压铸工艺及模具设计压铸工艺及压铸新技术

1、压铸工艺及模具设计 3压铸工艺及压铸新技术3.1 压铸合金3.2 压铸件的结构设计3.3 压铸工艺参数的选择3.4 压铸涂料.3.5 压铸合金的熔炼与压铸件的后处理3.6 压铸新技术3压铸工艺及压铸新技术 3.1 压铸合金 要生产优质的压铸件，除了要有合理的铸件结构、设计和制造完善的压铸模以及工艺性能优越的压铸机外，还需要有性能良好的压铸材料。除了制造电动机转子是用纯铝环绕叠片进行压铸外，其它压铸件都是用合金制成的。与纯金属单金属相比，合金的强度要高一些。压铸工艺及模具设计 3.1.1 对压铸合金的要求 为了满足压铸件的使用要求，保证压铸件的质量，压铸合金应符合如下要求： (1) 密度小，导电

2、和导热性好。 (2) 强度和硬度高，塑性好。 (3) 性能稳定，耐磨和抗腐蚀性好。 (4) 熔点低，不易吸气和氧化。 (5) 收缩率小，产生热裂、冷裂和变形的倾向小。 (6)流动性好，结晶温度范围小，产生气孔、缩松倾向小。 一种合金是否适合于压铸，取决于它的熔点和流动性。对任何合金系列而言，都是以共晶合金或者结晶温度范围小的合金具有最好的流动性，而结晶温度范围大的合金压铸性能差。熔点高的合金都难于压铸。压铸工艺及模具设计3.1.2 常用压铸合金及其主要特性 压铸用合金的分类见表3-1。表3-1 压铸用合金分类压 铸 用 合 金 种 类说 明压铸铁合金铸铁1. 铸铁类主要有灰铸铁、可锻铸铁和球墨

3、铸铁等2. 铸钢类主要有碳钢、不锈钢和各种合金钢等3. 由于合金熔点高、易氧化和开裂，且模具寿命低，故铁合金铸件的压铸生产虽已试验成功，但在国内还不普遍，仅有很少量应用铸钢压铸非铁合金低熔点合金1. 低熔点合金主要有铅合金、锡合金和锌合金等2. 高熔点合金主要有铝合金、镁合金和铜合金等3. 低熔点合金适于压铸复杂而精密的小铸件。由于铅和锡的强度很低，锡的价格昂贵且不易取得，所以在机器制造中用得很少4. 结晶温度范围宽的非铁合金虽已成功地进行了压铸试验，但国内用于压铸生产的尚少高熔点合金压铸复合材料复合材料的压铸是近年来研究的热点，目前还在试验中，要实现工业化的生产，还有待进一步的研究和开发压铸

4、工艺及模具设计 目前最常用的压铸合金有铝合金、锌合金、镁合金、铜合金。其主要特性见表3-2。 我国常用压铸合金的化学成分、力学性能及应用范围见表3-3表3-10。表3-2 常用压铸合金的主要特性合金类别 主 要 特 性 铝合金 1. 铝合金有良好的压铸、导电和导热性能，其密度较小，比强度和比刚度高，高温和低温的力学性能好，2. 铝合金熔铸工艺简单，成型及切削性能良好，有较高的力学性能及抗蚀性，是代替钢铁铸件的最具潜力的合金3. 铝的表面易形成一层与基体结合牢固的致密的氧化膜，故大部分铝合金在淡水、海水、浓硝酸、硝酸盐、汽油及各种有机物中均有良好的耐蚀性。氧化铝膜的化学稳定性及熔点都很高，故在高

5、温工作时，仍有良好的抗腐蚀和抗氧化性能4. 铝有较大的比热和凝固潜热，大部分的铸铝合金均有较小的结晶温度范围，组织中亦常含有相当数量的共晶体，其线收缩较小，故具有良好的充填性能、较小的热裂倾向。但铸铝合金仍有相当大的体收缩，易在最后凝固处生成大的集中缩孔5. 铝合金和铁有很强的亲和力，易粘模，应在冷室压铸机上压铸 压铸工艺及模具设计表3-2 常用压铸合金的主要特性续1合金类别 主 要 特 性 锌合金 1. 锌合金的压铸性能很好，具有结晶温度范围小、不易产生疏松；充填成型容易；浇注温度较低，模具的使用寿命较长；不易粘附模具型壁；铸件精度较高；电磁屏蔽性能优越等特点。同时，力学性能也较高，特别是抗

6、压和耐磨性能很好2. 锌合金铸件能够很好地接受各种表面处理，尤其是电镀，故在压铸发展史中，锌合金压铸占有相当重要的地位。压铸锌合金虽经多年的发展并取得了显著成效，但仍倍受人们的关注，显示出巨大的应用和发展潜力，在电子、五金、玩具等行业具有广泛的应用市场。在一些无高温强度要求的情况下，锌合金压铸件是铜合金压铸件的有力竞争者。对锌合金压铸件通过氧化处理获得古铜色外观，是锌合金艺术品铸件的一大突破，它们可以和铜艺术铸件媲美3. 锌合金最严重的缺点是老化现象，它是锌合金的应用范围受到限制的主要原因。同时，锌合金的工作温度范围较窄，温度低于-10时，其冲击韧性急剧下降；温度升高时，力学性能下降，且易发生

