1、壓鑄鋅合金熔煉及其渣的處理  一、熔煉過程的物理、化學現象 合金熔煉是壓鑄過程的一個重要環節，熔煉過程不僅是為了獲得熔融的金屬液，更重要的是得到化學成分符合規定，能使壓鑄件得到良好的結晶組織以及氣體、夾雜物都很小的金屬液。在熔煉過程中，金屬與氣體的相互作用和金屬液與坩堝的相互作用使組分發生變化，產生夾雜物和吸氣。所以制訂正確的熔化工藝規程，并嚴格執行，是獲得高質量鑄件的重要保證。1. 金屬與氣體的相互作用在熔煉過程中，遇到的氣體有氫（H2）、氧（O2）、水汽（H2O）、氮（N2）、CO2、CO等，這些氣體或是溶于金屬液中，或是與其發生化學作用。 2. 氣體的來源氣

2、體主要由原料中來，也可以從爐氣、爐襯、原材料、熔劑、工具等途徑進入合金液中。 3. 金屬與坩堝的相互作用當熔煉溫度過高時，鐵質坩堝與鋅液反應加快，坩堝表面發生鐵的氧化反應生成Fe2O3等氧化物；此外鐵元素還會與鋅液反應生成FeZn13化合物（鋅渣），溶解在鋅液中。鐵坩堝壁厚不斷減薄直到報廢。 二、熔煉溫度控制  1. 壓鑄溫度壓鑄用的鋅合金熔點為382386，合適的溫度控制是鋅合金成分控制的一個重要因素。為保證合金液良好的流動性充填型腔，壓鑄機鋅鍋內金屬液溫度為415430，薄壁件、復雜件壓鑄溫度可取上限；厚壁件、簡單件可取下限。中央熔煉爐內金屬液溫度為43045

3、0。進入鵝頸管的金屬液溫度與鋅鍋內的溫度基本一樣。通過控制鋅鍋金屬液溫度就能對澆注溫度進行準確的控制。并做到： 金屬液為不含氧化物的干凈液體； 澆注溫度不波動。 溫度過高的害處： 鋁、鎂元素燒損。 金屬氧化速度加快，燒損量增加，鋅渣增加。 熱膨脹作用會發生卡死錘頭現象。 鑄鐵坩堝中鐵元素熔入合金更多，高溫下鋅與鐵反應加快。會形成鐵-鋁金屬間化合物的硬顆粒，使錘頭、鵝頸過度磨損。 燃料消耗相應增加。 溫度過低：合金流動性差，不利于成形，影響壓鑄件表面質量?，F在的壓鑄機熔鍋或熔爐都配備溫度測控系統，日常工作中主要是定時檢查以保證測溫儀器的準確性，定期用便攜式測溫器（溫度表）實測

4、熔爐實際溫度，予以校正。 有經驗的壓鑄工會用肉眼觀察熔液，若刮渣后覺得熔液不太粘稠，也較清亮，起渣不是很快，說明溫度合適；熔液過于粘稠，則說明溫度偏低；刮渣后液面很快泛出一層白霜，起渣過快，說明溫度偏高，應及時調整。 2. 如何保持溫度的穩定 最佳方法之一：采用中央熔煉爐，壓鑄機熔爐作保溫爐，從而避免在鋅鍋中直接加鋅錠熔化時造成大幅度溫度變化。集中熔煉能保證合金成分穩定。 最佳方法之二：采用先進的金屬液自動送料系統，能夠保持穩定的供料速度、合金液的溫度及鋅鍋液面高度。 如果目前生產條件是在鋅鍋中直接加料，建議將一次加入整條合金錠改為多次加入小塊合金錠，可減少因加料引起的溫度變化幅度。

5、 三、鋅渣的產生及控制通過熔煉合金從固態變為液態，這是一個復雜的物理、化學過程。氣體與熔融金屬發生化學反應，其中氧的反應最為強烈，合金表面被氧化而產生一定量的浮渣。浮渣中含有氧化物和鐵、鋅、鋁金屬間化合物，從熔體表面刮下的浮渣中通常含有90%左右的鋅合金。鋅渣形成的反應速度隨熔煉溫度上升成指數增加。正常情況下，原始鋅合金錠的產渣量低于1%，在0.30.5%范圍內；而重熔水口、廢工件等產渣量通常在25%之間。 1. 鋅渣量的控制 嚴格控制熔煉溫度，溫度越高，鋅渣越多。 盡可能避免鋅鍋中合金液的攪動，任何方式的攪動都會導致更多的合金液與空氣中氧原子的接觸，從而形成更多的浮渣。

6、不要過于頻繁的扒渣。當熔融的合金暴露于空氣中都會發生氧化，形成浮渣，保留爐面一層薄的浮渣有利于鍋中液體不進一步氧化。 扒渣時，使用一個多孔（6 mm）盤形扒渣耙，輕輕從浮渣下面刮過，盡可能避免合金液攪動，將刮出的渣盛起，扒渣耙在鋅鍋邊輕輕磕打，使金屬液流回鋅鍋中。 2. 鋅渣的處理 賣回原料供應商或專門處理廠，因為自行處理可能成本更高。 壓鑄廠自行處理。需要有單獨的熔爐，鋅渣重熔溫度在420440范圍內。同時加入助熔劑。熔煉100公斤渣，需加入0.51.5公斤助熔劑，先均勻散發在金屬液面，隨后用攪拌器將其均勻混入熔融金屬中（約需24分鐘），保溫5分鐘后，表面產生一層更似泥土類的東西，

7、將其刮掉。 四、水口料、廢件重熔水口料、廢料、垃圾位、報廢工件等，不宜直接放入壓鑄機鋅鍋內重熔。原因是這些水口料表面在壓鑄成形過程中發生氧化，其氧化鋅的含量遠遠超過原始合金錠，當這些水口料在鋅鍋中重熔時，由于氧化鋅在高溫條件下呈粘稠狀態，將其從鋅鍋取出時，會帶走大量的合金成分。把水口料等另外重熔，是為了將氧化鋅和液體合金中有效的分離開，熔煉中須加入一些溶劑，鑄成錠后使用。 五、電鍍廢料重熔電鍍廢料應同無電鍍廢料分開熔煉，因為電鍍廢料中含銅、鎳、鉻等金屬是不溶于鋅的，留在鋅合金中會以堅硬的顆粒物存在，帶來拋光和機加工的困難。電鍍廢料重熔中注意將鍍層物質與鋅合金分開，先將電鍍廢

