压铸工艺详解

压铸简介简介压铸是一种利用高压强制将金属熔液压入形状复杂的金属模内的一种精密铸造法在年日本压铸协会对于压铸定义为在高温将熔化合金压入精密铸模在短时间内大量生产高精度而铸面优良的铸造方式美国称压铸为英国则称压铸为而最为国内一般业者所熟悉的是日本的说法称为压铸经由压httpbaikebaiducomview2466254htm铸法所制造出来的铸件则称为压铸件httpbaikebaiducomview426335htm这些材料的抗拉强度比普通铸造合金高近一倍对于铝合金汽车轮毂车架等希望用更高强度耐冲击材料生产的部件有更积极的意义压铸特点压力铸造简称压铸是一种将熔融合金液倒入压室内以高速充填钢制模具的型腔httpbaikebaiducomview1216789htm并使合金液在压力下凝固而形成铸件的铸造方法压铸区别于其它铸造方法的主要特点是高压和高速金属液是在压力下填充型腔的并在更高的压力下结晶凝固常见的压力为金属液以高速充填型腔通常在米秒有的还可超过米秒通过内浇口导入型腔的线速度内浇口速度因此金属液的充型时间极短约秒须视铸件的大小而不同内即可填满型腔压铸httpbaikebaiducomview1258550htmhttpbaikebaiducomview3886028htmhttpbaikebaiducomview4508754htm压铸机压铸合金与压铸模具是压铸生产的三大要素缺一不可所谓压铸工艺就是将这三大要素有机地加以综合运用使能稳定地有节奏地和高效地生产出外观内在质量好的尺寸符合图样或协议规定要求的合格铸件甚至优质铸件压铸是一种精密的铸造方法经由压铸而铸成的压铸件之尺寸公差甚小表面精度甚高在大多数的情况下压铸件不需再车削加工即可装配应用有螺纹的零件亦可直接铸出从一般的照相机件打字机件电子计算器件及装饰品等小零件以及汽车机车飞机等交通工具的复杂零件大多是利用压铸法制造的压铸法也有下列缺点压铸合金受限制目前的压铸合金只有锌锡铅铜镁铝等六种其中以铜合金的熔点最高铝合金压铸应用广泛最近亦有铸铁压铸的报告但为了经济上的因素仍须研究有关之材质模具材料及作业方法等设备费用昂贵压铸生产所需之设备诸如压铸机熔化炉保温炉及压铸模等费用都相当的昂贵铸件之气密性差由于熔液经高速充填至压铸模内时会产生乱流之现象局部形成气孔或收缩孔影响铸件之耐气密性目前有一种含浸处理的方法可以用来改善耐气密性压铸机压铸机由于压铸合金的不同在基本上可分成二大类即冷室机及热室机冷室机适合铜镁铝等高温合金的压铸而热室机则应用于锌锡铅等低温合金的压铸锌合金不但可利用热室机也可用冷室机压铸高温合金不用热室法压铸的原因在于热室机的柱塞浸渍在机械的熔锅中柱塞的铁元素会污染合金的成份因此高温合金都使用冷室机压铸压铸合金httpbaikebaiducomview2466254htm压铸件所采用的合金主要是有色合金至于黑色金属钢铁等由于模具材料等问httpbaikebaiducomview64610htm题目前较少使用而有色合金压铸件中又以铝合金使用较广泛锌合金次之下面简单介绍一下压铸有色金属的情况压铸压铸有色合金的分类受阻收缩混合收缩自由收缩铅合金低熔点合金锡合金锌合金铝硅系压铸有色合金铝合金铝铜系铝镁系高熔点合金铝锌系httpbaikebaiducomview2894htm镁合金httpbaikebaiducomview64603htm铜合金各类压铸合金推荐的浇铸温度合金种类铸件平均壁厚铸件平均壁厚结构简单结构复杂结构简单结构复杂铝合金铝硅系铝铜系铝镁系铝锌系锌合金镁合金铜合金普通黄铜硅黄铜注浇铸温度一般以保温炉的金属液的温度来计量锌合金的浇铸温度不能超过以免晶粒粗大压铸模压铸模是压铸生产三大要素之一结构正确合理的模具是压铸生产能否顺利进行的先决条件并在保证铸件质量方面下机合格率起着重要的作用由于压铸工艺的特点httpbaikebaiducomview2271715htm正确选用各工艺参数是获得优质铸件的决定因素而模具又是能够正确选择和调整各工艺参数的前提模具设计实质上就是对压铸生产中可能出现的各种因素预计的综合反映如若模具设计合理则在实际生产中遇到的问题少铸件下机合格率高反之模具设计不合理例一铸件设计时动定模的包裹力基本相同而浇注系统大多在定模且放在压射后httpbaikebaiducomview119360htm冲头不能送料的灌南