7、蠕变。因此，零件的工作温度一般不能超过100。严格控制锌合金原材料的纯度和熔炼工艺过程，在合金中添加少量的Mg和适量的Cu，可以减轻或消除老化现象及改善切削加工性能 压铸工艺及模具设计表3-2 常用压铸合金的主要特性续2合金类别 主 要 特 性 镁合金 1. 在各种压铸用的合金中，镁合金的最大优势是密度最小，镁合金的强度接近铝合金，其比强度明显高于铝合金和钢，比刚度则与铝合金和钢相当。与工程塑料相比，虽然工程塑料尤其是纤维增强塑料的比强度最高，但其弹性模量很小，比刚度远小于镁合金，且工程塑料难以回用。因此，承受弯曲载荷的结构件的轻量化，以采用镁合金压铸件更合适2.镁合金熔点低，使得低温变形小；

8、尺寸精度高，有利于一次开模成型；与铁的亲和力小，对模具的粘附现象小，有利于提高生产率和模具寿命；具有良好的流动性，有利于复杂件和细小件的生产；对声音和振动具有良好的消减性能，有利于提高汽车行驶的稳定性，被广泛应用于汽车行业3. 采用镁合金压铸件是汽车、摩托车等交通工具减少本体质量、节省能耗、降低污染的主要措施，加上近年来适用于镁合金压铸的热室压铸机性能的日趋完善，镁合金熔铸采用气体保护（SO2或SF6及阻燃技术等）代替传统熔剂保护工艺，使镁合金压铸的一些诸如耐腐蚀性差、蠕变强度低、易氧化燃烧等难题逐一得到解决，为压铸镁合金的进一步发展创造了条件。镁合金压铸件的应用正在逐渐扩大，20世纪80年代

9、以来，镁合金压铸件在计算机、通讯、电子、电动工具、运动器具等领域的应用急剧增长4. 镁合金液易氧化燃烧，铸造时热裂倾向比铝合金大，在熔化、烧注及压铸模温控制等方面都比铝合金压铸复杂5. 镁合金可用冷室或热室压铸机压铸。一般情况下，小铸件采用热室压铸，以保证薄壁件的充满，而且还具有压铸压力低、压铸机体积小、循环时间短和压铸系统空气少等优点；大件则采用冷室压铸工艺 压铸工艺及模具设计表3-2 常用压铸合金的主要特性续3合金类别 主 要 特 性 铜合金 1. 压铸件具有节约材料的特点，而铜又是一种价格昂贵的金属材料，因此，铜合金压铸件的应用范围正在不断扩大，目前虽然熔点高，模具使用寿命短，但因为铜合

10、金所具有的许多优越性能，所以，铜合金在压铸生产中仍然十分普遍2. 铜合金的力学性能高，其绝对值超过锌、铝和镁等合金3. 铜合金在大气及海水中都有良好的抗蚀性能，且具有小的摩擦系数，耐磨性也很好，疲劳极限和导热性都很高，线膨胀系数也较小，故多用于制造耐磨、导热或受热时希望尺寸增大不多的零件4. 铜合金的导电性能也很好，并且具有抗磁性能，常用来制造不允许受磁场干扰的仪器上的零件5. 由于熔点较低，凝固范围不太宽，并且在低于凝固点的温度下，具有足够高的强度，能经受住凝固过程中所遇到的应力，所以，压铸用的铜合金主要是含锌量（或锌当量）为35%以上的黄铜6. 压铸铜合金时，压铸温度接近或高于1000，工

11、作条件极为恶劣，压铸模使用寿命短。如何提高铜合金压铸模使用寿命，是铜合金压铸件应用的关键问题。要提高铜合金压铸模使用寿命，就必须大力发展和选用压铸模新钢种并采用新技术 压铸工艺及模具设计 表3-3压铸铝合金化学成分摘自GB/T151151994合金牌号合金代号主要元素w/ %杂质元素w/ %()SiCuMnMgAlFeCuMnMgZnPbSn总和YZAlSi12YL10210.013.0其余1.20.60.60.050.32.3YZAlSi10MgYL1048.010.50.20.50.170.301.00.30.30.050.011.5YZAlSi12Cu2Mg1YL10811.03.01.

12、02.00.30.90.41.01.01.00.050.012.0YZAlSi9Cu4YL1127.59.53.04.01.20.50.31.20.10.12.0YZAlSi11Cu3YL1139.612.01.53.51.20.50.31.00.10.12.0YZAlSi17Cu5MgYL11716.018.04.05.00.450.651.20.51.22.0YZAlMg5Si1YL3030.81.30.10.44.55.51.20.11.21.4压铸工艺及模具设计表3-4 压铸铝合金力学性能及应用范围摘自GB/T151151994合金代号力学性能（）应用范围抗拉强度b / MPa伸长率/

13、 % (L0=50)硬度HBS (5/250/30)YL102220260各种薄壁铸件YL104220270大中型铸件YL108240190各种铸件YL112240185大中型铸件YL113230180大中型铸件YL1172201大中型铸件YL303220270薄壁铸件及在高强度下工作的铸件压铸工艺及模具设计表3-5 压铸锌合金化学成分摘自GB/T138181992合金牌号 合金代号 主要元素w/ % 杂质元素w/ %() Al Cu Mg Zn Fe Pb Sn Cd Cu ZZnAl4Y YX040 3.54.3 0.020.06 其余 0.1 0.005 0.003 0.004 0.25

14、 ZZnAl4Cu1Y YX041 3.54.3 0.751.25 0.030.08 0.1 0.005 0.003 0.004 ZZnAl4Cu3Y YX043 3.54.3 2.53.0 0.020.06 0.1 0.005 0.003 0.004 表3-6压铸锌合金力学性能和应用范围摘自GB/ T138181992合金代号 力学性能（） 抗拉强度b / MPa 伸长率/ % (L0=50) 硬度HBS (5/250/30) 冲击吸收功 Ak / J 应用范围 YX040 250 180 35尺寸稳定性好，用于高强度压铸件 YX041 270 2 90 39中强度合金，用于各种压铸件 YX

