压铸工艺及压铸新技术

1、3 压铸工艺及压铸新技术31 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，其他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。311 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、缩松的倾

2、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。312 常用压铸合金及其主要特性压铸用合金的分类见表3-l。表3-l 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、

3、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，要实现工业化生产还有待进一步的研究和开发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仑。我国常用压铸合金的化学成分、力学性能及应用范围见表35表3l。表3-2 常用压铸合全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

4、 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，故高温工作时仍有良好的抗腐蚀和抗氧化性能 4铝有较大的比热容和凝固潜热，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锌合金1锌合金的压铸性

5、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，模具的便用寿命较长；不易黏附模具型壁；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，但仍备受人们的关注，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

6、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，温度低于一10oC时，其冲击韧性急剧下降；温度升高时，力学性能下降，且易发生蠕变。因此，零件的工作温度一般不能超过100oC。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，

7、承受弯曲载荷的结构件的轻量化，以采用镁合金压铸件更为合适 2镁合金的熔点低，使得低温变形小，尺寸精度高，有利于一次开模成型；与铁的亲和力小，对模具的黏附现象小，有利于提高生产率和模具寿命；而且，镁合金良好的流动性能有利于复杂件和细小件的生产；镁合金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

8、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年代以来，镁合金压铸件在计算机、通信、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、浇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铜合金1压铸件具有节约材料的特点，而钢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

9、短，但因为铜合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，并且具有小的摩擦因数，耐磨性也很好，疲劳极限和导热性都很高，线胀系数也较小，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，

10、工作条件极为恶劣，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。要提高钢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 313 压铸合金的选用 合理地选择压铸合金是压铸件设计工作中的重要环节之一。不同种类的压铸合金，其性能各有差异。设计人员在选择压铸合金时，不仅要考虑所要求的使用性能，而且对压铸合金的工艺性能也要给予足够的重视，在满足使用性能的前提下，尽可能多考虑工艺性能优良的压铸合金。压铸合金的性能包括使用性能和工艺性能两方面厂其项目与内容见表3-11.选择压铸合金应考虑的因素见表3-12。32 压铸件的结构设计 压铸件的设计是压铸生产技术中

11、首先遇到的工作。合理的压铸件结构不仅能简化压铸模的结构，降低制造成本，同时也能改善压铸件质量。321 压铸工艺对压铸件结构设计的要求 压铸生产技术上所遇到的种种问题，如分型面的选择、浇口的开设、顶出的布置、收缩规律的掌握、精度的保证、缺陷的种类及其程度等，都是以所压铸的零件本身的工艺性的优劣为前提的。压铸工艺对压铸件结构设计的要求见表3-13。322 压铸件的基本结构设计 压铸件的基本结构设计包括壁厚、肋、铸孔、铸造圆角、脱模斜度、螺纹、齿轮、槽隙、铆钉头、凸纹、网纹、文字、标志、图案、嵌铸等的设计。3221 壁厚和助的设计 实践证明，薄壁压铸件的致密性好，强度高，耐磨性好。压铸件随壁厚的增加

12、，其内部气孔和缩松等缺陷也随之增加，故在保证压铸件有足够强度和刚度的前提下，应尽可能减小壁厚，并保持各截面的厚薄均匀一致。在通常工艺条件下，压铸件的壁厚不宜超过45 mm。对压铸件的厚壁处，为避免缩松等缺陷，应减薄壁厚而增设加强肋，如图3-1所示。 压铸件的壁厚常常是选择压铸工艺方法时首先考虑的问题。当壁过薄时，充填条件很差，会产生浇不足和冷隔现象；而壁过厚，又易产生气孔和缩孔。表3-l4是推荐的与压铸件面积相应的最小壁厚和正常壁厚.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。助的厚度一般不应当超过与其相连的壁的厚度。可取设肋处壁厚的2

13、乃3八。当铸件壁厚小于Zmm时，容易在肋处憋气，故不宜设肋。如必须设肋，则可使肋与壁相连处加厚。3222 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。对一些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孔较多。 零件上压铸出的孔的直径及其深度有一定的关系，较小的孔只能压铸较浅的深度。一般孔径不小于2omm，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。凡是小于表3-l5 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

