1、第一講:壓鑄基本概念 一. 鑄造工藝 砂型鑄造 金屬型鑄造 特種鑄造 壓力鑄造 重力鑄造 低壓鑄造 熔模鑄造 陶瓷型鑄造 連續鑄造 離心鑄造 真空吸鑄 永久型鑄造二. 壓鑄概念壓力鑄造概念: (鋁,鋅,銅,鎂,鉛等合金) 即將熔融金屬（高溫）在高壓,高速條件下充型并在高壓下冷卻凝固成型的一種精密的成型工藝, 簡稱壓鑄,其最終產品稱為壓鑄件. （特點：三高）壓力鑄造特性:高速充填:通常澆口速度為3060m/s之間.充填時間很短:中小型件通常為0.020.2s之間.高壓充填:熱室機壓力通常為：70350kg/c；冷室機壓力通常為： 901800kg/c；溶湯的冷卻速度快高溫的溶液 沖頭噴嘴壓室坩堝

2、進口二. 壓鑄概念壓鑄設備 熱室 壓鑄機 冷室 立式(全) 臥式熱室壓鑄機的壓室通常浸入坩堝的金屬液中，如圖示. 熱室機充填簡圖 冷室壓鑄機冷室壓鑄機分為：臥式、立式、全立式，其中以臥式為最常用，其結構如圖：冷室機臥式的充填過程冷室機臥式的外形圖三. 壓鑄制程溶液的流動方式（一）噴射及噴射流 壓力 運動能(碰壁) 熱能和壓力 由噴射噴射流轉變為壓力流 三. 壓鑄制程溶液的流動方式（二）壓力流 因沖撞，摩擦和氣體阻力等，運動能量耗盡（常發生在加強筋，凸臺，連續澆口等壁厚發生變化處，因沖撞,具有接受后續金屬液中供給的壓力能，從而使金屬液沿型腔內壁前進的特性。利用這特性,可便以型腔排氣.在壓力流充填

3、的部位,匯集著由噴射和噴射流所充填部分的氣體必須開設排氣槽.（三）再噴射（四）補縮金屬流（保壓時間）四.成型工藝 （一）壁厚 鋅合金: 0.6MM (最小) 鋁0.7MM 最小孔徑: 0.7MM 螺紋螺距0.75MM 最大壁厚與最小壁厚之比不要大于31（應設計壁厚均勻保證足夠強度與剛度的前提）四.成型工藝（二）加強肋當大于或等于2.5MM會降低抗拉強度，易產生氣孔，縮孔。設計原則1受力大減小壁厚改善強度. 2對稱布置壁厚均勻避免縮孔氣孔. 3與料流方向一致避免亂流. 4避免在肋上設置任何零部件.四.成型工藝（三）脫模斜度四.成型工藝（四）圓角四.成型工藝 （五）孔 鋅: 0.81.5（最小直徑

4、） 鋁: 2.02.5（最小直徑） （六）文字: 凸凹紋直紋 例:平行紋（直紋）高0.7MM間距1MM角度60.5。 外俓34.5mm 共104牙四.成型工藝 （七）螺紋，齒輪 (八）嵌件合金外內外內6108P5P鋁10206P4P鋅最小螺距（P)0.751最小螺紋外徑最大螺紋長度五.壓鑄合金及其性能（一）壓鑄合金 鋁(Al),鋅(Zn),鎂(Mg),鉛(Pb),錫(Sn),銅(Gu)（二）壓鑄合金之鋅合金 熱室壓鑄用鋅合金中 有效合金元素:鋁(Al),銅(Gu),鎂(Mg) 有害雜質元素:鐵(Fe),硅(Si),鉛(Pb),鎘(Gd),錫(Sn) 來源於鋁 來源於鋅 五.壓鑄合金及其性能鋅合

5、金種類鋅合金種類五.壓鑄合金及其性能 五.壓鑄合金及其性能 熱室壓鑄鋅合金中的合金元素-合金元素-鋁 鋁的加入可 降低合金對鐵的反應能力,因此降低了合金對鋅鍋,鵝 頸及模具的侵蝕 降低合金的熔點 增加合金的流動性能 改善合金的機械性能 產生Fe2 Al5浮渣,造成其含量的下降 五.壓鑄合金及其性能 熱室壓鑄鋅合金中的合金元素-合金元素-銅 銅的加入可 增加合金的強度 提高合金的硬度 改善合金的抗磨損性能 降低合金的可延伸性 造成壓鑄件的尺寸不穩定性(產生時效脹大) (當銅的含量1.25%時)五.壓鑄合金及其性能 熱室壓鑄鋅合金中的合金元素-合金元素-鎂 鎂的加入可 細化合金組織,從而增加壓鑄件

6、的強度 改善合金抗晶間腐蝕的能力 改善合金的抗磨損性能 降低合金的流動性 易在合金熔融狀態下氧化損耗五.壓鑄合金及其性能 熱室壓鑄鋅合金中的合金元素-雜質元素-鎘,鉛 鎘在合金中的含量絕對不能0.003% 降低合金的機械性能 造成合金晶間腐蝕鉛在合金中的翎量絕對不能0.003% 降低合金的時效機械性能 當含量超過0.005%時,造成合金晶間腐蝕 我們經常遇到這樣的情況,工件剛壓鑄成型時,其表面質量一切正常.可是,在室溫下存放數星期或幾個月後,表面出現鼓泡. 五.壓鑄合金及其性能 熱室壓鑄鋅合金中的合金元素-雜質元素-錫 錫在鋅合金錠中的含量絕對不能0.001%, 在太鑄件中的含量不能0.002