15、043 320 2 9542高强度合金，用于各种镀铬压铸件 压铸工艺及模具设计表3-7 压铸镁合金合金化学成分摘自JB30701982合金牌号 合金代号 主要元素w/ % 杂质元素w/ %() Al Zn Mn Mg Fe Cu Si Ni 总和 YZMgAl9Zn YM5 7.59.0 0.20.8 0.150.5 其余 0.08 0.1 0.25 0.01 0.5 世界各国大多采用高纯镁合金，以提高耐蚀性能。质量分数一般为：Fe0.004%、Ni0.001%、Cu251001005005000.51.01.52.01.51.82.22.50.81.21.82.52.02.53.04.00.

16、81.21.82.522.534.00.81.52.02.51.52.02.53.0压铸工艺及模具设计 肋的作用除了增加刚性和强度外，还能使金属流动畅通，消除由于金属过分集中而引起的缩孔、气孔与裂纹等缺陷。肋的厚度一般不应当超过与其相连的壁的厚度，可取设肋处壁厚2/33/4。当铸件壁厚小于2mm时，容易在肋处蹩气，故不宜设肋。如必须设肋，那么可使肋与壁相连处加厚。 2. 铸孔的设计 能较好地铸出较深小孔是压铸工艺的一个特点。对精度要求不很高的孔，可以不再进行机械加工就能直接使用，从而节省了金属和机械加工工时。压铸件的孔一般是指构成局部部位的孔例如穿越壁厚而存在的孔而言，其中又以装配连接用的圆形

17、孔较多。mm，孔深不大于孔径的48倍，孔间距在110mm以上。设计铸孔时可参考表3-15确定。压铸工艺及模具设计表3-15铸孔最小孔径以及孔径与孔深的关系合金种类最小孔径d/mm深度为孔径d的倍数经济上合理技术上可能的不通孔通孔d5d5d5锌合金铝合金镁合金铜合金1.52.52.04.00.82.01.52.56 d4 d5 d3 d4 d3 d4 d2 d12 d8 d10 d5 d8 d6 d8 d3 d 但凡小于表内数值的小孔，一般不宜直接进行压铸，可用机械加工方法加工。 压铸工艺及模具设计 3. 铸造圆角和脱模斜度的设计 在压铸件壁与壁的连接处，不管是直角，还是锐角或钝角，都应设计成圆

18、角。只有当预计选定为分型面的部位上才不采用圆角连接，而是必须为尖角。采用圆角，不仅有利于金属流动，便于成型，减少涡流，而且可以防止在尖角处产生应力集中，有利于保证铸件质量。对模具来说，可以消除尖角处的应力集中而延长寿命。不同连接形式铸造圆角半径的设计计算见表3-16。 压铸工艺及模具设计表3-16铸造圆角半径的计算 两相连壁的厚度图例圆角半径说明相等壁厚r最小=Khr最大=hR=r+h对锌合金铸件K=1/4，铝、镁、铜合金铸件K=1/2不同壁厚r(h+h1)/3R=r+(h+h1)/2压铸工艺及模具设计 为便于压铸件脱出模具的型腔和型芯，防止外表划伤，延长模具寿命，压铸件应有合理的脱模斜度。脱

19、模斜度大小取决于压铸件的壁厚和合金种类。压铸件的壁厚越厚，合金对型芯的包紧力也越大，脱模斜度就越大。合金的收缩率越大，熔点越高，脱模斜度也越大。此外，压铸件内外表或孔比外外表的脱模斜度要大。在允许的范围内，宜采用较大的脱模斜度，以减小所需要的推出力或抽芯力。确定脱模斜度时可参考表3-17。表3-17脱模斜度合金配合面的最小脱模斜度非配合面的最小脱模斜度外表面内表面外表面内表面锌合金铝、镁金铜合金10153015304515301451130压铸工艺及模具设计 4. 螺纹、齿轮、槽隙和铆钉头的设计 在一定的条件下，锌、铝、镁合金的铸件可以直接压铸出螺纹。压铸螺纹耐磨、耐压，故其尺寸精度、形状的完

20、整性及外表光洁方面虽然比机械加工稍差，但对一般用途的螺纹来说并无太大影响，因而被常常采用。对于熔点高的合金如铜合金，那么因其对模具的螺纹型腔和型芯的热损坏十分剧烈，螺牙峰谷热裂、崩损过早，故一般不压铸出螺纹。 对于内螺纹的压铸，由于铸件的收缩，在旋出螺纹型芯时，螺纹牙形上外表摩擦面过多，旋出十分困难，为了减少摩擦面，螺纹型芯只宜较短些，并且在轴向方向上还要带有一定的斜度，从而又使螺纹的工作长度减少。此外，在压铸生产上，还因压铸内螺纹时，旋出螺纹型芯是在高温条件下进行的，操作极为不便。鉴于这些问题的存在，压铸内螺纹只是在十分必要的情况下才加以采用。 压铸工艺及模具设计mm的加工余量。其二是采用螺

