合金压铸过程原理及工艺参数

合金压铸过程原理及工艺参数

深圳市鑫申金属有限公司成立于2005年6月，从1992创立的原“湘联五金”金属材料事业部独立出来，创立品牌“鑫申金属”, 并在惠州投资建厂，成立惠州市兴旺金属制品有限公司。2013年公司全资子公司深圳市冠联鑫金属材料有限公司成立，专营集团旗下锌铝合金系列及新材料，主要产品有锌合金、铝合金、铝钛合金、阳极氧化铝等。集团以锌合金和铝合金二大系列产品为主营业务，经过几年的发展壮大，鑫申金属集团公司发展成为深圳民营企业中第一家集各种合金材料的研发，生产，销售为一体的集团公司。

惠州市兴旺金属制品有限公司为国内生产优质环保压铸合金材料企业之一。总投资人民币2000万，工厂面积超20000平方米，鑫申金属采用国际先进合金冶炼技术，通过德国MASTER直读光谱仪检测品质、永磁搅拌炉具和全自动铸锭系统生产，质量执行美国ASTM A240标准，符合欧盟环保ROHS指令要求，以科学管理生产、货源充足、稳定品质来满足客户要求。鑫申金属相信品质就是企业的生命，研发是企业前进的动力，科技铸造辉煌。公司设立有海归博士为首的研发和售后服务团队，并依托南京大学固体微结构物理国家重点实验室，构建了产学研合作战略，不断研发新的压铸合金材料，根据各行业发展需求，推出满足市场新需求的压铸新合金材料，如铝钛合金、阳极氧化铝等新材料。

鑫申金属主要产品：Zamak3锌合金、Zamak5锌合金，Z2、Z4、Z7、Z8、ZA12#及特殊牌号标准锌合金锭，ADC10、ADC12、A380、A356、A360等各种牌号铝合金锭。新材料铝钛合金和阳极氧化铝更是受到手机电脑等数码产品行业客户的广泛认可。鑫申金属成为手机数码产品、通信产品、电子、电器、拉链、化油器及卫浴、锁具、汽车、航空等各行业高要求客户首选原材料，成为珠三角众多知名品牌及世界知名企业的环保原材料合格供应商，产品远销世界各地。下面鑫申金属研究人员带大家一同了解下合金压铸过程原理及工艺参数：

一、压铸压力

压力的存在就是压铸工艺与其他铸造的区别。在整个压铸过程中，压力起到了主导作用，熔融金属不仅在压力的作用下充满压室进入浇铸系统，而填充又在压力的作用下凝固成型。在压射各个阶段，随着冲头位置的移动，压力也随之变化，这个变化规律会对铸件质量产生很大的影响。因此我们应对压射过程中压力的变化要有个感性的认知，这也是压铸技术的理论基础。

1、压射力

压射力是压铸机压射机构中推动压射活塞运动的力。它是反映压铸机功能的一个主要参数

压射力的大小，由压射缸的截面积和工作液的压力所决定。压射力的计算公式如下：

P压射力＝P压射油缸×π×D 2/4

式中：P压射力－压射力（N －牛）

P压射油缸－压射油缸内工作液的压力（Pa－帕）

D －压射缸的直径（m－米）

π＝3.1416

2、比压

压室内熔融金属在单位面积上所受的压力称为比压。比压也是压射力与压室 截面积的比值关系换算的结果。其计算公式如下

P＝P/.F（比压=压射力/压室截面积）

式中：P比压－比压（Pa－帕）

P压射力－压射力（N－牛）

F压室截面积－压室截面积（m2－米2）

即F压室截面积＝πD2/4

式中：D（m－米）为压室直径

π＝3.1416

二、压力的作用

（1）比压对铸件机械性能的影响

比压增大，结晶细，细晶层增厚，由于填充特性改善，表面质量提高，气孔影响减轻，从而抗拉强度提高，但延伸率有所降低。

（2）对填充条件的影响

合金熔液在高比压作用下填充型腔，合金温度升高，流动性改善，有利于铸件质量的提高。

三、压铸压力的分析及选择

1、压铸压力的分析

为了便于分析压铸工艺参数，下面示出如图1和图2所示的卧式冷室压铸机压射过程图以及压射曲线图。压射过程按三个阶段进行分析。

第一阶段(图1b)：由0 -Ⅰ和Ⅰ-Ⅱ两段组成。0 -Ⅰ段是压射冲头以低速运动，封住浇料口，推动金属液在压射室内平稳上升，使压射室内空气慢慢排出，并防止金属液从浇口溅出；Ⅰ-Ⅱ段是压射冲头以较快的速度运动，使金属液充满压射室前端并堆聚在内浇口前沿

