表表6計算所得的內(nèi)澆道厚度與內(nèi)澆道凝固時間，最小建壓時間與壓射系統(tǒng)有關，對于有增壓器的壓射系統(tǒng)，如果鋁、鎂合金模溫為250℃。銅合金模溫為400℃，對于內(nèi)澆道附近被流人的金屬熔體及高速度，使該處溫度升高，從而延遲了內(nèi)澆道凝固時間，圖42[131為內(nèi)澆道厚度與凝固時間的關系。因此，等于加大了表9中的內(nèi)澆道厚度，對于鋁、。壓鑄機壓射系統(tǒng)增壓建壓時間可根據(jù)需要進行調(diào)整，如圖43所示，可調(diào)為：(a) 瞬時增壓；(b) 緩慢增壓；(c) 延遲增壓。高的模具和合金溫度，可以延長增壓作用的有效性。直接壓力測量證明，傳遞壓力的時間與圖44[7]所示一致。沖頭施壓一直保持到鑄件凝固是很重要的，特別是對熱室壓鑄機，太短的持壓時間會產(chǎn)生大的孔隙。而仍呈熔融的合金甚至會在沖頭回程時被吸回。對熱室壓鑄機，必須考慮沖頭蠕動。這是在型腔完全充滿后，沖頭的連續(xù)運動使金屬熔體通過沖頭環(huán)逸出而引起的。如果沖頭直接撞到澆壺底，則失去全部金屬壓力，會引發(fā)多孔隙的鑄件。澆壺底至少應有20mm高的金屬熔體用于沖頭蠕動。 當鑄件厚壁與薄壁同存，薄壁冷凝后會阻隔厚截面的壓力傳遞，孔隙將在其中發(fā)展，控制模具冷卻，達到適度溫度梯度，可以減輕這個問題。，否則就難得到很好的補償。封閉的凸臺(搭子)處容易出現(xiàn)孔隙，除加強冷卻外，可用壓力銷施壓來減少孔隙。在凸臺凝固時，由液壓將銷擠入型腔，進行局部補縮和擠壓孔隙。圖45所示為壓力銷擠入時間與孔隙度的關系。這種辦法關鍵在于控制壓力銷的擠壓時間，時間過早，鑄件還是液態(tài)，起不到擠壓作用；時間太晚，則鑄件已凝固，壓力銷難以擠入，也起不到壓縮作用。圖46所示缸蓋罩蓋是應用壓力銷的一個典型例子 溫度參數(shù) 溫度是壓鑄過程熱條件的具體體現(xiàn)，對鑄件內(nèi)、外質(zhì)量和模具壽命有著重要意義。本節(jié)只涉及合金溫度與模具溫度。 合金溫度金屬澆注溫度對所有壓鑄合金而言，都應有適度的過熱，以免澆注溫度與模具之差過大，引起模具溫度交變負荷強烈，產(chǎn)生熱應力而影響模具壽命。另外過熱度大，也會影響合金質(zhì)量。表10[2]介紹了合金熔化溫度和澆注溫度范圍，從中可看到合金澆注時的過熱度。合金熔體澆人壓室后，隨即開始冷卻，并隨著合金在壓室中停留時間和壓室充滿度而變化，如圖47所示。 模具溫度 模具溫度是重要的工藝參數(shù)之一，可以說正確的、恒定的模具溫度是優(yōu)質(zhì)和可靠生產(chǎn)、高生產(chǎn)率、低廢品率和長模具壽命的基本前提。 壓鑄前首先要預熱模具，使模溫達到150～200℃，這樣有利于涂敷涂料，減少熔體溫度降低和延長熔體流程，有利于型腔充填，另外模具預熱還能提高模具材料的韌性和減少型腔表面熱沖擊。模具預熱最好的辦法是采用熱油加熱，借助于模溫機提供循環(huán)熱油和進行模溫控制。如果機器附有快速裝卸模具的裝置，可在安裝前將模具先預熱好，這樣可節(jié)省機器上模具的預熱時間，加快機器開動。同時模溫機還配有循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，對模具進行必要的冷卻。氣體加熱也是一種辦法，視工廠條件可采用天然氣或煤氣，在此情況下，模具溫度可用表面溫度計和測溫筆測量。其它加熱方法還有電、遠紅外加熱。表11[2]為推薦的模具溫度，在預熱或工作中都不要超過表中的最高值。 熱室壓鑄機壓鑄金屬液溫度 選用熱室壓鑄機壓鑄的金屬液溫度：AM60B合金，640℃；AZ91D合金，630℃；AM50A合金，650℃；Zn合金，430℃。 高于上述溫度，都不能采用熱室機壓鑄，如ZAlZA27和AE、AS鎂合金等。因高于這個溫度，金屬液會溶蝕(solution attack)澆壺。 在壓鑄過程中，要保證噴嘴(體)的溫度，加熱時又不超過上述金屬液的溫度。但金屬液若低于此溫度，在沖頭回程時，噴嘴內(nèi)的金屬不能流回澆壺中，則沖頭壓射行程會發(fā)生變化，影響壓鑄件質(zhì)量，嚴重時會無法工作。 參考文獻：[1] 錢萬選．壓鑄填充過程的理論探討[C]//特種鑄造及有色合金． 2001年中國壓鑄擠壓鑄造，半固態(tài)加工學術年會論文集．2001：104．[2] BRUNHUBER der Dmckgussfertignng[M]. Berlin：Schiele amp。Schoen，1997．[3] 潘憲曾．壓鑄模設計手冊(第3版)IMl．北京機械工業(yè)出版社2006．[4] VENUS filer Dmckguss[M] Taschenbuch，Dueseldorf：V23G1975．[5] Die Engineering：CH9240 Uzwil [M]．Switzerland: Buehler DmckgussAG，2002．[6] HYDRO Magnesium. Magnesium die casting[J]. Technical Brochure，1998(4)：21．[7] BIRCHJ. Porosity in pressure die casting [J]. Die Casting World, 1999 (3):1420．[8] BIRCH J. Cold flow defect in pressure die casting[J]．Die Casting World，2000(3):1521．[9] KARNI Yiftah．Optimization of process variables for die casting [M]. Cleveland Ohio. NADCATG3061, 1993: 153156．[10] WILSON G L. FluessigmetallPumpencharakteristik von Dmckgiess Maschinen [J]. GiessereiPraxis, 1984(5)s：5359[11] 潘憲曾．中國模具設計大典第5卷經(jīng)29篇[C]//中國機械工程學會．南昌：江西科學技術出版社，2002．[12] 潘憲曾．壓鑄模設計手冊(第3版)[M)．北京：機械工業(yè)出版，2006．[13] NOGOWIZINB．Ansclmittquerschnitt und StroemungsgeschwindiSke it beim Dmckgiessen von Aluminium, Magnesiumund Kupferlegie rungen[J]．GiessereiPraxis，1998 (10) s:401404．PIXTEL_MMI_EBOOK_20058 /PIXTEL_MMI_EBOOK_200513 /