21、纹型环来压铸。这种螺纹不会产生错扣和圆度不够的问题，但压铸生产时，操作工序增加，工作条件高温很差，效率也很低。可压铸的螺纹尺寸见表3-18。 表3-18可压铸的螺纹尺寸 合金最小螺距最小螺纹外径最大螺纹长度（螺距的倍数）外螺纹内螺纹外螺纹内螺纹锌合金铝合金镁合金铜合金0.751.01.01.56106121020148666544压铸工艺及模具设计 压铸齿轮的最小模数可按表3-19选取，其脱模斜度按表3-17中内外表值选取。对要求高的齿轮，齿面应留有mm的加工余量。表3-19压铸齿轮的最小模数 压铸合金类型锌合金铝、镁合金铜合金最小模数m0.30.51.5 槽宽、槽深原那么上可参考铸孔，但不能

22、太大。其尺寸见表3-20。表3-20槽隙尺寸 压铸合金类型锌合金铝合金镁合金铜合金最小宽度b最大深度H厚度h0.812121.210101.012121.5108压铸工艺及模具设计 压铸件与其它零件铆接时，其铆钉头可在压铸时与铸件同时铸出。压铸铆钉头的尺寸见表3-21。表3-21 铆钉头尺寸 尺寸合金铝合金锌、锡合金最小直径d外圆角半径R内圆角半径r最大高度h最小脱模斜度1.50.250.36d11.00.20.28d15压铸工艺及模具设计 5. 凸纹、网纹、文字、标志和图案的设计 在压铸件上可以压铸出各种凸纹、网纹、文字、标志和图案。通常压铸的网纹、文字、标志和图案都是凸体的，因为模具上加工

23、凹形的网纹、文字、标志和图案比较方便。铸件上的凸纹、网纹、文字、标志和图案均应防止尖角，笔划和图形亦应尽量简单，便于模具加工和延长模具使用寿命。 压铸凸纹或直纹，其纹路一般应平行于脱模方向，并具有一定的脱模斜度，其值按表3-17中值选取。推荐的凸纹或直纹的结构尺寸见表3-22。压铸工艺及模具设计表3-22凸纹与直纹结构尺寸 简图零件直径D凸纹半径R凸纹节距t凸纹高度h50180 空间对角线180500 空间对角线500 锌合金 铝、镁合金 铜合金 锌合金 铝、镁合金 铜合金 锌合金 铝、镁合金 铜合金 锌合金 铝、镁合金 1818303050508080120120180.1802502503

24、1531540040050050063063080063080010001250 0.040.050.06 0.070.080.10 0.110.130.16 0.070.080.100.120.140.16 0.110.130.160.190.220.25 0.180.210.250.300.350.40 0.110.130.160.190.220.250.290.320.360.40 0.180.210.250.300.350.400.460.520.570.63 0.270.330.390.460.540.630.720.810.890.97 0.180.210.250.300.350.

25、400.460.520.570.630.700.800.901.05 0.270.330.390.460.540.630.720.810.890.971.101.251.401.65 压铸工艺及模具设计 严格尺寸要求在模具结构上消除分型面及活动成型的影响。压铸件的严格尺寸的尺寸公差见表3-27。压铸工艺及模具设计表3-27压铸严格尺寸公差推荐值 mm 基本尺寸 空间对角线50 空间对角线50180 空间对角线180500 空间对角线500 锌合金 铝、镁合金 铜合金 锌合金 铝、镁合金 铜合金 锌合金 铝、镁合金 铜合金 锌合金 铝、镁合金 1818303050508080120120180.

26、18025025031531540040050050063063080063080010001250 0.070.080.10 0.110.130.16 0.180.210.25 0.110.130.160.190.220.25 0.180.210.250.300.350.40 0.270.330.390.460.540.63 0.180.210.250.300.350.400.460.520.570.63 0.270.330.390.460.540.630.720.810.890.97 0.350.430.510.600.710.820.941.061.151.21 0.270.330.39

27、0.460.540.630.720.810.890.971.101.251.401.65 0.350.430.510.600.710.820.941.061.151.211.431.621.852.12 压铸工艺及模具设计 一般尺寸为未注公差尺寸。 根据是否受分型面及活动成型的影响，将压铸件的一般尺寸分为A类和B类，无影响的为A类，有影响的为B类。 根据压铸工艺水平和保证条件的综合影响程度，将压铸件的一般尺寸分为级精度和级精度，综合影响引起的尺寸误差较小的为级精度，误差较大的为级精度。 压铸件的一般尺寸的尺寸公差见表3-28表3-33。压铸工艺及模具设计表3-28铝、镁合金压铸尺寸未注公差长、

28、宽、高、直径、中心距mm 基本尺寸 空间对角线50 空间对角线50180 级精度 级精度 级精度级精度 尺寸A 尺寸B 尺寸A 尺寸B 尺寸A 尺寸B 尺寸A 尺寸B 1818303050508080120120180.18025025031531540040050050063063080063080010001250 0.140.170.2 0.240.270.3 0.110.140.16 0.210.240.26 0.170.20.250.30.350.4 0.320.350.40.450.50.55 0.140.170.20.230.270.32 0.240.270.30.330.370

29、.42 压铸工艺及模具设计表3-28铝、镁合金压铸尺寸未注公差长、宽、高、直径、中心距 (续)mm 基本尺寸 空间对角线180500 空间对角线500 级精度 级精度 级精度级精度 尺寸A 尺寸B 尺寸A 尺寸B 尺寸A 尺寸B 尺寸A 尺寸B 1818303050508080120120180.18025025031531540040050050063063080063080010001250 0.220.260.310.370.440.50.60.650.70.8 0.420.460.510.570.640.70.80.850.91 0.170.20.250.30.350.40.450.5