14、工。3223 铸造圆角和脱模斜度的设计 在压铸件壁与壁的连接处，不论是直角，还是锐角或钝角，都应设计成圆角。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。为便于压铸件脱出模具的型腔和型芯，防止表面划伤，延长模具寿命，压铸件应有合理的脱模斜度。脱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

15、越大。此外，压铸件内表面或孔比外表面的脱模斜度要大。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3224 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。压铸螺纹的表层具有耐磨和耐压的优点，故其尺寸精度、形状的完整性及表面光洁方面虽然比机械加工的稍差，但对一般用途的螺纹来说并无多大影响，因而还是被常常采用。对于熔点高的合金 伯铜合金), 则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

16、纹牙型上表面摩擦面过多，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。 对于外螺纹的压铸，由于铸件或模具结构的需要，常采用两种方式。其一是由可分开的两瓣螺纹型腔构成，它是最常见的，也是较经济合理的压铸方式。这种外螺纹常出现轴向错扣或圆度不够现象，精度稍微降低。但这些现象可以通过机加工修整。故该方式需考虑留有0203 mm的加工余量。其二是采用螺纹型环来压铸。这种螺纹不会产生错扣和

17、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-l8 可压铸的螺纹尺寸(mm)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中内表面值选取。对要求高的齿轮，齿面应留有0203mm的加工余量。槽宽、槽深原则上可参考铸孔，但不能太大。其尺寸见表3-20. 压铸件与其他零件铆接时，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。3225 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，因为模具上加工凹形的网纹、文字

18、、标志和图案比较方便。铸件上的凸纹、网纹、文字、标志和图案均应避免尖角，笔画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-l7中值选取。推荐的凸纹或直纹的结构尺寸见表3-22. 压铸文字的大小一般不小于 GBT146911993规定的5号字体。文字凸出高度应大于03mm，线条宽度一般为凸出高度的15倍，常取08mm，线条间最小距离为03mm，脱模斜度为10°15°. 图案设计应力求简单，美观大方。3226 嵌铸的设计 嵌铸也称镶铸，它是把金属或非金属的零件（嵌件）先嵌放在压铸模内，再与压铸

19、件铸合在一起。这样既可充分利用各种材料的性能 估强度、硬度、抗蚀性、耐磨性、导磁性、导电性等）以满足不同条件下使用的要求，又可弥补因铸件结构工艺性差而带来的缺点以解决具有特殊技术要求零件的压铸问题。 铸入的嵌件的形状很多，一般为螺杆（螺栓) 螺母、轴、套、管状制件、片状制件等。其材料多为铜、钢、纯铁和非金属材料。也有用性能高于铸件本体金属的，或者用具有特种性质的 垃耐磨、导电、导磁、绝缘等).(1）嵌铸的主要作用 消除压铸件的局部热节，减小壁厚，防止产生缩孔。 改善和提高铸件局部性能，如强度、硬度、耐蚀性、耐磨性、焊接性、导电性、导磁性和绝缘性等，以扩大压铸件的应用范围。 对于具有侧凹、深孔、

20、曲折孔道等结构的复杂铸件，因无法抽芯而导致压铸困难，使用嵌铸则可以顺利压出。 可将许多小铸件合铸在一起，代替装配工序或将复杂件转化为简单件。(2) 嵌铸的设计要求 嵌件在铸件内必须稳固牢靠，故其铸人部分应制出直纹、斜纹、滚花、凹槽、凸起或其他结构，以增强嵌件与压铸合金的结合。嵌件的固定方法见表3-23和表3-24。表3-23 轴类嵌件的固定方法 嵌件周围应有一定厚度的金属层，以提高铸件与嵌件的包紧力，并防止金属层产生裂纹，金属层厚度可按嵌件直径选取，参见表3-25。 嵌件包紧部分不允许有尖角，以免铸件发生开裂。设计铸件时要考虑到嵌件在模具中的定位和各种公差配合的要求，要保证嵌件在受到金属液冲击

