鋁型材的壓鑄工藝

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

特點

少無切削的特種鑄造方法

用途

金屬熱加工

目錄

1定義

2壓力

3相關的力

4壓射速度

5速度選擇

6測定分析

定義

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。

壓鑄工藝是將壓鑄機、壓鑄模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，才能獲得預期的結果。因此，在壓鑄過程中不僅要重視鑄件結構的工藝性，壓鑄模的先進性，壓鑄機性能和結構優(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。

段壓力

壓射力

壓射力是壓鑄機壓射機構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

截面積的比值關系換算的結果.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)鑄件的強度要求考慮

將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)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

零件類型 鋁合金 鋅合金 黃銅

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

定義

壓鑄過程中,填充結束并轉(zhuǎn)為增壓階段時,作用于正在凝固的金屬上的比壓(增壓比壓)，通過金屬(鑄件澆注系統(tǒng),排溢系統(tǒng))傳遞型腔壁面，此壓力稱為脹型力(又稱反壓力)。

鎖模力(即合模力)是選用壓鑄機時首先要確定的重要參數(shù)。

< 計算方法

當脹型力作用在分型面上時,便為分型面脹型力,而作用在型腔各個側(cè)壁方向時,則稱為側(cè)面脹型力.脹型力

可用下式表示:

P脹型力=P比壓×A投影面積

式中:P脹型力 表示 脹型力(單位:N-牛)

P比壓 表示 增壓比壓(單位:Pa-帕)

A投影面積 表示 承受脹型力的投影面積(單位m2-米2)

通常情況下必須使鎖模力大于計算得到的脹型力。否則，在金屬液壓射時,模具分型面會脹開，從而產(chǎn)生金屬飛濺，并使型腔中的壓力無法建立，造成鑄件尺寸公差難以保證，甚至難以成型。

鎖模力一般應滿足下面公式的要求:

P鎖模力≥ K×P脹型力

式中:P鎖模力-壓鑄機的鎖模力(N-牛)

K-安全系數(shù)(一般取K=1.3)

P脹型力-脹型力(N-牛)

編輯本段壓射速度

1、通常以沖頭速度和內(nèi)澆口速度兩種，2)，壓射速度慢速沖頭推動金屬液至內(nèi)澆口0.3米/秒,3),快速內(nèi)澆口填充滿型腔4-9米/秒,快壓射作用的影響,提高壓射速度,功能轉(zhuǎn)為熱能,流動性好,有利于消除流痕,冷隔等缺陷,提高機械性能和表面質(zhì)量,壓射速度的選擇項和考慮因素:

1)具導熱和比熱性,凝固溫度范圍。

2)模具溫度低速度可低，反之速度可高。

3)復雜的鑄件采用高壓射速度。

內(nèi)澆口速度15-70米/秒，(金屬液)4、沖頭壓射速度與內(nèi)澆口速度的關系:

沖頭壓奧射速度越高，則金屬液經(jīng)口速度越高。

編輯本段速度選擇

1、直澆道15-25米/秒，

2、橫澆道20-35米/秒，內(nèi)澆口碑載道30寬大70米/秒，薄鑄件3毫米以下的選用內(nèi)澆口速度38-46米/秒，厚鑄件5毫米選用內(nèi)澆口速度46-40米/秒，較厚鑄件5毫米以上選用內(nèi)澆口速度47-27毫米/秒，調(diào)節(jié)器整方法:調(diào)節(jié)器整壓射沖頭速度，更換壓室直徑，改變內(nèi)澆口截面積，

編輯本段測定分析

1、 壓鑄參數(shù)測試儀,一級、二級及增壓轉(zhuǎn)換點時間，

2、 增壓起點對壓鑄質(zhì)量的影響:

當一級起始后填充80%時，換二級及增壓起始轉(zhuǎn)換點時間，最后持壓，否則將影響質(zhì)量。

3、 壓射沖頭磨損受阻,壓射不暢對壓鑄參數(shù)的影響;

4、壓射室和沖頭磨損原因的分析:

壓射室與沖頭的配合度間隙小于0.1毫米,沖頭與壓室來回磨擦產(chǎn)生高溫易損,壓室直徑變大,沖頭變小,將沖頭有鋁屑卡住,影響壓室傳遞速度及壓而不服力,至所以沖頭要使用耐高溫的潤滑油,壓射桿必開通冷卻水,同時也要選擇沖頭材料,一般選用球墨鐵或鈹青銅等。