30、0.550.6 0.320.350.40.450.50.550.60.650.70.75 0.250.350.40.450.550.650.750.80.850.951.11.21.41.60.550.650.70.750.850.9511.11.11.21.41.51.71.9 0.220.260.310.370.440.50.60.650.70.80.911.21.3 0.420.460.510.570.640.70.80.850.911.11.21.41.5 压铸工艺及模具设计表3-29铝、镁合金压铸尺寸未注公差壁厚、肋、圆角 mm 基本尺寸 空间对角线50 空间对角线50180 级精度

31、 级精度 级精度级精度 尺寸A 尺寸B 尺寸A 尺寸B 尺寸A 尺寸B 尺寸A 尺寸B 33610 0.150.20.23 0.250.30.33 0.130.150.18 0.230.250.28 0.20.250.3 0.350.40.45 0.150.20.23 0.250.30.33 基本尺寸 空间对角线180500 空间对角线500 级精度 级精度 级精度级精度 尺寸A 尺寸B 尺寸A 尺寸B 尺寸A 尺寸B 尺寸A 尺寸B 33610 0.250.30.35 0.450.50.55 0.20.250.3 0.350.40.45 0.130.40.45 0.550.60.7 0.25

32、0.30.35 0.450.50.55 压铸工艺及模具设计表3-30锌合金压铸尺寸未注公差长、宽、高、直径、中心距mm 基本尺寸 空间对角线50 空间对角线50180 级精度 级精度 级精度级精度 尺寸A 尺寸B 尺寸A 尺寸B 尺寸A 尺寸B 尺寸A 尺寸B 1818303050508080120120180.18025025031531540040050050063063080063080010001250 0.110.140.16 0.210.240.26 0.090.110.13 0.190.210.23 0.140.170.20.230.270.32 0.290.320.350.38

33、0.420.47 0.110.140.160.190.220.25 0.210.240.260.290.320.35 压铸工艺及模具设计表3-30锌合金压铸尺寸未注公差长、宽、高、直径、中心距 (续)mm 基本尺寸 空间对角线180500 空间对角线500 级精度 级精度 级精度级精度 尺寸A 尺寸B 尺寸A 尺寸B 尺寸A 尺寸B 尺寸A 尺寸B 1818303050508080120120180.18025025031531540040050050063063080063080010001250 0.170.20.250.30.350.40.450.50.550.6 0.370.40.45

34、0.50.550.60.650.70.750.8 0.140.170.20.230.270.320.360.40.450.48 0.290.320.350.380.420.470.510.550.60.630.220.260.310.370.440.50.60.650.70.80.911.11.3 0.470.510.560.620.690.750.850.90.951.11.21.31.41.6 0.170.20.250.30.350.40.450.50.550.60.70.80.91.1 0.370.40.450.50.550.60.650.70.750.80.911.11.3 压铸工艺及

35、模具设计表3-31锌合金压铸尺寸未注公差壁厚、肋、圆角 mm 基本尺寸 空间对角线50 空间对角线50180 级精度 级精度 级精度级精度 尺寸A 尺寸B 尺寸A 尺寸B 尺寸A 尺寸B 尺寸A 尺寸B 33610 0.130.150.18 0.230.250.28 0.10.120.14 0.20.220.24 0.150.20.2 0.30.350.35 0.130.150.18 0.230.250.28 基本尺寸 空间对角线180500 空间对角线500 级精度 级精度 级精度级精度 尺寸A 尺寸B 尺寸A 尺寸B 尺寸A 尺寸B 尺寸A 尺寸B 33610 0.20.250.3 0.4

36、0.450.5 0.150.20.2 0.30.350.35 0.250.30.35 0.450.50.55 0.20.250.3 0.40.450.5 压铸工艺及模具设计表3-32铜合金压铸尺寸未注公差长、宽、高、直径、中心距 mm 基本尺寸 空间对角线50 空间对角线50180 空间对角线180500 级精度 级精度 级精度级精度级精度 级精度尺寸A 尺寸B 尺寸A 尺寸B 尺寸A 尺寸B尺寸A尺寸B尺寸A 尺寸B尺寸A尺寸B1818303050508080120120180.180250250315315400400500 0.220.260.3 0.370.410.46 0.170.2

37、0.25 0.270.30.35 0.250.350.40.450.550.65 0.450.550.60.650.750.85 0.220.260.310.370.440.5 0.370.410.460.520.590.65 0.350.40.50.60.70.80.951.11.21.3 0.550.60.70.80.911.11.31.41.5 0.250.350.40.450.550.650.750.80.910.450.550.60.650.750.850.9511.11.2 压铸工艺及模具设计表3-33铜合金压铸尺寸未注公差壁厚、肋、圆角 mm 基本尺寸 空间对角线50 空间对角线

38、50180 空间对角线180500 级精度 级精度 级精度级精度级精度 级精度尺寸A 尺寸B 尺寸A 尺寸B 尺寸A 尺寸B尺寸A尺寸B尺寸A 尺寸B尺寸A 尺寸B33610 0.20.250.3 0.350.40.45 0.150.20.2 0.250.30.3 0.250.30.35 0.450.50.55 0.20.250. 0.350.40.45 0.30.40.45 0.50.60.65 0.250.30.35 0.450.50.55 受分型面及活动成型影响的尺寸，不宜按高精度尺寸和严格尺寸进行要求。确属必要时，应参考表3-28表3-33内级精度中A类关系与B类关系的差值补加公差增量