8、料放入到裝有鋅合金熔體的坩堝中，這時不要攪動熔體，也不要加入熔劑，利用鍍層物質熔點高，鍍層不會熔入合金中，而會在最初一段時間內浮在熔液表面，當全部熔化后，讓坩堝靜置15 20分鐘，看表面是否還會有浮渣出現，把浮渣刮干凈。經過這一道工序后，再看是否有必要加精煉劑。 六、熔煉操作中注意事項 1. 坩堝：使用前必須進行清理，去除表面的油污、鐵銹、熔渣和氧化物等。為防止鑄鐵坩堝中鐵元素溶解于合金中，坩堝應預熱到150 200，在工作表面上噴一層涂料，再加熱到200300，徹底去除涂料中水份。2. 工具：熔煉工具在使用前應清除表面臟物，與金屬接觸的部份，必須預熱并刷上涂料。工具不能沾

9、有水分，否則引起熔液飛濺及爆炸。3. 合金料：熔煉前要清理干凈并預熱，去除表面吸附的水分。為了控制合金成分，建議采用2/3的新料與1/3的回爐料搭配使用。4. 熔煉溫度絕對不能超過450。5. 及時清理鋅鍋中液面上的浮渣，及時補充鋅料，保持熔液面正常的高度（不低于坩堝面30 mm），因為過多的浮渣和過低的液面都容易造成料渣進入鵝頸司筒，拉傷鋼呤、錘頭和司筒本身，導致卡死錘頭、鵝頸和錘頭報廢。6. 熔液上面的浮渣用扒渣耙平靜地攪動，使之集聚以便取出。1  中國壓鑄市場基本概況2005年全國壓鑄件產量864200噸，2006年預計突破100萬噸大關，這只是狹義的高壓壓鑄。按廣義的壓鑄范疇

10、，即包括低壓鑄造和擠壓鑄造等各種壓力下鑄造成型工藝，其總產量可達140萬噸。2006年，“十一五”規劃的第一年，社會經濟發展勢頭良好。中國汽車工業協會統計，2006年上半年全國汽車產量363.03萬輛,同比增長28.94%;銷售353.52萬輛,同比增長26.71%。海關總署公布，上半年汽車及零部件出口113.27億美元，同比增長44.32%。2006年國內生產總值預期增長8，而上半年實際增長10.9。壓鑄業仍將保持穩步發展。研究中國壓鑄市場必先了解相關的經濟環境。從上游來看,2005年全國原鋁產量781萬噸、鋅產量217萬噸、鎂產量46.96萬噸、銅產量258萬噸。有色金屬生產持續增長，為壓

11、鑄生產增長提供豐富資源。以鋁為例：2005年總產量781萬噸，其中國內消費710萬噸，凈出口68.2萬噸,其他2.4萬噸。按工藝用途分類：建筑型材和工業型材 340萬噸,占47.9%; 鋁鑄件160萬噸,占22.5%;鋁板棒材138萬噸,占19.4%;鋁箔62萬噸, 占8.8% ;其他方面10萬噸,占1.4%。從下游來看:2005年中國汽車、摩托車等交通運輸業鋁鑄件總量約為96萬噸，其中汽車、摩托車、農用車、電動自行車等裝車量合計67.5萬噸;鋁合金輪轂等配件出口12萬噸;投入汽車、摩托車配件市場16.5萬噸。在鋁鑄件總產量160萬噸中，其余64萬噸則用于電子電器、機械儀表、燈具、工具、五金等

12、各個行業。擴展視野，向上游下游延伸，可帶來更多商機。2  中國壓鑄持續發展的必然性2.1 國民經濟持續發展是壓鑄增長的根本保障我國近百年來貧困落后所蘊藏的要翻身的巨大能量，這種“后發優勢”在改革開放政策的引導下，形成為推動經濟發展的動力。人民的意志決定了市場的走向，我國的“汽車熱” “房產熱”乃至 “經濟熱” 將延續下去，特別是制造業高速發展期將延續更久。“十一五”規劃 GDP 年均增長7.5，這就為壓鑄業持續發展提供了最根本的保障。2.2 世界經濟一體化促使壓鑄重心向中國轉移在經濟全球化的浪潮中，產業發展序列的國際分工正在形成。我國的經濟水平，特別是擁有千萬噸有色金屬資源和豐富的勞

13、動力資源以及巨大的市場，決定我國在國際產業分工中主要處于產品制造的序列。從而，將在很長期間承擔國際有色金屬鑄件及其制品的生產制造任務。世界壓鑄生產的重心向東方轉移已成必然趨勢。 我們清醒地知道, 這將付出大量的有色金屬資源、能源，也污染了環境。 我們應積極提升技術含量和增大附加值，創造條件逐步實現產業轉型，將傳統壓鑄業發展成為現代壓鑄業。2.3 汽車工業的迅速發展和輕量化促進壓鑄生產持續發展鑄件的輕量化已成為重要的發展趨勢。汽車輕量化的迫切需要為壓鑄業的發展提供了廣闊的前景。國內外市場對壓鑄件的巨大需求,這就決定了中國壓鑄業持續發展是歷史的必然。3  中國壓鑄生產發展的多元化日本和美

14、國的汽車壓鑄件占壓鑄件總量比例很高，而我國相對較低。再加上1700萬輛摩托車、268萬輛農用車和800萬輛電動自行車的平衡；五金燈具、電子電器、電動工具等行業十分興旺，故我國壓鑄業生產發展保持較大的穩定性和較高的增長速度。2005年壓鑄件:汽車和摩托車542700噸占62.8%,五金玩具138200噸占16%,電器電子101900噸占11.8%,其他領域81400噸,占9.4%。3.1 汽車發動機鋁合金缸體壓鑄近年來，我國汽車鋁合金發動機缸體壓鑄發展迅猛。廣州東風本田發動機公司、重慶長安汽車集團、長安鈴木汽車、哈爾濱東安動力等公司均于2002年前后引進全自動生產線，壓鑄汽車發動機鋁合金缸體。上

