第2讲压铸工艺

1、什么是铸造？将熔化的金属液（铸铁、钢、有色金属）浇注到铸型（砂型、金属型、陶瓷型等），待其凝固冷却后，获得一定形状的零件或零件毛坯的成形方法，称为铸造。铸造获得的毛坯或零件称为铸件。铸造的用途：机座、床身、机床工作台、齿轮、皮带轮、汽车配件、各种五金配件、铸铁（铝）锅等。复习复习铸造的分类：分为砂型铸造和特种铸造特种铸造：凡不同于砂型铸造的所有铸造方法，统称为特种铸造。如金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、熔模铸造、陶瓷型铸造等目目 录录l第一节 压铸的基本原理和特点l第二节 压铸件的工艺性l第三节 压铸合金l第四节 压铸工艺参数的选择第一节第一节 压铸的基本原理和特点压铸的基本原理和特

2、点一.压铸的基本原理 金属压力铸造：在高压作用下，将液态或半液态金属以较高的速度充填压铸模具型腔，并在压力状态下结晶凝固，获得铸件。压铸过程循环图l压铸分类热热压室压铸机压力铸造冷冷压室压铸机压力铸造立式卧式全立式l热压室压铸机压铸过程a）合模状态 b）压射 c）压射冲头回程开模推出压铸件立式冷压室压铸机压铸过程 a）合模熔融合金浇入压室 b）压射反料冲头下退充填型腔 c）压射冲头回程反料冲头上升推出余料 d）开模推出压铸件l卧式冷压室压铸机压铸过程 a）合模熔融合金浇入压室 b）压射熔融合金充填型腔 c）开模冲头推出余料 d）推出压铸件冲头复位l全立式冷压室压铸机压铸过程 冲头上压式： a）

3、熔融合金浇入压室 b）合模压射c）开模冲头上升 d）推出压铸件冲头复位l全立式冷压室压铸机压铸过程 冲头下压式： a）熔融合金浇入压室 b）合模压射c）开模冲头上升 d）推出压铸件冲头复位 二.压铸生产的工艺特点 压铸生产具有高速、高压、充填时间极短，并在高压状态下凝固成形的特点，因此压铸具有以下优点： 1.压铸件的尺寸精度高、表面质量好； 2.可以生产形状复杂、轮廓清晰、深腔薄壁的压铸件； 3.压铸件组织致密，具有较高的强度和硬度； 4.材料利用率高； 5.生产效率高，易实现机械化和自动化生产； 6.经济效益好。二.压铸生产的工艺特点但是压铸生产也存在一些缺点： 1.压铸件易出现气孔和缩松；

4、2.不适合小批量生产；3.模具的寿命低；4.受压铸件结构和合金种类所限。第二节第二节 压铸件的工艺性压铸件的工艺性一.压铸件的精度 影响压铸件精度的主要因素有:模具精度及工作情况、压铸机的精度及刚度、合金成分及性能、压铸件的结构、尺寸、压铸工艺参数等。 1.压铸件的尺寸精度 压铸件尺寸的经济精度可达IT11IT13级，高时可达IT9IT10级，未注公差可参照IT14级选取。 确定压铸件的尺寸公差时，考虑如下因素： （1）以空间对角线表示压铸件轮廓尺寸大小 222cbaL空 （2）分型面、活动成型部分对尺寸的影响 与分型面无关的为A类尺寸，与分型面有关的为B类尺寸。AB （3）合金种类的影响 铝

5、合金、镁合金锌合金、锡合金和铅合金铜合金 （4）其它因素的影响）其它因素的影响 不同的压铸工艺水平和保证条件对精度有不同程度的综合不同的压铸工艺水平和保证条件对精度有不同程度的综合影响。引起的尺寸误差较小时选取影响。引起的尺寸误差较小时选取级级精度，较大时选取精度，较大时选取级级精度。精度。 精密压铸件尺寸公差数值的选用，见教材：精密压铸件尺寸公差数值的选用，见教材： 表表1-1 压铸高精度尺寸推荐公差数值；压铸高精度尺寸推荐公差数值； 表表1-2 压铸严格尺寸推荐公差数值；压铸严格尺寸推荐公差数值； 表表1-3 铝合金、镁合金压铸尺寸未注公差数值。铝合金、镁合金压铸尺寸未注公差数值。2.压铸

6、件的自由角度和锥度公差 3.压铸件的形状和位置公差 压铸件的表面形状和尺寸精度主要取决于压铸模成型表面的形状和位置精度，同时，压铸件的变形也是不可忽略的影响因素。 相关公差的选用，见教材： 表1-5 压铸件平行度和垂直度公差； 表1-6 压铸件同轴度和对称度公差。二二.压铸件的表面质量压铸件的表面质量 压铸件的表面粗糙度值，一般比模具成型表面的粗糙度值低两级。新模具可获得RaRa值为0.80.8mm的压铸件。 模具在正常使用寿命内： 锌合金铸件Ra=1.63.2Ra=1.63.2mm 铝、镁合金铸件Ra=3.2Ra=3.2mm 铜合金铸件受模具龟裂的影响表面质量最差。 压铸件表面粗糙度的数值，