39、。 压铸工艺及模具设计 尺寸公差带位置如下： (1) 非加工的配合尺寸，孔取公差，轴取公差。 (2) 加工的配合尺寸，孔取公差，轴取公差；或孔和轴均取偏差，其偏差值为表3-26表3-33中公差值的二分之一。 (3) 非配合尺寸，按铸件结构确定公差带位置取单向或双向，必要时调整其根本尺寸。 压铸工艺及模具设计 2. 压铸件的角度公差 角度公差见表3-34和图3-3。一般要求选用级精度。 表3-34自由角度及锥度公差 精度等级 锥体母线或夹角短边长度L 13 36 610 1018 1830 3050 5080 80120 120180 180260 260360 360500 500 偏差（）

40、1.52.5 1152 11.5 50115 401 3050 2540 2030 1525 1220 1015 812 610 压铸工艺及模具设计图3-3角度公差示意图 a d (a)锥体 (b)夹角 3. 压铸件的形位公差 对压铸件的外表形状和位置精度一般不作要求。当图纸中未注明外表形状和位置公差，但对一些尺寸部位仍然要进行检查以解决生产中实际存在的问题时，可参照下述规定进行处理：压铸工艺及模具设计 (1) 压铸件的外表形状主要是由压铸模的成型外表所决定的，而模具的成型外表可以到达较高的精度，因此，对压铸件的外表形状不作另行规定，其公差值包括在有关尺寸的公差范围内。 对于压铸件来说，却常常

41、出现铸件整体翘曲变形所造成的误差，因而对翘曲变形大小往往有所规定。翘曲的误差称为翘曲度，其公差值为：铸件的最大外廓尺寸不大于50mm时，允许公差为mm；最大外廓尺寸大于50mm时，那么以mm为根本公差值，在50mm以后，每增加10mm，再附加公差mm增加缺乏10mm的按10mm计算，总的公差值最大不超过mm。例如，铸件的最大外廓尺寸为158mm，其翘曲度公差应为：第一个50mm的根本公差为mm，增加100mm的附加公差为mm，最后8mm的附加公差按10mm计算，为mm，累积计算的总翘曲度公差为mm。压铸工艺及模具设计 (2) 压铸件的外表位置公差由该外表在模具内所处的位置所决定。 对于平行度和

42、垂直度的公差，当压铸件产生翘曲时，直接影响到误差的数值，因此，当产生翘曲变形后，只检查翘曲度，而不再检查平行度和垂直度。当压铸件不产生翘曲变形时，平行度和垂直度的公差见表3-35。表3-35 压铸件平行度和垂直度公差 mm 名义尺寸同一半型内的公差两个半型内的公差同一半型内两个活动部位间公差252563631601602502504004000.10.150.200.300.450.750.150.200.300.450.651.000.200.300.450.701.20压铸工艺及模具设计 压铸件的同轴度和对称度公差见表3-36。 表3-36 压铸件同轴度和对称度公差 mm 名义尺寸同一半型

43、内的公差两个半型内的公差名义尺寸同一半型内的公差两个半型内的公差181850501200.100.150.250.200.250.351202602605000.350.650.500.80压铸工艺及模具设计 4. 压铸件的外表要求 压铸件的外表要求分为铸造痕迹和外表粗糙度两种。 压铸件的外表存在着压铸过程所造成的痕迹，即：金属液充填过程中所产生的各种流动痕迹、模具热裂的痕迹以及铸件脱模时擦伤的痕迹等。对于有这些痕迹的区域，是不能用机械加工的外表粗糙度来衡量的。故有要求时，可以对铸造的痕迹的范围区域大小和深度加以限制。在压铸生产中，当对铸造痕迹作出限制标准以后，通常便称为外表缺陷。 压铸过程造

44、成的痕迹并不是完全布满整个压铸件的全部外表上的，因而存在一个由型腔壁面所决定的原始平面外表，同时，在充填条件良好的区域上，其外表甚至可以不产生铸造痕迹，于是，对原始平面外表或没有铸造痕迹的区域也是外表可以用外表粗糙度轮廓算术平均偏差Ra值来衡量。压铸工艺及模具设计 在一般情况下，压铸件外表的粗糙度比型腔外表的粗糙度约低两级左右。用新模压铸可获得外表粗糙度Ra的压铸件。在模具的正常使用寿命内，锌合金压铸件能保持在Ra范围，铝、镁合金压铸件大致在Ra范围，铜合金压铸件外表最差，受模具龟裂的影响很大。又因压铸件的外表粗糙度是由压铸工艺的特点所决定的，故生产中，对压铸件的外表粗糙度一般是不需测定的，只

45、有为了鉴定模具的型腔外表粗糙度时，才作适当的测定。以外表粗糙度为依据的压铸件外表质量分级见表3-37。 压铸工艺及模具设计表3-37压铸件外表质量分级级别使 用 范 围备 注1级要求高的表面，需镀铬、抛光、研磨的表面，相对运动的配合面，危险应力区表面一般相当于Ra1.6m2级涂装要求或要求密封的表面，镀锌、阳极化、油漆、不打腻，以及装配接触面一般相当于Ra3.2m3级保护性涂装表面及紧固接触面，油漆打腻表面，其它表面一般相当于Ra6.3m压铸工艺及模具设计 5. 压铸件的加工余量 压铸件具有精确的尺寸和良好的铸造表层，同时由于压铸有内部气孔存在，不再作机械加工。但是，压铸出的零件在一些情况下，