7、%造成合金晶間腐蝕降低合金的抗沖擊性能降低合金的抗拉伸強度引起尺寸不穩定五.壓鑄合金及其性能 熱室壓鑄鋅合金中的合金元素-雜質元素-鐵 鋅合金中鐵元素含不能0.02%,鐵元素可: 增加合金的硬度但同時 增加合金的脆性和合金中的鋁發生反應形成Al5Fe2金屬間化合物, 造成鋁元素的損耗並形成浮渣在壓鑄件中出現硬點五.壓鑄合金及其性能 熱室壓鑄鋅合金中的合金元素-雜質元素-硅 硅在鋅合金中的含量絕對不能0.02%, 提高鋅合金的脆性轉變溫度20度 降低鋅合金的可加工性五.壓鑄合金及其性能 熱室壓鑄鋅合金中的合金元素 -結論 熱室壓鑄用鋅合金必須是以特高純度鋅為基礎，加入特高純度鋁、鎂和銅 嚴格控制

8、壓鑄溫度,避免攪拌 水口料重熔時,一定要嚴格控制重熔溫度以避免鋁和鎂的損耗六.壓鑄工藝 影響金屬液填充成型的因素很多，主要有：壓射壓力、壓射速度、充填時間、壓鑄模溫。（一）壓射壓力的概念 定義1：壓射力是指壓射沖頭作用于金屬液面上的力。 (這個力在壓鑄過程中不是恒定不變的,它大小隨不同的壓鑄階段變化而變化.)壓射液壓缸 壓射沖頭 壓射溶液 模具型腔 t1:F1為克服摩擦力(壓室中) t2:開始進入型腔因澆口急減阻力 增大F2F1,達到達到高速充填 t3:(快速增壓階段)快速充填直至充滿 型腔最大值F3為壓射壓力 t4:F4靜壓力對鑄件壓實(壓射力與時間關系見右圖)壓力F時間t六.壓鑄工藝 定義

9、2壓射壓力就是在充模剛結束時壓射沖頭作用在金屬液面上的力。定義3壓射壓力是以壓射比壓來表示壓射比壓就是充模結束時，壓射沖頭作用于單位面積金屬液面上的壓力。 P壓射比壓（Pa）F 4F F: 壓射壓力（N）A d2 d壓室直徑(m) A沖頭截面積（m2） 壓射比壓與壓射壓力成正比與壓射沖頭的截面積成反比。30MPa簡單50MPa簡單40MPa復雜60MPa復雜壁厚=3mm鋅合金的壓射比壓 P= 實際比壓應等于計算比壓乘以壓力損減系數K(約0.88). 比壓大小可通過調節壓鑄機的壓射力和更換不同直徑的壓室來實現。六.壓鑄工藝 （二）充填速度及其選擇 充填速度是指熔融金屬在壓射沖頭作用下，通過內澆口

10、時的速度。 影響充填速度的因素有壓射速度、壓射比壓和內澆口截面積等。根據等流量連續方程V1A1 D2V1 A2 4A2V1 壓射速度（m/s）V2 充填速度（m/s）A1 壓實沖頭截面積（m2）A2 內澆口截面積D 壓射沖頭截面積 A1V1 = A2V2V2= 在設計壓鑄模時，內澆口的設置一般應預留出修模位置以便在試模時修整截面大小。如內澆口面積過小充型壓力損失增加加大壓鑄機負荷則充填速度過大液態金屬呈噴射狀進入型 腔壓鑄件內部組織氣孔量的增加高速沖蝕型腔影響壽命。當澆口尺寸足夠大以后充填速度控制主要是通過調節壓射速度來實現。六.壓鑄工藝 沖頭空行程壓射速度 (m/s)鋅合金 0.30.5鋁合

11、金 0.51.1 伯努力方程V= 2P(理想) V流體速度（m/s） P流體壓力（Pa）流體密度（Kg/m3）V2= 2P（因粘性表面 張力內磨擦）阻力系數鋅合金= 55.4V2P六.壓鑄工藝金屬液自開始進入模具型腔到充滿所需的時間稱為充模時間（三）鋁合金的澆注溫度溶點580。C 澆注溫度660。C逐層混 合糊狀凝固（四）模具溫度簡單180。C200。C（連續工作）模具預熱130。C180。C復雜220。C240。C（連續工作）模具預熱150。C200。C（五）充填時間與持壓時間因素大小復雜程度澆口處的面積充填速度. mm-鑄件重量(kg) A2V-流體密度（Kg/m3）A2-內澆口截面積t=V-充填速度七.特殊壓鑄工藝 產生氣孔疏松的原因:高速充模氣體末完全排出及凝固收縮得不到充分補縮。（一）真空壓鑄特點1. 顯著減少氣孔，組織更致密，提高力學性能; 2. 減小充型反壓力，成型好，表面質量得到改善； 3. 可減小或不用排氣系統; 4. 結構復雜，成本高. 一般只適用于薄壁,流程較長的鑄件,而對壁厚不均,較厚凸臺的 鑄件,則加重縮松.（二）充氧壓鑄（P.F法壓鑄）又稱無氣孔壓鑄特點1. 消除氣孔,提高力學性能; 2. 可對充氧壓鑄件進行熱處理,強度增加30%,屈服強度增加100%; 3.