15、海乾通汽車附件公司生產柳河五菱汽車鋁合金缸體，后又引進3550噸全自動壓鑄生產線，致力于更大的鋁合金壓鑄件的開發與生產。最近，長春一汽集團、宜興江旭鑄造公司、廣東鴻圖科技股份公司等均引進大型壓鑄機自動化生產線，開發大型鋁合金、鎂合金壓鑄件。特別是2005年跨國汽車巨頭在我國掀起新一輪發動機投資熱，其勢越來越旺，這將有力地推動鋁合金發動機缸體壓鑄的加速發展。3.2 汽車摩托車鋁合金輪轂全國鋁合金輪轂生產企業近百家，2003年總產量4250萬只；2004年達到4700萬只，出口占36%。2005年產量5200余萬只，并擴大出口。鋁合金輪轂發展勢頭方興未艾。3.3 摩托車產銷長盛不衰雙創新高2005

16、年全國摩托車產量1776.7萬輛，銷售 1774.5萬輛, 出口 722.66萬輛, 創匯 22.48億美元。 涌現：江門大長江、嘉陵、建設、錢江、洛陽北方5個百萬輛級企業。力帆、隆鑫、新大洲本田、輕騎和金城集團產量均在80萬輛以上。摩托車工業“十一五”發展目標：產量2200萬輛，工業總產值1200億至1300億元。2006年摩托車生產增長呈加速趨勢，摩托車行業長盛不衰，成為鋁合金壓鑄生產持久發展的重要支柱。3.4 汽車零部件已構成巨大市場國家統計局統計，2005年全國汽車零部件工業企業，完成工業總產值3527.55億元，同比增長17.34%；產品銷售收入3448.87億元，同比增長18.67

17、%；實現利稅199.56億元。海關總署公布，2006年上半年汽車零部件出口總額100.44億美元，同比增長38.42。2010年汽車零部件（包括裝車、配件、出口三個部分）有望達到8000億元的規模。在汽車零部件總額中，鋁合金壓鑄件占有很大的份額。3.5 房地產業火爆推動五金高速發展2005年底，我國城鎮房屋建筑面積已達164億平方米，城鎮人均住宅面積提高到26平方米。房地產業強勁的發展勢頭，有力地推動了建筑五金、日用五金生產的迅速發展。五金工業集群向專業生產基地發展已成為必然趨勢，如浙江玉環生產閥門和衛浴五金制品的企業約800余家，年產值75億元，出口25億元，閥門生產約占全國 60%。 溫州

18、擁有400多家鎖具生產企業，年產值60多億元，出口20多億元，被譽為“鎖都”。五金行業高速發展為壓鑄業提供了廣闊空間。3.6 鋅合金壓鑄件生產穩步增長2005年，鋅合金壓鑄件產量達到 218500噸，占壓鑄件總產量 25.2%。鋅合金壓鑄以沿海省市為主，廣東居于首位，其次是浙江、江蘇、上海、天津、福建等省市。特別是香港、澳門回歸，大批鋅合金壓鑄業務和設備轉移到珠江三角洲等沿海地區，更加增添了鋅合金壓鑄市場的繁榮。近年來，由于鋅價猛漲，壓鑄成本劇增,將給鋅合金壓鑄生產發展帶來影響。3.7 鎂合金壓鑄生產的迅速發展2005年，我國原鎂產量達到 46.96萬噸，鎂合金壓鑄件以年增長20%的高速向前發

19、展，生產和科研單位近百家。汽車鎂合金壓鑄件的生產企業有：上海乾通、一汽集團、東風集團、浙江岱美、杭州富春、常熟中翼、吉林臨江鎂業等；生產電腦、手機外殼為主的企業有：青島金谷鎂業、蘇州可成科技、太倉敬得科技、昆山富鈺精密組件、廣東嘉瑞、鎂達、美利達、 泛亞歐寶、東運鎂業、環宇鎂鋁、黃江精誠、深圳鏗利、富士康、創金美、長春華禹鎂業、寧波耐特鎂業等；重慶隆鑫集團“全鎂概念摩托車”和北京遠東鎂合金制品公司開發的 “自行車鎂合金車架整體壓鑄”均為典型范例。重慶鎂業科技、廣東鴻圖科技、南京華宏鎂業等均為鎂合金壓鑄的發展作出了貢獻。4  中國壓鑄生產發展的集群性各地區以汽車、摩托車、電子電器、家電

20、五金等龍頭企業，帶動壓鑄件生產企業、壓鑄設備企業、模具企業、合金企業等，形成為壓鑄工業群體，促進該地區壓鑄生產的迅速發展。華北地區   43210 噸 占5.0% 東北地區  73450 噸  占  8.5%華東地區  325800 噸 占 37.7% 中南地區 297300 噸  占 34.4%西南地區  103700 噸 占 12.0% 西北地區  20740 噸  占  2.4%全國總計  864200 噸 占100.0%欲建壓鑄強國，企業是基礎，現涌現一批壓鑄骨干企業

21、，規模較大,設備精良,水平較高,是我國壓鑄業未來的希望。華北北京汽摩 天津柳河 河北唐凱 戴卡輪轂 北方易初 華泰鋁輪 秦太壓鑄 天元鋁業東北一汽特鑄 聯合壓鑄 長春東方 愛迪壓鑄 沈陽新樂 興華電器 臨江鎂業 大連亞明 哈爾濱東安  三佳化油器華東  上海乾通 皮爾博格 春蘭集團 萬豐奧特 南京金城 華宏鎂業 六豐機械 宜興江旭 濟南輕騎 廈門燦坤 揚州嶸泰 江陰新大 常州日升 青島金谷 煙臺大宇 可成科技 上海新格 青島金藝 寧波杰友升 上海金合利 中南東風本田 力勁科技 嘉瑞集團 鴻圖科技 廣東文燦 湛江德利 東莞鴻圖 中南輪轂