46、还需要对一些外表和部位进行机械加工，这些情况如下： (1) 去除脱模斜度，以满足该外表和该部位装配要求。 (2) 到达更高精度的尺寸。 (3) 铸件未压铸出的一些形状。 (4) 去除浇口或因工艺需要而增加的多余局部。 (5) 模具的成型零件因磨损或掉块，造成铸件的外表或形状不符合要求在复杂的或大的压铸件生产时，遇到这种情况，模具修复有困难而采取对压铸件进行机械加工来消除。 压铸工艺及模具设计 其中，主要是前面三点原因。 当压铸件的尺寸精度与形位公差达不到设计要求而需机械加工时，应优先考虑采用精整加工，如校正、拉光、压光、整形等，以便保存其强度较高的致密层。其次才考虑采用切削加工，并选用较小的加

47、工余量。加工余量的选用参见表3-38和表3-39。加工余量取铸件最大外廓尺寸与根本尺寸两余量的平均值。当加工余量受脱模斜度的影响时，一般内外表尺寸以大端为基准，外外表尺寸以小端为基准。 压铸工艺及模具设计表3-38机械加工余量 基本尺寸1001002502504004006306301000每面余量0.50.751.01.52.0表3-39铰孔的加工余量 图例孔径D加工余量661010181830305050800.050.10.150.20.250.3压铸工艺及模具设计 图3-4为压铸件结构设计修改实例。其中图a、b、c中的1分别为轮形、矩形、箱形零件壁太厚产生气孔的情况；图中的2分别为修改

48、后的情况。图d是把尖角修改为圆角。图e的修改是为了增大脱模斜度。图f中修改后的2显然比图f中的1起模方便，到达简化模具结构的目的。3.2.4 压铸件的结构设计实例 a图3-4压铸件结构设计实例 1改进前2改进后压铸工艺及模具设计 b c图3-4压铸件结构设计实例 1改进前2改进后 d e f压铸工艺及模具设计 3.3 压铸工艺参数的选择 压铸生产中，压铸机、压铸合金和压铸模是三大要素。压铸工艺那么是将三大要素作有机的组合并加以运用的过程。压铸生产时液态金属充型的过程，是许多矛盾着的因素得以统一的过程。在影响充型的许多因素中，主要是压力、速度、温度和时间等，时间那么是有关工艺参数的协调和综合的结

49、果。而各个工艺因素又是互相影响和互为制约的。因此，只有对这些工艺参数进行正确选择、控制和调整，使各种工艺参数满足压铸生产的需要，才能保证在其他条件良好的情况下，生产出合格的压铸件。压铸工艺及模具设计 3.3.1 压射压力的选择 应根据铸件形状、尺寸、复杂程度、壁厚、合金特性、温度、浇口及排溢系统等选择适宜的压射压力。压射压力的选择见表3-40。 表3-40 压射压力推荐值 MPa压铸合金类型锌合合铝合合镁合合铜合合一般件1320305030504050承载件2030508050805080耐气密性件或大平面薄臂件2540801208010060100电镀件2030压铸工艺及模具设计 3.3.2

50、 充填速度的选择 充填速度的选择应视铸件大小、铸件复杂程度、铸件的要求、合金种类、压射压力上下而异。对于简单厚壁或内部质量要求较高的铸件，应选择低充填速度、高压射压力、大浇口；而对于薄壁复杂或外表质量要求高的铸件，应选择高充填速度、高压射压力，因为这时铸件成型是主要矛盾。充填速度的选择见表3-41。表3-41 充填速度推荐合金种类铝合金锌合金镁合金黄铜充填速度/m/s2060305040902050 注：当铸件的壁很薄且外表质量要求较高时，选用较大的值；对力学性能，如抗拉强度和致密度要求较高时选用较小的值。 压铸工艺及模具设计 3.3.3 压铸温度的选择 压铸温度包括浇注温度和压铸模温度，它们

51、是压铸过程中的热因素。为保证良好的充填条件，控制和保持热因素的稳定性，要有一个相应的温度标准。 1. 浇注温度 浇注温度是指从压室进入型腔时金属液的平均温度。由于对压室内的液态金属温度测量不方便，一般用保温炉内的金属液温度表示。 浇注温度过高，收缩大，铸件容易产生裂纹、晶粒粗大、还能造成粘模；浇注温度过低，易产生冷隔、外表花纹和浇缺乏等缺陷。因此浇注温度应与压力、压铸模温度及充填速度同时考虑。 各种压铸合金的浇注温度，随其壁厚和结构的复杂程度而不同，其值可参考表3-42选用。 压铸工艺及模具设计 表3-42 常用压铸合金的浇注温度 合金铸件壁厚3mm铸件壁厚3mm结构简单结构复杂结构简单结构复

52、杂锌合金含铝420440430450410430420440含铜520540530550510530520540铝合金含硅含铜含镁610650620650640680640700640720660700590630600640620660610650620650640680镁合金640680660700620660640680铜合金普通黄铜硅黄铜870920900940900950930970850900880920870920900940压铸工艺及模具设计 充填速度越大，液态金属因摩擦作用而升温的数值越大。当铝合金充填速度为40m/s时，进入型腔时的温度将增加8。因此充填速度大时，可适当降低

53、浇注温度，以保证铸件质量。 2. 压铸模温度 压铸模温度是指压铸模的工作温度。压铸模在使用前要进行充分预热，并保持在一定的温度范围内。其作用如下： (1) 防止金属液激冷急剧，而很快失去流动性，使铸件不能成型，或即使成型，但因激冷而增大线收缩，引起裂纹和开裂。 (2) 防止铸型因激热而胀裂，延长压铸模的工作寿命。 (3) 降低型腔中的气体密度，有利于型腔中气体的排除，从而获得外表光洁、轮廓清晰及组织致密的铸件。压铸工艺及模具设计 压铸模预热一般多用煤气、喷灯、电器或感应加热。在连续生产中，压铸模温度往往升高，尤其是压铸高熔点合金，升高很快。压铸模温度过高会使液态金属产生粘模，铸件冷却缓慢，晶粒