21、时不脱落、不偏移。嵌件应有倒角，以利安放并避免铸件裂纹。同一铸件上嵌件数不宜太多，以免压铸时因安放嵌件而降低生产率和影响正常工作循环。 带嵌件的压铸件最好不要进行热处理和表面处理，以免两种金属的相变不同而产生体积的变化不同，导致嵌件在铸件中松动和产生腐蚀。 嵌件在压铸前最好能镀以防蚀性保护层，以防止嵌件与铸件本身产生电化学腐蚀。 嵌件的形状和在铸件上所处的位置应使压铸生产时放置方便。323 压铸件的精度、表面要求及加工余量3231 压铸件的尺寸公差压铸件能达到的尺寸精度比较高，其稳定性也很好，具有很好的互换性。压铸件的尺寸精度不仅与其尺寸大小有关，而且受其结构和形状的影响。由于空间对角线能较确

22、切地表达占有空间的铸件的结构、形状和尺寸大小，故压铸件的轮廓尺寸大小以空间对角线来表示。空间对角线取自外切铸件最大外廓的四方体，见图32。 通常按压铸所达到的尺寸公差数值等级，将压铸件的尺寸分为三种：一般尺寸、严格尺寸和高精度尺寸。 高精度尺寸是特殊零件上的个别尺寸。这类尺寸不仅要求在模具结构上消除分型面、活动成型及收缩率选用误差等的影响，而且要求在模具维修、压铸工艺及尺寸检测等方面严格控制。压铸高精度尺寸的尺寸公差见表3-26。 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327。表3-27 压铸严格尺寸公差推荐值(mm) 一般尺寸为未注公差尺寸。 根据

23、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1级精度和H级精度，综合影响引起的尺寸误差较小的为二级精度，误差较大的为11级精度。、 压铸件的一般尺寸的尺寸公差见表3-28表3-33.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353内I级精度中A类关系与B类关系的差值补加公差增量。 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

24、（士）偏差，其偏差值为表3-26表3-33中公差值的1/2。 （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基本尺寸。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353内一级精度中A类关系与B类关系的差值补加公差增量。 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（士）偏差，其偏差值为表3-26表3-33中公差值的1/2。 （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基本尺寸。3232 压铸件的角

25、度公差角度公差见表3-34和图3-8。一般要求选用II级精度。表3-34 自由角度及锥度公差(mm)3233 压铸件的形位公差 对压铸件的表面形状和位置精度一般不作要求。当图纸中未注明表面形状和位置公差，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。 （1）压铸件的表面形状主要是由压铸模的成型表面所决定的，而模具的成型表面可以达到较高的精度，因此，对压铸件的表面形状不作另行规定，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

26、大于5 0 mm时，允许公差为02 mm；最大外廓尺寸大于5 0 mm时，则以02 mm为基本公差值，在 5 0 mm以后，每增加10 mm，再附加公差0015 mm（增加不足 10 mm的按 10 mm计算） 总的公差值最大不超过06mm。例如，铸件的最大外廓尺寸为158mm，其翘曲度公差应为：第一个5 0 mm的基本公差为02 mm，增加100 mm的附加公差为015 mm，最后8mm的附加公差按10mm计算，为0015mm，累积计算的总翘曲度公差为02+015+ 0.015 03 6 5（mm）。 （2）压铸件的表面位置公差由该表面在模具内所处的位置所决定。 对于平行度和垂直度的公差，当

27、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。 压铸件的同轴度和对称度公差见表3-36。3·2·3·4 压铸件的表面要求· 压铸件的表面要求分为铸造痕迹和表面粗糙度两种。 压铸件的表面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表面粗糙度来衡量的。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

28、迹作出限制规范以后，通常便称为表面缺陷。 压铸过程造成的痕迹并不是完全布满整个压铸件的全部表面上的，因而存在一个由型腔壁面所决定的原始平面（表面） 同时，在充填条件良好的区域上，其表面甚至可以不产生铸造痕迹，于是，对原始平面（表面）或没有铸造痕迹的区域（也是表面）可以用表面粗糙度轮廓算术平均偏差Ra值来衡量。在一般情况下，压铸件表面的粗糙度比型腔表面的粗糙度约低两级左右。用新模压铸可获得表面粗糙度Ra0.8m 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Ra1.632m范围，铝、镁合金压铸件大致在Ra3.263m范围，铜合金压铸件表面最差，受模具龟裂的影响很大。又因压铸件的表面粗糙度

