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壓力鑄造
鎖定
- 中文名
- 壓力鑄造
- 外文名
- die casting
- 簡 稱
- 壓鑄
- 原 理
- 金屬液的壓射成形原理
- 應 用
- 製造業等
- 學 科
- 鑄造學術語
壓力鑄造簡述
壓力鑄造是一種將液態或半固態金屬或合金,或含有增強物相的液態金屬或合金,在高壓下以較高的速度填充入壓鑄型的型腔內,並使金屬或合金在壓力下凝固形成鑄件的鑄造方法。壓鑄時常用的壓力為4~500MPa,金屬充填速度為0.5—120m/s。因此,高壓、高速是壓鑄法與其他鑄造方法的根本區別,也是重要特點。1838年美國人首次用壓力鑄造法生產印報的鉛字,次年出現壓力鑄造專利。19世紀60年代以後,壓力鑄造法得到很大的發展,不僅能生產錫鉛合金壓鑄件、鋅合金壓鑄件,也能生產鋁合金、銅合金和鎂合金壓鑄件。20世紀30年代後又進行了鋼鐵壓力鑄造法的試驗。
壓力鑄造的原理主要是金屬液的壓射成形原理。通常設定鑄造條件是通過壓鑄機上速度、壓力,以及速度的切換位置來調整的,其他的在壓鑄型行進行選擇。
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壓力鑄造特點
1、壓力鑄造的優點
1)生產率高,易於實現機械化和自動化,可以生產形狀複雜的薄壁鑄件。壓鑄鋅合金最小壁厚僅為0.3mm,壓鑄鋁合金最小壁厚約為0.5mm,最小鑄出孔徑為0.7mm。
2)鑄件尺寸精度高,表面粗糙度值小。壓鑄件尺寸公差等級可達CT3~CT6,表面粗糙度一般為Ra0.8~3.2μm。
3)壓鑄件中可嵌鑄零件,既節省貴重材料和機加工工時,也替代了部件的裝配過程,可以省去裝配工序,簡化製造工藝。
2、壓力鑄造的缺點
1)壓鑄時液體金屬充填速度高,型腔內氣體難以完全排除,鑄件易出現氣孔和裂紋及氧化災雜物等缺陷,壓鑄件通常不能進行熱處理。
2)壓鑄模的結構複雜、製造週期長,成本較高,不適合小批量鑄件生產。
3)壓鑄機造價高、投資大,受到壓鑄機鎖模力及裝模尺寸的限制,不適宜生產大型壓鑄件。
壓力鑄造工藝流程
在壓鑄生產中,壓鑄機、壓鑄合金和壓鑄型是三大要素。壓鑄工藝則是將三大要素作有權的組合並加以運用的過程。使各種工藝參數滿足壓鑄生產的需要。壓射比壓的選擇,應根據不同合金和鑄件結構特性確定。對充填速度的選擇,一般對於厚壁或內部質量要求較高的鑄件,應選擇較低的充填速度和高的增壓壓力;對於薄壁或表面質量要求高的鑄件以及複雜的鑄件,應選擇較高的比歷和高的充填速度。
澆注温度
澆注温度過高,收縮大,使鑄件容易產生裂紋、晶粒粒大、還能造成粘型;澆注温度過低,易產生冷隔、表面花紋和澆不足等缺陷。因此澆注温度應與壓力、壓鑄型温度及充填速度同時考慮。
壓鑄型的温度
在連續生產中,壓鑄型温度往往升高,尤其是壓鑄高熔點合金,升高很快。温度過高除使液態金屬產生粘型外,鑄件冷卻緩慢,使晶粒粗大。因此在壓鑄型温度過高時,應採用冷卻措施。通常用壓縮空氣、水或化學介質進行冷卻。
充填持壓
充填、持壓和開型時間
1)充填時間
自液態金屬開始進入型腔起到充滿型腔止,所需的時間稱為充填時間。充填時間長短取決於鑄件的體積的大小和複雜程度。對大而簡單的鑄件,充填時間要相對長 些,對複雜和薄壁鑄件充填時間要短些。充填時間與內澆口的截面積大小或內澆口的寬度和厚度有密切關係,必須正確確定。
2)持壓和開型時間
從液態金屬充填型腔到內澆口完全凝固時,繼續在壓射衝頭作用下的持續時間,稱為持壓時間。持壓時間的長短取決於鑄件的材質和壁厚。
持壓後應開型取出鑄件。從壓射終了到壓鑄打開的時間,稱為開型時間,開型時間應控制準確。開型時間過短,由於合金強度尚低,可能在鑄件頂出和自壓鑄型落下 時引起變形;但開型時間太長,則鑄件温度過低,收縮大,對抽芯和頂出鑄件的阻力亦大。一般開型時間按鑄件壁厚1毫米需3秒鐘計算,然後經試任調整。
壓鑄塗料
1) 在高温時,具有良好的潤滑性;
2) 揮發點低,在100~150℃時,稀釋劑能很快揮發;
3) 對壓鑄型及壓鑄件沒有腐蝕作用;
4) 性能穩定在空氣中稀釋劑不應揮發過度而變稠;
5) 在高温時不會析出有害氣體;
6) 不會在壓鑄型腔表面產生積垢。
鑄件清理
2)表面清理及拋光
表面清理多采用普通多角滾筒和震動埋入式清理裝置。對批量不大的簡單小件,可用多角清理滾筒,對錶面要求高的裝飾品,可用布制或皮革的拋光輪拋光。對大量生產的鑄件可採用螺殼式震動清理機。
清理後的鑄件按照使用要求,還可進行表面處理和浸漬,以增加光澤,防止腐蝕,提高氣密性。
壓力鑄造應用
由於壓鑄的優點,使它獲得廣泛的應用,主要應用於大批量生產的非鐵合金鑄件。在壓鑄件產量中,佔最大比重的是鋁合金壓鑄件,為30%~50%;其次為鋅合金壓鑄件;銅合金壓鑄件佔1%~2%。應用壓鑄件最多的是汽車、拖拉機制造業,其次為儀表製造和電子儀器工業,再次為農業機械、國防工業、計算機、醫療器械等製造業。用壓鑄法生產的零件有發動機汽缸體、汽缸蓋、變速箱箱體、發動機罩、儀表和照相機的殼體與支架、管接頭、齒輪等。