54、粗大、铸件顶出变形、压铸模局部卡死甚至损坏、延长开型时间降低生产率等。因此，当压铸模温度过高时，应采取冷却措施。通常用压缩空气、水或化学介质进行冷却。冷却介质应在压铸模预热前及时通入，否那么，将因激冷而使压铸模产生裂纹甚至破裂。 压铸工艺及模具设计 压铸模工作温度一般可按下式计算或根据表3-43查得。 式中t模压铸模工作温度； t浇液态金属浇注温度； t温度控制公差，t25。压铸工艺及模具设计(3-1) 表3-43各种压铸合金的压铸模温度 合金铸件壁厚3mm铸件壁厚3mm结构简单结构复杂结构简单结构复杂锌合金预热温度连续工作保持温度1301801802001502001902201101401

55、40170120150150200铝合金预热温度连续工作保持温度150180180240200230250280120150150180150180180200铝镁合金预热温度连续工作保持温度170190200220220240260280150170180200170190200240镁合金预热温度连续工作保持温度150180180240200230250280120150150180150180180220铜合金预热温度连续工作保持温度200230300325230250325350170200250300200230300350压铸工艺及模具设计 3.3.4 压铸时间的选择 压铸时间包含

56、充填、持压及压铸件在压铸模中停留的时间。它是压力、速度、温度这三个因素，再加上液态金属的物理特性、铸件结构特别是壁厚、模具结构特别是浇注系统和排溢系统等各方面的综合结果。 1. 充填时间 压铸时液态金属从进入压铸模型腔开始到充满型腔为止所需的时间称为充填时间。充填时间的长短取决于铸件的体积大小和复杂程度。对大而简单的铸件，充填时间要相对长些，对复杂和薄壁铸件充填时间要短些。充填时间的调节方法与充填速度的调节方法相似。充填时间的选择见表3-44。压铸工艺及模具设计 注：1. 铸件平均壁厚，按下式计算 =(11+22+33+)/(1+2+3+) 式中铸件平均壁厚m； 1、2、3铸件某个部位的壁厚m

57、； 1、2、3壁厚为b1、b2、b3部位的面积m2。 2. 铝合金取较大值，锌合金取中间值，镁合金取较小值。表3-44 充填时间推荐值铸件平均壁厚/mm1.51.82.02.32.53.03.85.06.4型腔充填时间/s0.010.030.020.040.020.060.030.070.040.090.050.100.050.120.060.200.080.30压铸工艺及模具设计 2. 持压时间 从液态金属充填型腔到内浇口完全凝固时，继续在压射冲头作用下的持续时间，称为持压时间。持压时间的作用是使压射冲头有足够的时间将压力传递给未凝固的金属，保证铸件在压力下结晶，加强补缩，以获得致密的组织。

58、 持压时间的长短取决于铸件的材质和壁厚。对熔点高、结晶温度范围大和厚壁的铸件，持压时间要长些。对结晶温度范围小而壁又薄的铸件，持压时间可短些。假设持压时间缺乏，易造成缩松。但持压时间过长，起不到很大效果，且易造成立式压铸机的切除余料困难。生产中常见的持压时间见表3-45。 压铸工艺及模具设计 3. 开模时间 持压后应开模取出铸件。从压射终了到压铸模翻开的时间，称为开模时间。足够的开模时间，可使铸件在模具内便有一定的强度，开模和顶出时，便不致产生变形或拉裂。假设开模时间过短，那么在铸件强度还较低时就脱模，铸件易变形，对强度低的合金还可能因为内部气孔的膨胀而产生外表气泡。但开模时间太长，那么铸件温

59、度过低，收缩大，对抽芯和顶出铸件的阻力亦大，对热脆性大的合金还会引起铸件开裂，同时也会降低压铸的生产率。生产中常用的开模时间见表3-46。 表3-45 生产中常见的持压时间 s 压铸合金铸件平均壁2.5mm铸件平均壁2.56mm锌合金铝合金镁合金铜合金锌合金铝合金镁合金铜合金持压时间12121223373838510压铸工艺及模具设计 表3-46 生产中常用的开模时间 s 压铸合金铸件平均壁6 mm压铸合金铸件平均壁6 mm锌合金5107122025镁合金71210152530铝合金71210152530铜合金81515202030压铸工艺及模具设计 3.4 压铸涂料 压铸过程中，为了防止铸件

60、与压铸模焊合，减少铸件顶出的摩擦阻力和防止压铸模过分受热而采用涂料。压铸涂料指的是在压铸过程中，使压铸模易磨损局部在高温下具有润滑性能，并减小活动件阻力和防止粘模所用的润滑材料和稀释剂的混合物。压铸过程中，在压铸机的压室、冲头的配合面及其端面；在模具的成型外表、浇道外表、活动配合部位如抽芯机构、顶出机构、导柱、导套等都必须根据操作、工艺上的要求喷涂涂料。压铸工艺及模具设计 3.4.1 涂料的作用 压铸涂料应具有以下作用： (1) 防止金属液直接冲刷型腔和型芯外表，改善压铸模工作条件。 (2) 减小压铸模的导热率，保持金属液的流动性，以改善金属的成型性。 (3) 高温时保持良好的润滑性能，减小铸