29、是由压铸工艺的特点所决定的，故生产中，对压铸件的表面粗糙度一般是不需测定的，只有为了鉴定模具的型腔表面粗糙度时，才作适当的测定。以表面粗糙度为依据的压铸件表面质量分级见表 3-37。 3235 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，一般可以不必再作机械加工。同时，由于压铸有内部气孔存在，亦应尽量避免再作机械加工。但是，压铸出的零件毕竟还不是在任何场合下都可以直接装配使用的，所以，常常在一些情况下，还需要对一些表面和部位进行机械加工，这些情况如下。(1）去除脱模斜度，以满足该表面和该部位的装配要求。(2)达到更高精度的尺寸。(3）铸件未压铸出的一些形状。(4)去除浇口或因工艺需

30、要而增加的多余部分。（5）模具的成型零件因磨损或掉块，造成铸件的表面或形状不符合要求（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).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，以便保留其强度较高的致密层。其次才考虑采用切削加工，并选用较小的加工余量。加工余量的选用参见表3-38和表3-9。加工余量取铸件最大外廓尺寸与基本尺寸两余量的平均值。当加工余量受脱模斜度的影响时，一般内表面尺寸以大端为基准，外表面尺寸以小端为基准。324 压铸件的结构设计实例 图3

31、-4为压铸件结构设计修改实例。其中图（a)(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；2分别为修改后的情况。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，达到简化模具结构的目的。33 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。压铸工艺则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，时间则是有关工艺参数的协调和综合的结果。而各个工艺因素又是互相影响和互为制约的，调整某一个工艺因素

32、时，必然引起与之相应的工艺因素发生变化，并可能反过来对已经调整的那个工艺因素产生影响而使其发生变化。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。331 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合适的压射压力。压射压力的选择见表3-40。332 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、压射压力高低而异。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；而对于薄壁复杂或表面质量要求高的铸件，应

33、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 充填速度推荐值 m/s注：当铸件的壁很薄且表面质量要求较高时，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。3·33 压铸温度的选择 压铸温度包括浇注温度和压铸模温度。金属液的浇注温度和压铸模温度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，则要有一个相应的温度规范。 (1）浇注温度 浇注温度是指从压室进人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

34、粒粗大，还会造成粘模；浇注温度过低，易产生冷隔、表面花纹和浇不足等缺陷。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，具体可参考表3-42选用。应当指出的是，充填速度越大，液态金属因摩擦作用而升温的数值越大，当充填速度为40m/s时，铝合金进人型腔时的温度将增加 8，因此充填速度大时，可适当降低浇注温度，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: 避免金属液激冷急剧，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

35、和开裂。 避免铸型因激热而胀裂，延长压铸模的工作寿命。 降低型腔中的气体密度，有利于型腔中气体的排除，从而获得表面光洁、轮廓清晰及组织致密的铸件.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人，否则，将因激冷而使压铸模产生裂纹甚至破裂。 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

36、一压铸模工作温度，； t浇一液态金属浇注温度，； rt一温度控制公差，rt = 2 5。3·3·4 压铸时间的选择 压铸时间包含充填、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人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-

37、44.注：1铸件平均壁厚按下式计算 = （1A1十2A23A3）（A1A2 A3） 式中 -铸件平均壁厚，m； 1，2，3. -铸件某个部位的壁厚，m； A1，A2，A3- 壁厚为1、2、3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。(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。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

38、又薄的铸件，持压时间可短些。若持压时间不足，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。 (3） 开模时间 持压后应开模取出铸件。从压射终了到压铸模打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，开模和顶出时不致产生变形或拉裂。若开模时间过短，则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表面气泡。但开模时间太长，则铸件温度过低，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。34 压