22、 東莞泛亞 珠海嶸泰 宜安實業 江門華鈴 東風集團 湖北華陽 增城運豪 江西昌華 江門大長江 創金美科技 富士康集團 伊之密壓鑄西南重慶渝江 成都興光 建設集團 長安汽車 重慶鎂業 貴州華宇西北陜西烽火集團 秦嶺航空電器 西安儀表 綿陽富臨 西安東方 陜西江南5  中國壓鑄生產經營的艱巨性2010年我國汽車需求將達到900萬輛以上，2020年將成為世界上最大的汽車市場，跨國巨頭搶占汽車零部件市場勢在必然,市場競爭勢必激烈。中國將用十年時間，實現零部件出口占世界汽車貿易額的10，即1200多億美元的規模，這為中國壓鑄業開創一條生存發展大道。以壓鑄設備為例：國外壓鑄機

23、制造商大舉進軍大陸市場，就地生產、就地銷售。已建廠的有：日本宇部、日本東芝、瑞士布勒、德國富來、美國派克瑪、大韓鑄造設備等公司。這為中國壓鑄業生產發展和技術提升發揮了積極的促進作用。強手如林，群雄逐鹿，對國內壓鑄機制造業的生存形成了巨大的壓力，將壓力轉化為動力，奮發圖強，繼承創新，逐步形成具有中國特色的壓鑄設備制造業，以求得生存和發展。市場競爭激烈，原材料價格猛漲，產品成本劇增，利潤空間縮小，我國壓鑄業面臨嚴重考驗。結束語中國壓鑄，從1947年開始已有六十年歷史，現擁有國際和國內兩個巨大的市場，擁有有色金屬資源和勞動力豐富的優勢，并擁有一支長期從事壓鑄科學實驗和生產實踐的專業技術隊伍。2006

24、年，中國壓鑄產量預期突破100萬噸大關，按“廣義壓鑄”范疇，包括低壓鑄造和擠壓鑄造等合計已達140萬噸的規模，這就構成了中國壓鑄業進入劃時代發展的重要物質技術基礎。當前，大而不強的現實，嚴重阻礙了我國壓鑄業的健康發展，削弱了我國壓鑄業的國際競爭實力。由大變強，已成為全國壓鑄界有志之士最為強烈的祈盼，爭取用10年至15年的時間，即2020年之前完成“壓鑄大國”向“壓鑄強國”的提升，以實現我們夢寐以求并終生為之奮斗的宿愿。由于我國壓鑄業與工業先進國家相比確實存在差距，即使壓鑄件產量趕上去了，但要成為壓鑄強國，尚有一個艱苦漫長的過程。必須謙虛謹慎，學習國外先進技術和管理經驗，奮力拼搏，開拓創新，才能

25、重鑄中華鑄造的歷史輝煌！ 作者  宋才飛  從事有色壓鑄五十年，歷任上海市鑄造協會有色壓鑄專業委員會主任委員、中國鑄造協會壓鑄分會副主任委員、全國鑄造學會壓鑄委員會顧問等職。上海市臨汾路299弄5號705室（200435）電話02156886242電子郵件songcf壓鑄技術基礎（一）壓鑄的幾個基本問題  鑄件的收縮 根據壓鑄的特點，鑄件的收縮規律大致如下： 1.  冷卻凝固時，包緊成型零件，并受這些零件所阻礙，收縮量就比較小 2.  薄壁鑄件的收縮量比厚壁鑄件小 3.  大

26、鑄件的收縮百分率比小鑄件的收縮百分率小 4.  壓鑄成形后，留模時間愈長，收縮量愈小 5.  形狀復雜的鑄件比簡單鑄件收縮量小 6.  同一鑄件的不同尺寸部位，各處于上不同的情況時，各自的收縮率有可能不相同 7.  鑄件的收縮是在實體上產生的，故在空檔部位上，有時它的實際收縮可能使該部位的尺寸變大 此外，鑄件的收縮可能與工藝因素，操作方面（如分型面的清理、涂料涂層的厚?。┯嘘P。 上述的收縮規律性只是針對一些特定條件而言，生產中，常常應根據實際情況加以綜合的考慮。  內澆口速度

27、     為便于生產中對內澆口速度的選定，將鑄件的壁厚與內澆口速度的關系列于表中。 在選取用內澆口速度時，可以考慮下列情況 1.   鑄件形狀復雜時，內澆口速度可高些 2.   合金澆入溫度低時，內澆口速度可高些 3.   合金和模具材料的導熱性能好時，內澆口速度應高些 4.   內澆口厚度較厚時，內澆口速度應高些 鑄件平均壁厚 （毫米）內澆口速度   （米/秒）鑄件平均壁厚（毫米）內澆口速度&#

28、160;  （米/秒544536303724250728342.540488263233846924293.5364410222743442      速度與壓力的關系 根據流體力學的論述，伯努利定理適用于理想流體和穩定流動，其方程式為：        p/+gz+1/2q2=Const 它是一維流動問題中最重要的一個關系，而且在整個流體力學的領域里也具有根本的重要性。它是一個能量守恒的表達式，因為每一項都代表單位質量的

29、能量：第一項是壓力所做的功，每二項是由于重力而引起的勢能，而第三項是動能。 于是，按照壓鑄過程的金屬流動來看，壓室內熔融金屬從沖頭速度加速到內澆口的過程，便可根據伯努利方程式列出如下的表示式，即 p n/+gh n+1/2v2 n=p b/+gh s+1/2v2 c     式中p n 內澆口處通過金屬流之前的壓力（公斤/厘米2 ）      熔融金屬的密度（公斤/厘米3 ）      g 重力加速度（981厘米/秒2 ） &

30、#160;    h n 內澆口壓力頭高度（厘米）      v n 內澆口速度（厘米/秒）      p b 壓室內作用于金屬上的壓力（公斤/厘米2 ），此處實為填充比壓，符號應為pb c，但為敘述方便，直接用p b列出      h s 壓室的壓力頭高度（厘米）      v c 沖頭速度（厘米/秒） 但是，對于壓鑄過程來說，對上述表示式可作如下的分析：

