压铸模设计之二.ppt

1、2020/7/8,1,第二讲:压铸基本概念,2020/7/8,2,一. 铸造工艺,砂型铸造 金属型铸造 特种铸造,压力铸造 重力铸造 低压铸造 熔模铸造 陶瓷型铸造 连续铸造 离心铸造 真空吸铸,永久型铸造,2020/7/8,3,二. 压铸概论,压力铸造概念: (铝,锡,锌,镁，铅,铜,合金) 即将溶融合金在高压、高速条件下充型并在高压下冷却成型的一种精密铸造方法，简称压铸，其最终产品是压铸件。 压力铸造特性: 高速充填:通常浇口速度在3060m/s之间. 充填时间很短:中小型件通常为0.020.2s之间. 高压充填:热室机压力通常为70350kg/c 铸件冷却速度快,2020/7/8,4,二

2、. 压铸概论,压铸设备 热室 压铸机 冷室 立式(全) 卧式 热室压铸机的压室通常浸入坩埚的金属液中，如图示：,2020/7/8,5,三. 压铸过程中溶液的流动方式,（一）喷射及喷射流 压力 动能(碰壁) 热能和压力,2020/7/8,6,三.压铸过程中溶液的流动方式,（二）压力流 因冲撞,磨擦和气体阻力等(抽象),运动能量耗尽(常发生在加强筋,凸台,远离浇口之部位),具有接受后继金属液中供给的压力能,从而使金属液沿着型腔内壁前进的特性.利用这特性,可便以型腔排气.在压力流充填的部位,汇集着由喷射和喷射流所充填部分的气体必须开设排气槽. （三）再喷射 （四）补缩金属流（保压时间）,2020/7

3、/8,7,四.成型工艺,（一）壁厚 锌合金: 0.3MM (最小) 铝0.5MM 最小孔径: 0.7MM 螺纹螺距0.75MM 最大壁厚与最小壁厚之比不要大于31（应设计壁厚均匀保证足够强度与刚度的前提）,2020/7/8,8,四.成型工艺,（二）加强肋大于或等于2.5MM会降低抗拉强度易产生气孔缩孔。 设计原则1受力大减小壁厚改善强度. 2对称布置壁厚均匀避免缩孔气孔. 3与料流方向一致避免乱流. 4避免在肋上设置任何零部件.,2020/7/8,9,四.成型工艺,（三）脱模斜度,2020/7/8,10,四.成型工艺,（四）圆角,2020/7/8,11,四.成型工艺,（五）孔 锌: 0.81.

4、5（最小直径） 铝: 2.02.5（最小直径） （六）文字: 凸凹纹直纹 例:平行纹（直纹）高0.7MM间距1MM角度60.5。 外俓34.5mm 共104牙,2020/7/8,12,四.成型工艺,（七）螺纹齿轮,(八）嵌件,2020/7/8,13,五.压铸合金及其性能,（一）压铸合金 铝(Al),锌(Zn),镁(Mg),铅(Pb),锡(Sn),铜(Gu) （二）压铸合金之锌合金 热室压铸用锌合金中 有效合金元素:铝(Al),铜(Gu),镁(Mg) 有害杂质元素:铁(Fe),硅(Si),铅(Pb),镉(Gd),锡(Sn) 来源于铝 来源于锌,2020/7/8,14,五.压铸合金及其性能,锌合金

5、种类,?,锌合金种类,2020/7/8,15,五.压铸合金及其性能,2020/7/8,16,五.压铸合金及其性能,热室压铸锌合金中的合金元素,-合金元素-铝 铝的加入可,降低合金对铁的反应能力,因此降低了合金对锌锅,鹅 颈及模具的侵蚀 降低合金的熔点 增加合金的流动性能 改善合金的机械性能 ? 产生Fe2 Al5浮渣,造成其含量的下降,2020/7/8,17,五.压铸合金及其性能,热室压铸锌合金中的合金元素,-合金元素-铜 铜的加入可,? 增加合金的强度 ? 提高合金的硬度 ? 改善合金的抗磨损性能 ? 降低合金的可延伸性 ? 造成压铸件的尺寸不稳定性(产生时效胀大) (当铜的含量1.25%时

6、),2020/7/8,18,五.压铸合金及其性能,热室压铸锌合金中的合金元素,-合金元素-镁 镁的加入可,细化合金组织,从而增加压铸件的强度 改善合金抗晶间腐蚀的能力 改善合金的抗磨损性能 ? 降低合金的流动性 ? 易在合金熔融状态下氧化损耗,2020/7/8,19,五.压铸合金及其性能,热室压铸锌合金中的合金元素,-杂质元素-镉,铅,镉在合金中的含量绝对不能0.003% 降低合金的机械性能 造成合金晶间腐蚀 铅在合金中的翎量绝对不能0.003% 降低合金的时效机械性能 当含量超过0.005%时,造成合金晶间腐蚀 我们经常遇到这样的情况,工件刚压铸成型时,其表面质量一切正常.可是,在室温下存放