39、铸涂料 压铸过程中，为了避免铸件与压铸模焊合，减少铸件顶出的摩擦阻力和避免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，使压铸模易磨损部分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；在模具的成型表面、浇道表面、活动配合部位 伯抽芯机构、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。341 涂料的作用压铸涂料应具有以下作用。(1）避免金属液直接冲刷型腔和型芯表面，改善压铸模工作条件。(2)减小压铸模的热导率，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，减小铸件

40、与压铸模成型部分（尤其是型芯）之间的摩擦，从而减轻型腔的磨损程度、延长压铸模寿命和提高铸件表面质量。(4)预防粘模（对铝合金而言）.3·42 对涂料的要求对压铸涂料的要求如下。(1)在高温时，具有良好的润滑性，不会析出有害气体。(2) 挥发点低，在100150oC时，稀释剂能很快挥发，在空气中稀释剂挥发小，存放期长。(3)涂敷性好，对压铸模及压铸件没有腐蚀作用，不会在压铸模型腔表面产生积垢。(4)配方工艺简单，来源丰富，价格低廉。343 常用涂料及使用压铸涂料的种类繁多，其中较理想的成分、配方、配制方法和适用范围见表3-47。表347 压铸用涂料及配制方法涂料使用时应注意用量。喷涂时

41、应注意均匀程度，避免涂层太厚，涂时可用毛刷或喷枪等工具。用毛刷时，在涂刷后应用压缩空气吹匀或用干净的纱布擦匀。喷枪喷涂时应均匀，避免涂料沉积。涂上涂料后，应等涂料中的稀释剂挥发后，再合模浇注。否则，型腔内气体量增多，会增加气孔产生的可能性，甚至形成高的反压力而使充型困难。此外，还应注意模具的排气槽不能被涂料堵塞，以免排气不畅。对于型腔转折、口角部位，应避免涂料的沉积，以确保铸件轮廓清晰。 在生产中，应对所操作的压铸机和使用的模具摸索其规律，根据铸件的质量要求，采取正确的喷涂方法和喷涂次数。35 压铸合金的熔炼与压铸件的后处理3·51 压铸合金的熔炼 压铸合金的熔炼是压铸过程的重要环节

42、。金属从固态变为熔融状态，是一个复杂的物理、化学反应以及热交换过程。随着熔炼过程中合金产生金属和非金属的夹杂物、吸收气体以及合金中的组分与杂质含量有所变化，因而，在不同程度上影响到合金的物理、化学、工艺和力学性能。 压铸用的非铁合金大都具有熔点低、容易过热，在熔融状态下容易吸气和氧化等特点，因此熔炼工艺比较复杂。在压铸过程中，由于合金熔料中回炉料占一定的比例，合金在熔融状态下持续时间长，掏勺频繁等容易引起合金质量不良的因素，所以，制定严格的、正确合理的熔炼工艺规程并按规程进行熔炼，是获得质量优良的压铸合金的重要保证。压铸合金熔炼的一般过程见图3-5.压铸合金的熔炼工艺特点见表 3-48表3-5

43、1.表3-48 压铸铝合金的熔炼工艺特点主要工序工 艺 特 点装料 装料顺序因炉料不同而变化，若使用中间合金熔炼时，首先装人金属锭然后装人中间合金；若用预制合金锭与回炉料时测首先装人此类炉料，然后再加人为调整化学成分所需加人的金属锭或中间合金。对于一些易损耗、熔点低的炉料（如 Mg、Zn、Sn），应该在熔化末期，当其他炉料熔化完后，于 690700时加人。在炉容量足够的情况下，可同时加人回炉料、合金锭及中间合金，待其全部熔化后，于690700时加人 Mg和 Zn等.熔化 炉料装人后，即开始了各种炉料的熔化过程，应尽量缩短熔炼时间，严格控制温度，以防止合金液过热。因为熔炼时间愈长，合金液过热度愈

