【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(jìn)行補(bǔ)縮和壓縮氣體孔隙。金屬壓力與孔隙率的關(guān)系如圖39所示[3]。壓力與孔隙率不是線性關(guān)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(guān)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(shuō)，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(bǔ)縮與壓縮孔隙的壓力必須傳遞到正在凝固的金屬，這對(duì)冷壓室壓鑄機(jī)與熱室壓鑄機(jī)都是事實(shí)。一旦金屬熔體澆人冷壓室壓鑄機(jī)壓室中，金屬熔體接觸到壓室底部就開(kāi)始凝固，有些沖頭的力就要用來(lái)折疊這些冷皮，壓室中澆進(jìn)的金屬越少，這種現(xiàn)象越嚴(yán)重。 當(dāng)料餅薄的時(shí)候，就會(huì)增加孔隙。如圖40[7]所示是料餅厚度與孔隙率的關(guān)系。一般料餅厚度約為20mm，圖41[7]說(shuō)明壓室充滿對(duì)型腔內(nèi)金屬壓力的影響，壓室充滿度為35%時(shí)，鑄件是在46~64MPa下凝固的，低壓室充滿度產(chǎn)生大量的預(yù)凝固金屬進(jìn)入型腔，它們會(huì)引起堵塞而阻礙壓力有效傳遞，勢(shì)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(shí)階段，利用增壓減少鑄件孔隙，依賴于內(nèi)澆道有充分長(zhǎng)的時(shí)間保持液態(tài)。公式(31)是用于計(jì)算內(nèi)澆道凝固時(shí)間，實(shí)際上是公式(17)中f=1(即固相分?jǐn)?shù)為100／100)時(shí)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(dǎo)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(jì)算所得的內(nèi)澆道厚度與內(nèi)澆道凝固時(shí)間，最小建壓時(shí)間與壓射系統(tǒng)有關(guān)，對(duì)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(duì)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(shí)間，圖42[131為內(nèi)澆道厚度與凝固時(shí)間的關(guān)系。因此，等于加大了表9中的內(nèi)澆道厚度，對(duì)于鋁、。壓鑄機(jī)壓射系統(tǒng)增壓建壓時(shí)間可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，如圖43所示，可調(diào)為：(a) 瞬時(shí)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(zhǎng)增壓作用的有效性。直接壓力測(cè)量證明，傳遞壓力的時(shí)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(duì)熱室壓鑄機(jī)，太短的持壓時(shí)間會(huì)產(chǎn)生大的孔隙。而仍呈熔融的合金甚至?xí)跊_頭回程時(shí)被吸回。對(duì)熱室壓鑄機(jī)，必須考慮沖頭蠕動(dòng)。這是在型腔完全充滿后，沖頭的連續(xù)運(yùn)動(dòng)使金屬熔體通過(guò)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(huì)引發(fā)多孔隙的鑄件。澆壺底至少應(yīng)有20mm高的金屬熔體用于沖頭蠕動(dòng)。 當(dāng)鑄件厚壁與薄壁同存，薄壁冷凝后會(huì)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(dá)到適度溫度梯度，可以減輕這個(gè)問(wèn)題。，否則就難得到很好的補(bǔ)償。封閉的凸臺(tái)(搭子)處容易出現(xiàn)孔隙，除加強(qiáng)冷卻外，可用壓力銷施壓來(lái)減少孔隙。在凸臺(tái)凝固時(shí)，由液壓將銷擠入型腔，進(jìn)行局部補(bǔ)縮和擠壓孔隙。圖45所示為壓力銷擠入時(shí)間與孔隙度的關(guān)系。這種辦法關(guān)鍵在于控制壓力銷的擠壓時(shí)間，時(shí)間過(guò)早，鑄件還是液態(tài)，起不到擠壓作用；時(shí)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(yīng)用壓力銷的一個(gè)典型例子 溫度參數(shù) 溫度是壓鑄過(guò)程熱條件的具體體現(xiàn)，對(duì)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(duì)所有壓鑄合金而言，都應(yīng)有適度的過(guò)熱，以免澆注溫度與模具之差過(guò)大，引起模具溫度交變負(fù)荷強(qiáng)烈，產(chǎn)生熱應(yīng)力而影響模具壽命。另外過(guò)熱度大，也會(huì)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(shí)的過(guò)熱度。合金熔體澆人壓室后，隨即開(kāi)始冷卻，并隨著合金在壓室中停留時(shí)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(shuō)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(zhǎng)模具壽命的基本前提。 壓鑄前首先要預(yù)熱模具，使模溫達(dá)到150～200℃，這樣有利于涂敷涂料，減少熔體溫度降低和延長(zhǎng)熔體流程，有利于型腔充填，另外模具預(yù)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(yù)熱最好的辦法是采用熱油加熱，借助于模溫機(jī)提供循環(huán)熱油和進(jìn)行模溫控制。如果機(jī)器附有快速裝卸模具的裝置，可在安裝前將模具先預(yù)熱好，這樣可節(jié)省機(jī)器上模具的預(yù)熱時(shí)間，加快機(jī)器開(kāi)動(dòng)。同時(shí)模溫機(jī)還配有循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，對(duì)模具進(jìn)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(jì)和測(cè)溫筆測(cè)量。其它加熱方法還有電、遠(yuǎn)紅外加熱。表11[2]為推薦的模具溫度，在預(yù)熱或工作中都不要超過(guò)表中的最高值。 熱室壓鑄機(jī)壓鑄金屬液溫度 選用熱室壓鑄機(jī)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(jī)壓鑄，如ZAlZA27和AE、AS鎂合金等。因高于這個(gè)溫度，金屬液會(huì)溶蝕(solution attack)澆壺。 在壓鑄過(guò)程中，要保證噴嘴(體)的溫度，加熱時(shí)又不超過(guò)上述金屬液的溫度。但金屬液若低于此溫度，在沖頭回程時(shí)，噴嘴內(nèi)的金屬不能流回澆壺中，則沖頭壓射行程會(huì)發(fā)生變化，影響壓鑄件質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)會(huì)無(wú)法工作。 參考文獻(xiàn)：[1] 錢萬(wàn)選．壓鑄填充過(guò)程的理論探討[C]//特種鑄造及有色合金． 2001年中國(guó)壓鑄擠壓鑄造，半固態(tài)加工學(xué)術(shù)年會(huì)論文集．2001：104．[2] BRUNHUBER der Dmckgussfertignng[M]. Berlin：Schiele amp。Schoen，1997．[3] 潘憲曾．壓鑄模設(shè)計(jì)手冊(cè)(第3版)IMl．北京機(jī)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(guó)模具設(shè)計(jì)大典第5卷經(jīng)29篇[C]//中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)．南昌：江西科學(xué)技術(shù)出版社，2002．[12] 潘憲曾．壓鑄模設(shè)計(jì)手冊(cè)(第3版)[M)．北京：機(jī)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 /