压铸机上生产无法正常生产铸件一直粘在定模上尽管定模型腔的光洁度打得很光因型腔较深仍出现粘在定模上的现象所以在模具设计时必须全面分析铸件的结构熟悉压铸机的操作过程要了解压铸机及工艺参数得以调整的可能性httpbaikebaiducomview1971893htm掌握在不同情况下的充填特性并考虑模具加工的方法钻眼和固定的形式后才能设计出切合实际满足生产要求的模具刚开始时已讲过金属液的充型时间极短金属液的比压和流速很高这对压铸模来说工作条件极其恶劣再加上激冷激热的交变应力的冲击作用都对模具的使用寿命有很大影响模具的使用寿命通常是指通过精心的设计和制造在正常使用的条件下结合良好的维护保养下出现的自然损坏在不能再修复而报废前所压铸的模数包括压铸生产中的废品数httpbaikebaiducomview1124704htm编辑本段模具失效主要有三种形式热疲劳龟裂损坏失效模具热疲劳龟裂失效压铸生产时模具反复受激冷激热的作用成型表面与其内部产httpbaikebaiducomview543252htm生变形相互牵扯而出现反复循环的热应力导致组织结构二损伤和丧失韧性引发微裂纹的出现并继续扩展一旦裂纹扩大还有熔融的金属液挤入加上反复的机械应力都使裂纹加速扩展为此一方面压铸起始时模具必须充分预热另外在压铸生产过程中httpbaikebaiducomview3843916htm模具必须保持在一定的工作温度范围中以免出现早期龟裂失效同时要确保模具投产前和制造中的内因不发生问题因实际生产中多数的模具失效是热疲劳龟裂失效碎裂失效碎裂失效在压射力的作用下模具会在最薄弱处萌生裂纹尤其是模具成型面上的划线痕迹或电加工痕迹未被打磨光或是成型的清角处均会最先出现细微裂纹当晶界存在脆性相或晶粒粗大时即容易断裂而脆性断裂时裂纹的扩展很快这对模具的碎裂失效是很危险的因素为此一方面凡模具面上的划痕电加工痕迹等必须打磨光即使它在浇注系统部位也必须打光另外要求所使用的模具材料的强度高塑性好冲击韧性和断裂韧性均好溶蚀失效熔融失效前面已讲过常用的压铸合金有锌合金铝合金镁合金和铜合金也有纯铝压铸的是较活泼的金属元素它们与模具材料有较好的亲和力特别是httpbaikebaiducomview34359htm易咬模当模具硬度较高时则抗蚀性较好而成型表面若有软点则对抗蚀性不利httpbaikebaiducomview138759htm致使模具失效的因素很多既有外因例浇铸温度高低模具是否经预热水剂涂料喷涂量的多少压铸机吨位大小是否匹配压铸压力过高内浇口速度过快冷却水开启未与压铸生产同步铸件材料的种类及成分的高低铸件尺寸形状壁厚大小涂料类httpbaikebaiducomview411272htm型等等也有内因例模具本身材质的冶金质量坯料的锻制工艺模具结构设计的合理httpbaikebaiducomview537062htmhttpbaikebaiducomview1261114htm性浇注系统设计的合理性模具机电加工加工时产生的内应力模具的热处理工艺httpbaikebaiducomview285142htm包括各种配合精度和光洁度要求等模具若出现早期失效则需找出是哪些内因或外因以便今后改进但在实际生产中溶蚀仅是模具的局部地方例内浇口直接冲刷的部位型芯型腔易出现溶蚀现象以及硬度偏软处易出现铝合金的粘模httpbaikebaiducomview1124704htm编辑本段压铸生产中常遇模具存在的问题注意点浇注系统排溢系统例对于冷室卧式压铸机上模具直浇道的要求压室内径尺寸应根据所需的比压与压室充满度来选定同时浇口套的内径偏差应比压室内径的偏差适当放大几丝从而可避免因浇口套与压室内径不同轴而造成冲头卡死或磨损严重的问题且浇口套的壁厚不能太薄浇口套的长度一般应小于压射冲头的送出引程以便涂料从压室中脱出压室与浇口套的内孔在热处理后应精磨再沿轴线方向进行研磨其表面粗糙分流器与形成涂料的凹腔其凹入深度等于横浇道深度其直径配浇口套内径沿脱模方向有斜度当采用涂导入式直浇道时因缩短了压室有效长度的容积可提高压室的充满度对于模具横浇道的要求冷卧式模具横浇道的入口处一般应位于压室上部内径以上部位以免压室中金属液在重力作用下过早进入横浇道提前开始凝固横浇道的截面积从直浇道起至内浇口应逐渐减小为出现截面扩大则金属液流经时会出现负压易吸入分型面上的气体增加金属液流动中的涡流裹气一般出口处