44、高，合金吸气和氧化愈严重。特别是采用固体、液体和气体燃料的柑锅炉，更应注意精炼 精炼的目的是除去合金液中的气体和氧化夹杂物，目前广泛使用的各种无公害的精炼剂有氯盐、氟化物、六氯化烷等。为检查合金液除气精炼的程度，在浇注前要进行含气量检验。将精炼后的合金液用小勺浇注在试样模中，随即用预热的薄铁片刮熔液表面，观察其表面是否有气泡冒出。如符合技术标准，则可正常使用。当表面冒泡严重时，应重新精炼。压铸铝合金要在熔剂保护下进行熔炼和保温，以防合金液吸气和产生氧化夹杂物表3-49 压铸锌台金的熔炼工艺特点主要工序工 艺 特 点对炉料的控制由于锌合金对Fe、SnPd和Cd等有害杂质的作用极为敏感，所以对这些

45、杂质应严格控制，防止混人。对回炉料的成分及有害杂质应经过化学分析，确定其含量后才能投人使用，混杂在回炉料中的铁及其他杂质要除掉。因此，锌合金的熔炼要单独进行，且选用高纯度的新材料，严格控制熔炼过程，以防止锌合金的“老化”对温度的控制 锌合金的熔炼温度一般为440480，并且还要加盖覆盖剂（木炭）。温度过高或过低对铸件的组织和力学性能均有影响。温度过高时将使铝、镁元素烧损；金属氧化速度加快，烧损量增加，锌渣增加；铸铁坩埚中铁元素融人合金更多，高温下锌与铁反应加快，形成铁铝金属间化合物，使锤头、鹅颈壶过度磨损；燃烧消耗相应增加。温度过低时将使合金流动性差，不利于成型，影响压铸件表面质量.熔炼过程

46、熔炼时，先加人熔点较高的铝锭和铝铜中间合金，再加人回炉料和锌，并撒上一层20mm厚的覆盖剂，当炉料熔化后，用钟罩压人镁锭，去除覆盖层，用占料重02503的精炼剂脱水氯化锌精炼，除渣后运保温炉中待用表3-50压铸镁合金的熔炼工艺特点主要工序工 艺 特 点洗涤剂准备 在熔炉旁边另设一坩埚炉，将熔剂熔化并加热至 760800”，以便熔炼工具在使用之前，在其中洗涤干净，经过洗涤的工具在加热到暗红色后才能使用。坩埚内的熔剂，在每一工作班中应清理12次，以除去其中的脏物，并根据坩埚的消耗量和洗涤能力的强弱，往洗涤坩埚中适当添加新的熔剂。洗涤熔剂还应定期更换加料和熔化 将坩埚加热至40045O，撒上占炉料重

47、015的熔剂，加人预热的镁锭、中间合金和回炉料，待全部炉料熔化后，在温度为690720时，加人锌锭。每次加料后应在金属液面暴露部分处添加新的熔剂精炼 将金属升温到700730，用搅拌勺激烈地由上而下搅拌合金液58min，直到金属液面呈现镜面光泽为止。在搅拌过程中，应向金属液面均匀不断地撒上熔剂，其消耗量为炉料质量的08l。除去金属液表面的熔渣或熔剂，并撒上一层新熔剂，然后升温至 780，在此温度下使金属液静置不少于 15min，然后转至保温炉待用。镁合金在整个熔炼和保温过程中，如发现金属液面上有燃烧现象时，应立即撒上新熔剂，并停留23min后进行压铸，以免将熔剂夹杂带人铸件中，影响铸件质量表3

48、-51压铸铜合全的熔炼工艺特点主要工序工 艺 特 点熔化和脱氧 压铸铜合金主要是黄铜，熔炼温度一般为11001150oC。黄铜含有较多的锌，在熔炼温度下，锌对铜液有脱氧作用，故铅黄铜一般不需加人脱氧剂进行脱氧；但硅黄铜仍需加人脱氧剂进行脱氧 硅黄铜熔炼的加料顺序是先加人铜硅中间合金，然后才加人铜和锌。熔炼过程中硅黄铜表面上有一层致密的氧化膜，可显著减少锌的蒸发。因此不一定要采用覆盖剂，而熔炼铅黄铜仍需要加人覆盖剂含气量检验 熔炼后将金属液浇入样模内，待冷却后，观察其表面情况，若试样中间凹下去，表示合金液含气量小；若中间凸起或者不收缩,则表示合金液气体含量较多。此时可加人除气剂除气。黄铜也可加热