31、     內澆口處通過金屬流之前的壓力p n，在模具上開有足夠的排氣道的情況下，相當于大氣壓力，而壓室內作用于金屬上地壓力p b（實為填充比壓）則甚大于大氣壓力，故移項后，p b-p n的差值與p b十分接近，所以p n項可忽略不計。   內澆口的壓力頭高度h n和壓室的壓力頭高度相差只有幾厘米，因此，可按相等看待，在等式的兩邊的抵消而消除。 沖頭速度v c與內澆口速度v n相比，由于面積F S和F n相差十幾倍甚至幾十倍，故沖頭速度總是比內澆口速度小十幾倍或幾十倍，況且在伯努利方程式中還是一個平方數，因此，v c也不予計入

32、。 于是，表示式可簡化為        1/2v2 n = p b / 即        v n=(2p b/)1/2    當密度用比重r來表示，即 =r/g 所以，內澆口速度 v n與壓力（填充比壓）的關系式便可寫成        V n=(2gpb/r)1/2   

33、0;但是，熔融金屬畢竟不同于理想流體，熔融金屬本身的物理特性（粘性、表面張力、內磨擦等）造成的速度損失必須加以考慮，同時，金屬的流動還與澆道幾何形狀、流動規律（撞擊、轉向、氣體阻礙等）有關，這些都是使速度損失的因素。 因此，設為流動時受到各種影響而使速度降低的總的系數。并稱之為阻力系數。這個阻力系數可大致地定為0.358。于是內澆口速度與比壓的關系在計入阻力系數后的計算式為： v n=0.358(2gpb/r)1/2   當內澆口速度已經選定，則比壓p b（實為填充比壓pb c）可由下式求得 p b=v2 nr/(2g*0.3582 )

34、0;生產中，由于機器的驅動系統、傳動機構中的壓力均有損失，閥門的開閉可能滯后，機器運動零部件慣性、運動時的各種摩擦阻力以及壓力液的泄露等等因素的存在，使填充比壓和沖頭速度都有所損失，而損失的程度，則是以機器的效能而定，這種效能可以通過儀器測定。調節機器時，預定的壓力（比壓）和沖頭速度便根據損失的程度，按計算出的壓力適當加大，從而沖頭速度也隨之得到補償。  填充時間 熔融金屬自開始進入型腔到充滿的過程所需的時間稱為填充時間。 填充時間是壓力、速度、溫度、澆口、排氣、金屬性質以及鑄件結構（壁厚）等多種因素結合以后造成的結果，因而也是填充過和中各種因素相互協調

35、的綜合反映。 前面已經提前提到，填充結束時，型腔內不同部位的金屬的凝固不是同時完成的，亦即局部的金屬早凝固是不可避免的。但是，在決定填充時間時，仍然把填充結束前金屬不產生凝固這一理想情況為條件的?？纱?，最佳填充時間應是壓鑄的金屬尚未凝固而允許最長的填充型腔的時間。 根據鑄件凝固溫度的理論，再將有關方面綜述如下： 1.  金屬的凝固溫度范圍是在液相線與固相線溫度之間； 2.  為了使熔融在填充過程中保持必要的填充性（流動性），金屬應處于過熱溫度； 3.  金屬凝固時釋放的熱量通過型壁進行傳導； 4.

36、0; 過熱的金屬液到完全凝固前釋放的熱量應等于模具在該段時間內吸收的熱量。這一過程與合金的比熱和模具的熱傳導系數有關。 在上述的基礎上，再根據逆流式換熱器的原理加以推導，便得到如下的方程式： t=(Tn-Ty)CG/(Tn-Tm)HmF 式中  t填充時間（秒） Tn內澆口處熔融金屬的溫度（） Ty熔融金屬的液相線溫度（） Tm模具溫度（） 熔融金屬（合金）的比熱（卡/克） G鑄件的重量（克） Hm模具熱傳導系數（卡/厘米2·秒·）（與凝固時間的計算中的Hm相同） 

37、F鑄件表面面積(厘米2) 其中，G/F可看成一個比率，并用鑄件壁厚b的一半b/2代替。 根據有關資料，以這一方程式為基礎，得到如下的計算式            t=0.034b(Tn-Ty+64)/(Tn-Tm)        t填充時間（秒）        Tn內澆口處熔融金屬的溫度（）   &

38、#160;    Ty熔融金屬的液相線溫度（）        Tm模具溫度（）        b鑄件的平均壁厚（毫米） 計算時，平均壁厚b可大致地按如下原則確定，即：一般取鑄件上同一壁厚最多的數值為平均壁厚。 必要時，平均壁厚也可按下式計算： b=(b1F1+b2F2+b3F3+)/(F1+F2+F3) 式中，b1,b2,b3鑄件某個部位的壁厚： F1,F2,F3壁厚為b1,b

39、2,b3部位的面積 表中列出了供直接選用的按壁厚確定的填充時間值，表內數值是綜合了確定填充時間的各種計算方法和試驗數值，結合生產中許多種壓鑄實際情況，做了一定的計算和驗證工作后提出的，列出的數值是以鋁合金為基礎的，但適用于其他合金。 鑄件的平均壁厚（厘米）填充時間    （秒）鑄件的平均壁厚（厘米）填充時間 （秒）10.0100.01450.0480.0721.50.0140.02060.0560.08420.0180.02670.0660.1002.50.0220.03280.0760.11630.0280.04090.0880.1383.5

40、0.0340.050100.1000.16040.0400.060    在表中范圍內，填充時間還可以考慮下列情況來選用： 1.   合金的入溫度高時，填充時間可選長些 2.   模具溫度高時，填充時間可選長些 3.   鑄件厚壁部分遠離內澆口遠時，填充時間可選長些 4.   熔化潛熱和比熱高的合金，填充時間可選長些 以上的計算或查表選用，都只是壓鑄生產前的預選工作，還應通過試模或試生產的過程，采取測定實際的沖頭速度方法，對預