截面比进口处小横浇道应有一定的长度和深度保持一定长度的目的是起稳流和导向的作用若深度不够则金属液降温快深度过深则因冷凝过慢既影响生产率又增加回炉料用量横浇道的截面积应大于内浇口的截面积以保证金属液入型的速度主横浇道的截面积应大于各分支横浇道的截面积横浇道的底部两侧应做成圆角以免出现早期裂纹二侧面可做出左右的斜度httpbaikebaiducomview55599htm横浇道部位的表面粗糙度内浇口金属液入型后不应立即封闭分型面溢流槽和排气槽不宜正面冲击型芯金属液入型后的流向尽可能沿铸入的肋筋和散热片由厚壁处向薄壁处填充等选择内浇口位置时尽可能使金属液流程最短采用多股内浇口时要防止入型后几股金属液汇合相互冲击从而产生涡流包气和氧化夹杂等缺陷薄壁件的内浇口厚件要适当小些以保证必要的填充速度内浇口的设置应便于切除且不使铸件本体有缺损吃肉溢流槽溢流槽要便于从铸件上去除并尽量不损伤铸件本体溢流槽上开设排气槽时需注意溢流口的位置避免过早阻塞排气槽使排气槽不起作用不应在同一个溢流槽上开设几个溢流口或开设一个很宽很厚的溢流口以免金属液中的冷液渣气涂料等从溢流槽中返回型腔造成铸件缺陷httpbaikebaiducomview1124704htm编辑本段压铸零件的设计在满足产品功能的前提下合理设计压铸件简化压铸模结构降低压铸成本减少压铸件缺陷和提高压铸件零件质量由于注塑加工工艺来源于铸造工艺因此压铸件设计指南在某些方面和塑胶件设计指南非常相似详细的压铸零件设计参考机械工业出版社出版的面向制造和装配产品设计指南一书铸造圆角包括转角铸件图上往往注明未注圆角等要求我们在开制模具时切忌忽视这些未注明圆角的作用决不可做成清角或过小的圆角铸造圆角可使金属液填充顺畅使腔内气体顺序排出并可减少应力集中延长模具使用寿命铸件也不易在该处出现裂纹或因填充不顺而出现各种缺陷例标准油盘模上清角处较多相对来说目前兄弟油盘模开的最好重机油盘的也较多脱模斜度在脱模方向严禁有人为造成的侧凹往往是试模时铸件粘在模内用不正确的方法处理时例钻硬凿等使局部凹入表面粗糙度成型部位浇注系统均应按要求认真打光应顺着脱模方向打光由于金属液由压室进入浇注系统并填满型腔的整个过程仅秒的时间为了减少金属液流动的阻力httpbaikebaiducomview862908htm尽可能使压力损失少都需要流过表面的光洁度高同时浇注系统部位的受热和受冲蚀的条件较恶劣光洁度越差则模具该处越易损伤模具成型部位的硬度铝合金左右铜左右加工时模具应尽量留有修复的余量做尺寸的上限避免焊接httpbaikebaiducomview1124704htm编辑本段压铸模具组装的技术要求httpbaikebaiducomview2377565htm模具分型面与模板平面平行度的要求导柱导套与模板垂直度的要求分型面上动定模镶块平面与动定模套板高出推板复位杆与分型面平齐一般推杆凹入或根据用户要求模具上所有活动部位活动可靠无呆滞现象无串动滑块定位可靠型芯抽出时与铸件保持距离滑块与块合模后配合部位以上httpbaikebaiducomview890622htm浇道粗糙度光滑无缝合模时镶块分型面局部间隙冷却水道畅通进出口标志成型表面粗糙度无微伤httpbaikebaiducomview1124704htm编辑本段压铸的流动性httpbaikebaiducomview101949htmhttpbaikebaiducomview1197903htm流动性是指合金液体充填铸型的能力流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件在铝合金中共晶合金的流动性最好httpbaikebaiducomview530912htm影响流动性的因素很多主要是成分温度以及合金液体中存在金属氧化物金属化httpbaikebaiducomview530912htmhttpbaikebaiducomview837396htm合物及其他污染物的固相颗粒但外在的根本因素为浇注温度及浇注压力俗称浇注压头的高低实际生产中在合金已确定的情况下除了强化熔炼工艺精炼与除渣外还必须httpbaikebaiducomview19087htm改善铸型工艺性砂模透气性金属型模具排气及温度并在不影响铸件质量的前提下提高浇注温度保证合金的流动性压铸成形条件的注意事项压铸机压铸合金与压铸模具是压铸生产的三大