49、除气，加热至锌的沸点。锌蒸发沸腾时带出气体。在铜合金中只允许除气23次，如还有气体存在，则该炉合金不能用于压铸352 压铸件的清理 压铸件的清理是很繁重的工作，其工作量往往是压铸工作量的1015倍。因此，随着压铸机生产率的提高，压铸件产量的增加，压铸件的清理工作实现机械化和自动化是非常重要的。压铸件的清理包括去除浇口（浇注系统）、 排溢系统的金属物、飞边及毛刺，有时还要修整经过上述去除工作后所残留的金属或痕迹。 切除浇口和飞边所用的设备主要是冲床、液压机和摩擦压力机，在大量生产条件下，可根据铸件结构和形状设计专用模具，在冲床上一次完成清理任务。对于小孔、螺纹上的飞边毛刺，可装在专用卡具上，采用

50、半自动或自动的多工位转盘机，在各个工位上完成飞边毛刺的清理和浇注系统的切除工作。 表面清理多采用普通多角滚筒和振动埋人武清理装置。对批量不大的简单小件，可用多角清理滚筒，对表面要求高的装饰品，可用布制或皮革的抛光轮抛光。对大量生产的铸件可采用螺壳式振动清理机。清理后的铸件按照使用要求，还可进行表面处理和浸渗，以增加光泽，防止腐蚀，提高气密性。 对于修整清理后的残留金属或痕迹可用橡胶砂轮或砂带打磨，打磨时可用水与油的混合液润滑，简单小铸件还可以用滚筒清理。353 压铸件的浸渗、整形和修补 (1）压铸件的浸渗 由于压铸件在压铸中存在着氧化夹杂或缩松等缺陷，从而降低了铸件的致密性。对于有气密性要求的

51、压铸件可通过浸渗处理填堵这些微隙。 浸渗处理是将压铸件浸在装有渗透、填补作用的浸渗液中，使浸渗液透人压铸件内部的疏松处，从而提高了压铸件的气密性能。 （2）压铸件的整形 按正常程序进行生产的压铸件，一般是不会变形的，只有形状复杂和薄壁的铸件，可能由于顶出时受力不均衡或持压时间掌握得不恰当，以及搬运过程中铸件被碰撞而引起变形；或者是由于铸件本身结构的限制，在压铸过程中因留有残余应力而引起变形（例如平面较大的铸件，压铸后发生翘曲）。 在一般情况下，压铸件变形后，允许用手工或机械方式进行校正，这个校正的工序称为整形。校正分为热校正和冷校正两种。 热校正是把铸件加热到退火温度，用专用工具（校正模具或夹

52、具）在手压床或液压床上校正；也可用专用工具夹持进行退火；还可以在热态时用木制的或者橡胶制成的榔头进行手工校正。 冷校正是把变形的铸件在室温下进行与上述方法相同的手工或机械的校正，其效果比热校正差些，但操作方便。 （3）压铸件的修补 压铸或加工后的铸件，发现有不符合技术要求的缺陷时，一般都予以报废，只有在下列情况下，并且有修补的可能时，才进行修补。 形状很复杂，压铸很困难或加工周期很长的铸件。 带有铸人镶件，这种镶件是由贵重材料制成，或者是制造很困难而在回收后无法复用的。 修补的方法有焊补法和嵌补法两种。 焊补法是利用与铸件材料相同或熔点略低而性质相似的材料做成的焊条进行钎焊，焊补后由钳工修整至铸件所要求的形状和尺寸。 嵌补法是将铸件缺陷部位加工成销钉孔嵌以与铸件材料相同的销钉，然后用机械加工或钳工修整至铸件所要求的形状和尺寸。354 压铸件的热处理和表面处理 (1）压铸件的热处理 一般压铸件不宜进行淬火处理。这是因为一方面压铸件具有较好的力学性能和致密的内部组织，在使用上基本能够满足一般的要求。另一方面淬火处理会导致压铸件表层顶起而形成鼓泡。只有当采取了一些排除气体的工艺措施