41、選的填充時間加以驗證。      增壓建壓時間和壓力升高時間 增壓建壓時間是指在增壓階段的起始點上能夠把升高的壓力建立起來的時間，在這個起始點上的壓力的大小即為填充階段填充比壓的大小。從壓鑄工藝上來說，所需的增壓建壓時間愈短愈好，但是機器壓射系統的增壓裝置所能提供的增壓建壓時間是有限度的，性能較好的機器的最短建時間也不短于0.01秒。 壓力升高時間指從增壓壓力建立起，直到壓力升高到預定的數值所需的時間，從壓鑄上來說，壓力升高時間的長短，主要是由型腔中金屬的凝固時間所決定，因而與下列因素有關： ）不同的合金有不同的凝

42、固時間，凝固時間長的，壓力升高時間亦稍長。 ）厚壁鑄件的凝固時間較長，壓力升高時間亦稍長。 ）型腔中金屬的凝固在不同的部位上各自為往往不是同時完成是，尤其是復雜的和大型的鑄件，模具熱平衡狀態更為復雜，這時取決于與內澆口相連的部位上的金屬凝固時間。 由此可見，增壓壓力的建成，應與金屬的凝固形成這樣的關系：即：金屬凝固的過程中，隨著致密度的逐漸增加，所需的壓力逐漸要大。因此，在理想的條件下，僅就時間而言，壓力升高時間的長短可以與凝固時間同樣的看待。在這種情況下，增壓的作用也達到了理想的預期效果， 實際上，應使壓力升高時間比金屬的凝固時間稍短才是合理的，因為時

43、間的絕對值極其短促，若增壓壓力的建成稍遲，也會失去作用。當然，如果壓力升高時間過短，金屬尚未完全凝固，增壓壓力早已建成并作用于其上，則將增大脹型力的液壓沖擊作用，在位移壓力曲線上形成過高的壓力峰值，從而引起脹型力超過極限值，發生機器鎖模力不足的現象。 因此，機器壓射系統的增壓裝置上，壓力升高時間的可調性十分重要。根據凝固時間來看，其調整范圍在0.0150.3秒內比較適宜。實際生產中，應根據鑄件的大?。ɑ驂鸿T機的大?。┰賱澐殖鲂〉姆秶鸿T技術基礎（二） 壓鑄件的缺陷及產生的原因  壓鑄生產中遇到的質量問題很多，其原因也是多方面。生產中必須對產生的質量問題

44、作出正確的判斷。找出真正的原因，才能提出相應切實可行的有效的改進措施，以便不斷提高鑄件質量。 壓鑄件生產所出現的質量問題中，有關缺陷方面的特征、產生的原因（包括改進措施）分別敘述于后。  一、欠鑄 壓鑄件成形過程中，某些部位填充不完整，稱為欠鑄。當欠鑄的部位嚴重時，可以作為鑄件的形狀不符合圖紙要求來看待。通常對于欠鑄是不允許存在的。 造成欠鑄的原因有： ）填充條件不良，欠鑄部位呈不規則的冷凝金屬 Ø   當壓力不足、不夠、流動前沿的金屬凝固過早，造成轉角、深凹、薄壁（甚至薄于平均壁厚）、柱形孔壁

45、等部位產生欠鑄。 Ø   模具溫度過低 Ø   合金澆入溫度過低 Ø   內澆口位置不好，形成大的流動阻力 ）氣體阻礙，欠鑄部位表面光滑，但形狀不規則 Ø   難以開設排溢系統的部位，氣體積聚 Ø   熔融金屬的流動時，湍流劇烈，包卷氣體 ）模具型腔有殘留物 Ø   涂料的用量或噴涂方法不當，造成局部的涂料沉積 Ø&#

46、160;  成型零件的鑲拼縫隙過大，或滑動配合間隙過大，填充時竄入金屬，鑄件脫出后，并未能被完全帶出而呈現片狀夾在縫隙上。當之種片狀的金屬（金屬片，其厚度即為縫隙的大?。┯滞褂谥車兔孑^多，便在合模的情況下將凸出的高度變成適為鑄件的壁厚，使以后的鑄件在該處產生穿透（對壁厚來說）的溝槽。這種穿透的溝槽即成為欠鑄的一種特殊形式。這種欠鑄現象多在由鑲拼組成的深腔的情況下出現。 Ø   澆料不足（包括余料節過?。?。 Ø   立式壓鑄機上，壓射時，下沖頭下移讓開噴嘴孔口不夠，造成一系列的填充條件不良。 &

47、#160;二、裂紋 鑄件的基體被破壞或斷開，形成細長的縫隙，呈現不規則線形，在外力作用下有發展的趨勢，這種缺陷稱為裂紋。在壓鑄件上，裂紋是不允許存在的。 造成裂紋的原因有： 1 鑄件結構和形狀 Ø   鑄件上的厚壁與薄壁的相接處轉變避劇烈 Ø   鑄件上的轉折圓角不夠 Ø   鑄件上能安置推桿的部位不夠，造成推桿分布不均衡 Ø   鑄件設計上考慮不周，收縮時產生應力而撕裂。 2 模具的成型零件的表

48、面質量不好，裝固不穩 Ø   成型表面沿出模方向有凹陷，鑄件脫出撕裂 Ø   凸的成型表面其根部有加工痕跡未能消除，鑄件被 Ø   成型零件裝固有偏斜，阻礙鑄件脫出。 3 頂出造成 Ø   模具的頂出元件安置不合理（位置或個數） Ø   頂出機構有偏斜，鑄件受力不均衡 Ø   模具的頂出機構與機器上的液壓頂出器的連接不合理，或有歪斜或動作不協調&#

49、160;Ø   頂針頂出時的機器頂桿長短不一致，液壓頂出的頂棒長短不一致。 4 合金的成分 1）對于鋅合金 A有害雜質鉛、錫和鎘的含量較多 B純度不夠 2）對于鋁合金 A含鐵量過高，針狀的含鐵化合物增多 B鋁硅合金中硅含量過高 C鋁鎂合金中鎂含量高 D其它雜質過高，增加了脆性 3）對于鎂合金 鋁、硅含量過高 5）合金的熔煉質量 A熔煉溫度過高，造成偏析 B保溫時間過長，晶粒粗大 C氧化夾雜過多 6）操作不合