第二阶段(图1c)：Ⅱ-Ⅲ段，压射冲头快速运动阶段，使金属液充满整个型腔与浇注系统。

第三阶段(图1d)：Ⅲ-Ⅳ段，压射冲头终压阶段，压射冲头运动基本停止，速度逐渐降为0。

a) c)

图1 卧式冷室压铸机压射过程图

图2 卧式冷室压铸机压射曲线图

s--冲头位移曲线 P0--压力曲线 v--速度曲线

2、压力参数的分析

（1）压射力 压射冲头在0-Ⅰ段，压射力是为了克服压射室与压射冲头和液压缸与活塞之间的摩擦阻力；Ⅰ-Ⅱ段，压射力上升，产生第一个压力峰，足以能达到突破内浇口阻力为止；Ⅱ-Ⅲ段，压射力继续上升，产生第二个压力峰；Ⅲ-Ⅳ段，压射力作用于正在凝固

的金属液上，使之压实，此阶段有增压机构才能实现，此阶段压射力也叫增压压射力。

（2）比压 比压可分为压射比压和增压比压。

在压射运动过程中0-Ⅲ段，压射室内金属液单位面积上所受的压射力称为压射比压；在Ⅲ-Ⅳ段，压射室内金属液单位面积上所受的增压压射力称为增压比压。比压是确保铸件质量的重要参数之一，推荐选用的增压比压如表1所示。

表1增压比压选用值（单位：MPa）

（3）胀型力 压铸过程中，充填型腔的金属液将压射活塞的比压传递至型（模）具型腔壁面上的力称为胀型力。主胀型力的大小等于铸件在分型面上的投影面积（多腔模则为各腔投影面积之和），浇注系统、溢流、排气系统的面积（一般取总面积的30%）乘以比压，其计算公式如下

F主＝APb/10

式中 F主-主胀型力(KN)；

A-铸件在分型面上的投影面积（cm2）；

Pb-压射比压（MPa）。

分胀型力（F分）的大小是作用在斜销抽芯、斜滑块抽芯、液压抽芯锁紧面上的分力引起的胀型力之和。

（4）锁型（模）力锁型（模）力是表示压铸机的大小的最基本参数，其作用是克服压铸填充时的胀型力。在压铸机生产中应保证型（模）具在胀型力的作用下不致胀开。压铸机的锁型（模）力必须大于胀型力才是可靠的，锁型（模）力和胀型力的关系如下：

F锁 ≥K（F主 +F分）

式中F锁--压铸机应有的锁型（模）力（KN）；

K--安全系数，一般取1.25；

F主--主胀型力（KN）；

F分--分胀型力（KN）。

在压铸生产过程中，锁型（模）力大小的选择直接反映到压铸分型面处有否料液飞溅、铸件内组织的密度、有否气孔、成形是否完整、有否飞边及毛刺等。调整时，在保证铸件合格的前提下尽量减小锁型（模）力。

为简化选用压铸机时各参数的计算，可根据压铸机具体的工作性

能作出“比压、投影面积与胀型力关系图”，参见图3。在已知型（模）具分型面上铸件总投影面积∑A和所选用的压射比压Pb后，能从图中直接查出胀型力。

图3 比压、投影面积与胀型力关系图

3、压铸压力的选择

㈠压力的选择

（1）根据铸件的强度要求考虑

将铸件分为有强度要求的和一般要求的两类，对于有强度要求

的，应该具有良好的致密度。这是应该采用高的增压比压。

（2）根据铸件壁厚考虑

在一般情况下，压铸薄壁铸件时，型腔中的流动阻力较大，内浇口也采用较薄的厚度，因此具有大的阻力，故要有较大的填充比压，才能 …… 此处隐藏：4465字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……