7、数星期或几个月后,表面出现鼓泡.,2020/7/8,20,五.压铸合金及其性能,热室压铸锌合金中的合金元素,-杂质元素-锡 锡在锌合金锭中的含量绝对不能0.001%, 在太铸件中的含量不能0.002%,造成合金晶间腐蚀 降低合金的抗冲击性能 降低合金的抗拉伸强度 引起尺寸不稳定,2020/7/8,21,五.压铸合金及其性能,热室压铸锌合金中的合金元素,-杂质元素-铁 锌合金中铁元素含不能0.02%,铁元素可:,? 增加合金的硬度 但同时 增加合金的脆性 和合金中的铝发生反应形成Al5Fe2金属间化合物, 造成铝元素的损耗并形成浮渣 在压铸件中出现硬点,2020/7/8,22,五.压铸合金及其性

8、能,热室压铸锌合金中的合金元素,-杂质元素-硅 硅在锌合金中的含量绝对不能0.02%,提高锌合金的脆性转变温率20度 降低锌合金的可加工性,2020/7/8,23,五.压铸合金及其性能,热室压铸锌合金中的合金元素,-结论,热室压铸用锌合金必须是以特高纯度锌为基础,加入特高纯度铝,镁和铜 严格控制压铸温度,避免搅拌 水口料重熔时,一定要严格控制重熔温度以避免铝和镁的损耗,2020/7/8,24,六.压铸工艺,影响金属液充填成型的因素很多主要有压射压力压射速度充填时间压铸模温。 （一）压射压力的概念 定义1压射力指压射冲头作用于金属液面上的力。 (这个力在压铸过程中不是恒定不变的,它大小随不同的压

9、铸阶段变化而改变.) 压射液压缸 压射冲头 压室熔液 模具型腔 t1:F1为克服磨擦力(压室中) t2:开始进入型腔因浇口急减阻力 增大F2F1,达到高速充填 t3:(快速增压阶段)快速充填直止充满 型腔最大值F3为压射压力 t4:F4静压力对铸件压实 (压射力与时间关系曲线见右图),2020/7/8,25,六.压铸工艺,定义2压射压力就是在充模刚结束时压射冲头作用在金属液面上的力。 定义3压射压力是以压射比压来表示压射比压就是充模结束时压射 冲头作用于单位面积金属液面上的压力。,实际比压应等于计算比压乘以压力损减系数K(约0.88). 比压大小可通过调节压铸机的压射力和更换不同直径的 压室来

10、实现。,2020/7/8,26,六.压铸工艺,（二）充填速度及其选择 充填速度是指熔融金属地压射冲头压力的作用下通过内浇口时的线速度。 影响充填速度的因素有压射速度压射比压和内浇口截面积等。,在设计压铸模时内浇口的设置一般应预留出修模位置以便在试模时修整截面大小。匿内浇口面积过小充型压力损失增加加大压铸机负荷则充填速度过大液态金属呈喷射状进入型 腔压铸件内部组织气孔量增加高速冲蚀型腔影响寿命。当浇口尺寸足够大以后充填速度控制主要是通过调节压射速度来实现。,2020/7/8,27,六.压铸工艺,2020/7/8,28,六.压铸工艺,2020/7/8,29,七.特殊压铸工艺,产生气孔疏松的原因:高

11、速充模气体末完全排出及凝固收缩得不到充分补缩。 （一）真空压铸 特点1. 显著减少气孔,组织更致密,提高了力学性能; 2. 减小充型反压力,成型好,表面质量得到改善; 3. 可减小或不用排气系统; 4. 结构复杂成本高. 一般只适用于薄壁,流程较长的铸件,而对壁厚不均,较厚凸台的 铸件,则加重缩松. （二）充氧压铸（P.F法压铸）又称无气孔压铸（既气孔无氧气） 特点1. 消除气孔,提高力学性能; 2. 可对充氧压铸件进行热处理,强度增高30%,屈服强度增强100%; 3. 充氧压铸可在200300。C环境工作,可焊接; 4. 与真空相比,结构简单,投资少,操作方便; 5. 操作时应注意安全.,2020/7/8,30,七.特殊压铸工艺,（三）精.速.密压铸（ACURAD) 特点1. 双冲头压铸; 2. 克服卷气,收缩产生针孔; 3. 内浇口采取定向凝固(下方),便于补缩. （四)半固态压铸 合金所呈现状态树枝状晶体