7、随着模具使用次数的增加而增大。三三.压铸件的加工余量压铸件的加工余量 当压铸件的尺寸精度、形位精度达不到设计要求时，应优先考虑采用精整加工的方法，如矫正、拉光、挤光等，以便保留强度较高的致密层。 必须采用机械加工时，应选用较小的余量，并以不受分型面及活动成型部分影响的表面为基准进行加工。四.压铸件的结构工艺性1.压铸件的壁厚 厚壁压铸件中心层晶粒较大，易产生气孔、缩孔等缺陷，使其强度和致密性随壁厚的增大而下降。 因此，在保证强度和刚度的前提下，应尽量减小壁厚，通常工艺条件下以不超过4.5mm为宜。同时，要尽量使各截面壁厚均匀，在较厚部分采用设加强肋的方法防止铸件缺陷。 需要注意的是，铸件壁厚太

8、薄将会导致欠铸、冷隔现象的产生。l压铸件缺陷： 2.压铸件的孔和槽隙 压铸件可以直接铸出比较小深的小孔和比较窄的槽隙。合金收缩时会对型心产生很大的抱紧力，使型心抽出时容易弯曲、折断或破坏铸件。因此，对压铸件的孔径、孔深以及孔间距应加以限制。 3.脱模斜度 压铸件应有合理的脱模斜度，防止脱模时表面划伤，延长模具寿命。 脱模斜度与压铸件的尺寸、模具型腔（或型心）的表面状态、合金的种类等有关。 压铸件壁厚，对型心的抱紧力，脱模斜度； 收缩率及熔点，脱模斜度； 压铸件内表面或孔比外表面的脱模斜度要大。 在允许范围内，采用较大的脱模斜度，可减少推件力和抽芯力。 4.压铸件的圆角半径 在压铸件壁与壁连接处

9、设计成圆角，有利于气体的排出，熔融合金的流动，防止在尖角出产生应力集中，保证压铸件的质量。 对模具来说，也可以避免尖角出的应力集中和裂纹，延长模具寿命。 5.加强肋 可提高压铸件强度和刚度，改善压铸工艺性，是熔融合金流路顺畅。还可减小壁厚，消除壁厚过大而产生的缺陷。 6.螺纹 压铸外螺纹，采用对开结构的螺纹型环时，需考虑留有0.20.3mm加工余量。 铸造内螺纹需要螺纹型心旋出机构，模具结构复杂。一般先铸出底孔，再加工成螺纹孔。并且螺纹长度不宜过长，因为收缩时会在长度方向累积较大误差。 7.齿轮 压铸齿轮的最小模数见下表，脱模斜度按内表面值选取。对精度要求高的齿轮，齿面应留有0.20.3mm的

10、加工余量。8.凸纹、文字与图案9.镶嵌件 镶嵌件在压铸件内必须稳固牢靠，有防止移动和转动的结构，可在镶嵌件铸入部位采取滚花、切槽、铣扁等方式，使合金与基体包紧。包紧部分不应有尖角，避免铸件开裂。五.压铸件的结构工艺性分析示例五.压铸件的结构工艺性分析示例五.压铸件的结构工艺性分析示例第三节第三节 压铸合金压铸合金 压铸合金在压铸件总成本中占有相当大的比重。合金的种类及性能还影响到压铸模的寿命、压铸机类型的选择及铸件表面修饰的方法等。 用于生产压铸件的金属材料有铝合金、纯铝、镁合金、铜合金、铅合金、锡合金和黑色金属等。其中应用最广泛的是铝合金和锌合金，黑色金属由于熔点高，易氧化和开裂，而且模具寿

11、命低，应用较少。铝合金铝合金锌合金锌合金一一.对压铸合金的基本要求对压铸合金的基本要求 1.符合压铸工作条件要求的力学性能、耐蚀性能、加工性能； 2.流动性能好，结晶温度间隔小，结晶潜热大，适于大型薄壁铸件需要； 3.收缩率小，产生热裂、冷裂和变形的倾向小，保证压铸件的精度； 4.熔炼工艺简单，熔点低，不易氧化，吸气小，低的合金铸压温度； 5.具有良好的技术经济性。二二.常用压铸合金及选用常用压铸合金及选用 1.压铸铝合金 铸造性能好，密度小，比强度高，耐腐蚀性，耐磨性，导热性，导电性好以及良好的切削性能。 2.压铸锌合金 密度大，熔点低，熔化保温方便，模具寿命长，铸造工艺性好，可压制复杂薄壁件。 3.铜合金 导电性、导性热好，力学性能高，切削性能好，摩擦因素小；熔点高，模具寿命低；原材料价格较高。 4.镁合金 密度小，比强度大，具有良好的刚度和减振性，切削性能优良，与铁的亲和力小，不易粘模；高温脆性和热裂倾向大、耐蚀性差。 作业：1.什么是压力铸造？ 答：在高压作用下，将液态或半液态金属以较