要素缺一不可所谓压铸工艺就是将这三大要素有机地加以综合运用使能稳定地有节奏地和高效地生产出外观内在质量好的尺寸符合图样或协议规定要求的合格铸件甚至优质铸件材料熔融温度压射时模具温度及熔液温度压铸机的注射压力锁模力开模力的确定及根据制件情况所需的压射比压压射速度大小等最后对压铸成的制品状况要进行修整才能获得完善的制件压铸模工作温度的选择原则模具温度过低铸件内部结构疏松空气排出困难难以成型模具温度过高铸件内部结构致密但铸件易焊附于模腔中粘模不易卸出铸件同时过高的温度会使模体本身膨胀httpbaikebaiducomview3835623htm影响铸件尺寸精度模具温度应选择在合适的范围内一般经试验合适后恒温控制为好压铸成形条件的注意事项可以简单归纳为以下两方面材料熔融温度压射时模具温度及熔液温度压铸机的注射压力锁模力开模力的确定及根据制件情况所需的压射比压压射速度大小等httpbaikebaiducomview1124704htm编辑本段压铸工艺压力铸造简称压铸的实质是在高压作用下使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸型型腔并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法压铸特点高压和高速充填压铸型是压铸的两大特点它常用的压射比压是从几千至几万甚至高达充填速度约在有些时候甚至可达以上充填时间很短一般在范围内与其它铸造方法相比压铸有以下三方面优点优点产品质量好铸件尺寸精度高一般相当于级甚至可达级表面光洁度好一般相当于级强度和硬度较高强度一般比砂型铸造提高但延伸率降低约尺寸稳定互换性好可压铸薄壁复杂的铸件例如当前锌合金压铸件最小壁厚可达铝合金铸件可达最小铸出孔径为最小螺距为生产效率高机器生产率高例如国产型卧式冷空压铸机平均八小时可压铸次小型热室压铸机平均每八小时可压铸次压铸型寿命长一付压铸型压铸钟合金寿命可达几十万次甚至上百万次易实现机械化和自动化经济效果优良由于压铸件尺寸精确表泛光洁等优点一般不再进行机械加工而直接使用或加工量很小所以既提高了金属利用率又减少了大量的加工设备和工时铸件价格便易可以采用组合压铸以其他金属或非金属材料既节省装配工时又节省金属压铸虽然有许多优点但也有一些缺点尚待解决缺点如压铸时由于液态金属充填型腔速度高流态不稳定故采用一般压铸法铸件易产生气孔不能进行热处理对内凹复杂的铸件压铸较为困难高熔点合金如铜黑色金属压铸型寿命较低不宜小批量生产其主要原因是压铸型制造成本高压铸机生产效率高小批量生产不经济压铸应用范围及发展趋势压铸是最先进的金属成型方法之一是实现少切屑无切屑的有效途径应用很广发展很快目前压铸合金不再局限于有色金属的锌铝镁和铜而且也逐渐扩大用来压铸铸铁和铸钢件压铸件的尺寸和重量取决于压铸机的功率由于压铸机的功率不断增大铸件形尺寸可以从几毫米到重量可以从几克到数十公斤国外可压铸直径为重量为的铝铸件压铸件也不再局限于汽车工业和仪表工业逐步扩大到其它各个工业部门如农业机械机床工业电子工业国防工业计算机医疗器械钟表照相机和日用五金等几十个行业具体有汽车零配件家具配件浴室配件卫浴灯饰零件玩具须刨领带夹电气一电子零件皮带扣表壳金属饰扣锁具拉链等在压铸技术方面又出现了真空压铸加氧压铸精速密压铸以及可溶型芯的应用等新工艺近年来由于高铁的发展将会对我国压铸行业有一个很好的促进作用httpbaikebaiducomview1124704htm编辑本段压铸模具的温度控制系统铝合金压铸模温机合金压铸模温机压铸模温机压铸专用模温机使用工作温度高达采用当今世界最先进的流程设计控温精度高导热速度快高效节能并可配置自动吸出回油全负压运转通讯等功能完全可与当今代表最高水准的欧洲进口模温机相媲美本公司针对压铸和高模温注塑行业开发出来的一款高性能的设备跟国内同行业相比性能更高价格更优惠是众多压铸厂家的首选模温机压铸专用模温机铝合金压铸模温机特点电脑触摸式控制操作简单易懂日本进口微电脑双组温度控制表触摸式内储自动演算省电以上采用原装进口德国司倍克无轴封高温泵进口高级组件使用年限长升降温速度快温度精确稳定独特的双功率加热设计适合不同温控场所使用节能效果明显不锈钢一体成型管损小加热均匀开机自动排气功能模具回水温度检测表具有即时自动回油和冷却后回油功能安全系数更高安全保护及故障指示系统完善