50、理 A留模時間過長，特別是熱脆性大的合金（如鎂合金） B涂料用量不當，有沉積 7）填充不良、金屬基體未熔合，凝固后強度不夠，特別是離澆口遠的部位更易出現。  三、孔穴 孔穴包括氣孔和縮孔     1、氣孔 氣孔有兩種：一種是填充時，金屬卷入氣體形成的內表面光亮和光滑、形狀較為規則的孔洞。另一種是合金熔煉不正確或不夠，氣體熔解于合金中。壓鑄時，激冷甚劇，凝固很快，熔于金屬內部的氣體來不及析出，使金屬內的氣體留在鑄件內而形成孔洞。 壓鑄件內的氣孔以金屬卷入型腔中的氣體所形成的氣孔

51、是主要的，而氣體的大部分為空氣。 產生氣孔的原因 1. 內澆口速度過高，湍流運動過劇，金屬流卷入氣體嚴重 2. 內澆口截面積過小，噴射嚴重 3. 內澆口位置不合理，通過內澆口后的金屬立即撞擊型壁、產生渦流，氣體被卷入金屬流中 4. 排氣道位置不對，截面積不夠，造成排氣條件不良 5. 大機器壓鑄小零件，壓室的充滿度過小，尤其是臥式冷壓鑄機上更為明顯 6. 鑄件設計不合理。a形成鑄件有難以排氣的部位； b局部部位的壁厚太厚 7. 待加工面的加工量過大，使壁厚增加過多。 8. 熔融金屬中含有過多的氣體 

52、;2、縮孔 鑄件凝固過程中，金屬補償不足所形成的呈現暗色、形狀不規則的孔洞，即為縮孔。其原因有： I.   金屬澆入溫度過高 II.  金屬液過熱時間太長 III.  壓射的最終補壓的壓力不足 IV.  余料餅太薄，最終補壓起不到作用 V.   內澆口截面積過?。ㄖ饕呛穸炔粔颍?#160;VI.  溢流槽位置不對或容量不夠 VII.  鑄件結構不合理， 有熱節部位，并且該處有解決 VIII.   鑄件的壁

53、厚變化太大 在壓鑄件上，產生縮孔的部位，往往是容易產生氣孔的處所 ，故壓鑄件內，有的孔穴常常是氣孔、縮孔混合而成的。四、條紋 填充過程中，當熔融金屬流動的動能足以產生噴濺或雖然聚集成流束，但又相連得不緊密的條件時，邊界凝固層便具有“疏散效應”，而處于這種狀態金屬在隨后的金屬主流所覆蓋之前，早就凝固，于是，在鑄件表面上便形成紋絡，這就是壓鑄件上常見的條紋。鋁合金鑄件上條紋最為明顯，而在鑄件的大面積的壁面上，就更為突出。 這種條紋呈現不同的反射程度，有時比鑄件的基體的顏色稍暗一些，有時硬度上也稍有不一樣。根據工廠初步測定條紋的深度約在0.2毫米以內，而深度為0.05毫

54、米起，外觀就已經明顯地看出來。 對條紋作化學的、攝譜的和金相的研究發現，條紋與鑄件本身相同的化學成分，可而條紋不是硅偏析、渣滓、污損，也不是合金的其它化學本性原因造成的。條紋的深度僅0.080.20毫米。有時條紋有著清晰的邊界，有時條紋與鑄造組織混雜在一起，看不到明顯的過渡區。條紋的微觀組織基本上沒有不同于主要組織，只是它更細致一些。對于鋁合金來說，條紋內鋁硅共晶組織更加細致，合金組元中的金屬間化合物也是如此。條紋也呈現硅的不足（暗的組成物），但沒有發現化學上的差異。在條紋更細的組織中，硅的分布也不一樣，既然硅比鋁要黑些，因而條紋的顏色常?？磥砀怠?#160;綜上所述，壓鑄件表面的

55、條紋，是填充過程中必然發生的結果，尤其是鋁合金鑄件的表面更為突出，而條紋的組織和性質對于壓鑄件的使用來說，在一般的情況下沒有影響的。只有在壁很薄時，才對條紋的深度有限制。至于在光飾要求高的表面上則還是不應該存在的。 既然條紋是由于邊界凝固層的“疏散效應”所形成，而根據填充過程的特性，便可對產生這種“疏散效應”的原因作如下的分析： I.  填充時，劇烈的湍流將氣體卷入金屬流中，從而對金屬流速產生彌散作用。 II.  在填充過程中，鑄件的外殼層（邊界凝固層）常常不是整個地同時形成的（在填充理論的敘述中已經提到）在尚未形成殼層的區域便出現“疏散效應”

56、。對于有大平在面的鑄件，在大的平面壁上就更為明顯。 III.  模具溫度低于熱平衡條件所應有的溫度，使“疏散效應”更為強烈，產生的區域亦大為增多。 IV.  金屬流撞擊型壁而產生濺射所造成的“疏散效應”十分明顯，當撞擊后的金屬分散成密集的液滴，便成為麻面。這就是鑄件表面上總是帶有強烈的濺射痕跡的原因。正對內澆中的型壁是撞擊濺射最常見的區域。 V.  涂料涂層不勻，厚的部位受到金屬流的熾熱混雜在金屬中，并使金屬產生“分隔”，從而造成“疏散效應”。 VI.  涂料局部沉積而氣體又未揮發干凈，余下的氣體被金屬流所包卷，對

57、金屬流產生彌散作用。 VII.  排溢系統不合理，逸氣不通暢，型腔中的氣體過多，金屬流因氣體而彌散的作用增強。 根據條紋產生的原因，可見其深度是隨時變化的。所以，生產中，常常按深度的不同，將條紋分別稱為花紋、流痕、麻面和冷紋等等。而冷紋的深度則是條紋中最深的一種。  五、表層疏松     壓鑄件的外殼層（邊界凝固層）一般約為0.50.8毫米左右。在這個殼層（也稱表皮層）上有一種呈現松散不密實的宏觀組織，即為表層疏松。     表層疏松的形成的原因與條紋相似，故其性質

