壓鑄工藝簡介

壓鑄工藝就是利用機器、壓鑄模具和合金等三大要素，將壓力、速度及時間統(tǒng)一的過程。

壓鑄工藝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0。01～0。2秒。

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，壓鑄件公差等級較高，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。

壓鑄工藝是將壓鑄機、壓鑄模具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(tǒng)一的過程。同時，這些工藝因素又相互影響，相互制約，并且相輔相成。只有正確選擇和調(diào)整這些因素，使之協(xié)調(diào)一致，才能獲得預期的結(jié)果。因此，在壓鑄過程中不僅要重視壓鑄件結(jié)構(gòu)的工藝性，壓鑄模具的先進性，壓鑄機性能和結(jié)構(gòu)優(yōu)良性，壓鑄合金選用的適應性和熔煉工藝的規(guī)范性；更應重視壓力、溫度和時間等工藝參數(shù)對壓鑄件質(zhì)量的重要作用。在壓鑄過程中應重視對這些參數(shù)進行有效的控制。

壓力

壓力的存在是壓鑄工藝區(qū)別其他鑄造方法的主要特點。

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。它是反映壓鑄機功能的一個主要參數(shù)。

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(nèi)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(nèi)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(guān)系換算的結(jié)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(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。

(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,有利于鑄件質(zhì)量的提高。

比壓的選擇

(1)根據(jù)壓鑄件的強度要求考慮

將壓鑄件分為有強度要求的和一般要求的兩類,對于有強度要求的,應該具有良好的致密度。這是應該采用高的增壓比壓。

(2)根據(jù)壓鑄件壁厚考慮

在一般情況下,壓鑄薄壁鑄件時,型腔中的流動阻力較大,內(nèi)澆口也采用較薄的厚度,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(nèi)澆口速度。 對于厚壁鑄件,一方面選定的內(nèi)澆口速度較低,并且金屬的凝固時間較長,可以采用較小的填充比壓；另一方面,為了使鑄件具有一定的致密度,還需要有足夠的增壓比壓才能滿足要求。 對于形狀復雜的鑄件,填充比壓應選用高一些。此外,如合金的類別,內(nèi)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(jù)選定的內(nèi)澆口速度計算得到。 至于增壓比壓的大小,根據(jù)合金類別,可參考下表數(shù)值選用。當型腔中排氣條件良好,內(nèi)澆口厚度與鑄件壁厚的比值適當?shù)那闆r下,可選用低的增壓比壓。而排氣條件愈差,內(nèi)澆口厚度與鑄件壁厚比值愈小時,則增壓比壓應愈高。

推薦選用增壓比壓范圍表

適用類型 鋁合金壓鑄 鋅合金壓鑄 黃銅壓鑄

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