58、也很接近，也是有時有清晰的邊界，有時則無明顯的過渡區。但其深度則較條紋更深一些，而且總是與涂料過多而沉積有關，因此，表層疏松的顏色比條紋更為灰暗，反射更差。有時，也帶有涂料受熾熱而燒灼的顏色，所以有時這種還與涂料的本色有關。 深度很淺的表層疏松，一般來說沒有妨礙，但光飾（涂覆）則不允許存在。  六、冷隔 金屬流互相對接或搭接但未熔合而出現的縫隙，稱為冷隔。對于大鑄件來說，冷隔這種缺陷出現較多。 出現冷隔的部位通常是離內澆口遠的區域。它是由于金屬流分成若干股地流動時，各股的流動前沿已呈現冷凝狀態（稱為凝固前沿），但在后面的金屬流的推動下，仍然進行

59、填充，當與其相遇的金屬流同樣具有凝固前沿時，則相遇的凝固層不能再熔合，其接合處便呈現縫隙，這種縫隙便稱為冷隔。嚴重的冷隔對鑄件的使用有一定的妨礙，應視鑄件的使用條件和冷隔的程度而定。 產生冷隔的原因有： 1.  金屬流在型腔中分成若干股地進行填充 2.  溢流槽位置與金屬流股匯集處不吻合 3.  合金澆入溫度過低 4.  模具溫度過低 5.  內澆口速度太小 6.  金屬流程過長  七、凹陷     鑄件表

60、面上的癟下部位稱為凹陷，產生的原因有 1.  鑄件的熱節部位填充滿（內部有空洞），收縮時，表皮層雖有一定的強度，但在不破裂的情況下，仍然受到內部的收縮作用而表面呈現凹陷，即稱為縮凹。 2.  填充時，氣體被擠在金屬流與型腔壁面之間而未被排除出去，該處即出現凹陷。這凹陷的表面光潔，多出現在型腔難以排氣，而鑄件則是端旁邊緣部位上。 3.  在機器壓射機構的性能較差（如舊的立式機器）的情況下，當工作液壓力不穩定，壓射壓力也不穩定。推動金屬的壓力不連續，造成鑄件的表皮層不止一次地形成，但是每次表皮層的邊緣位置不同，前一次的表皮層有部分邊緣未被

61、后一次所覆蓋，便產生條狀的凹陷。 4.  模具型腔有殘留物，這在前面對產生欠鑄的原因中已經提到過。但產生時凹陷，型腔的殘留物并不一定是片狀，而是帶有不規則的各種形狀，殘留物高出型面的高度也不大，故鑄件的入深度也較淺。  八、氣泡     鑄件表皮下，聚集氣體因熱脹將鑄件表面鼓起的泡，稱為氣泡。氣泡的表皮仍然是壓鑄表皮。產生的原因有： 1.  型腔內氣體過多 2.  模具溫度過高（或冷卻通道失去作用）。  九、擦傷   

62、0; 鑄件的表面順著出模方向的拉傷痕跡，即為擦傷。它有兩種特征： 1.  金屬流撞擊型壁后，引起金屬對型壁的強烈焊合或粘附（如同將稠糊狀泥漿用力擲在墻上的粘附現現象一樣，用力愈大，粘附愈多），而當粘附部位在脫模時，金屬被擠拉而把表皮層撕破，鑄件該部位就出現拉傷。 2.  模具成形表面質量較差時，鑄件脫模造成拉傷，多呈直線（脫模方向）的溝道，淺的不到0.1毫米，深的約有0.3毫米。 擦傷嚴重時，便產生粘模，鑄件甚至脫不出來。擦傷現象以鋁合金最為嚴重 產生擦傷的原因有： 1.  成形表面斜度過小或有反斜度。 

63、2.  成形表面光潔度不夠，或加工紋向不對，或在脫模方向上平整度較差。 3.  成形表面有碰傷。 4.  涂料不足，涂料性質不合要求。 5.  金屬流撞擊型壁過劇。 6.  鋁合金中含鐵量過低（小于0.6%） 7.  金屬澆入溫度過高。  十、硬雜質 鑄件上硬度高于基體金屬的“點”或塊狀物，稱為硬雜質。硬雜質的存在對機械加工來說是極其不利的，它會使刀具損壞。由于鑄件外觀檢查難以發現，因此，必須在壓鑄過程中嚴格按照熔煉工藝規程和合理的回爐料配比加以消除。壓鑄

64、中，以鋁合金的硬雜質最為嚴重。 鋁合金的硬雜質多為非金屬硬雜質，其中主要是氧化鋁(Al 2O3)，它以大而密集的團塊或以細小而分散的顆粒而存在。相當大的團塊狀硬雜質（在低倍顯微檢查時顯得象黑斑點一樣），對機加工的刀具損壞最為嚴重。較小的粒狀硬雜質（在拋光表面上呈現微細的黑點），對于粗拋光、細拋光和電鍍等工序，都是極為有害的。硬雜質的存在也降低了鑄件的機械性能。 另一種非金屬硬雜質也是常常遇到的，它是一種堅硬的由鋁、鐵、錳、硅組成的復雜的金屬化合物。這種化合物通常是由MnAl 3在熔爐的較冷處形成的。這種MnAl 3微粒作為核心使鐵從液態金屬中析出。而硅又參與此復雜的化合物，便形成四元素的復合物。它對機加工時的刀具壽命同樣有嚴重的損害。而鑄件經加工后，硬雜質的部位正?；w顯示出不同程度的光亮度。當復合物呈大顆粒時，降低了熔融金屬的填充性能。并促進了與模具發生焊合。當遇到氧化鋁時，氧化鋁又作為這種復雜化合物的凝固核心而加速了復合物的形成。當對熔融金屬（鋁合金）加熱到788并充分攪拌混和時，可以使復合物消失。但是如果復合物過多，則應清除干凈而換入新的合金。 產生硬雜質的原因有：