压铸成型工艺参数的选择

1、 项目导入项目导入一一相关知识相关知识 二二项目实施项目实施 三三 压铸成型工艺参数的选择压铸成型工艺参数的选择 思考以下常见压铸件缺陷的形成原因，以思考以下常见压铸件缺陷的形成原因，以及解决办法？及解决办法？ 压铸生产中，压铸机、压铸合金和压铸压铸生产中，压铸机、压铸合金和压铸模是三大要素。模是三大要素。压铸工艺压铸工艺则是将三大要素作则是将三大要素作有机的组合并加以运用的过程。有机的组合并加以运用的过程。影响压铸成型的主要参数：影响压铸成型的主要参数：压力、速度、温压力、速度、温度和时间度和时间压射力压射力:压铸机压射机构中推动压射活塞的力（压铸机压射机构中推动压射活塞的力（F）压射比压压

2、射比压:指压射过程中，压室单位面积所受的压力指压射过程中，压室单位面积所受的压力（P） P=F/A=4F/D2式中：式中：P-压射比压，压射比压，KNF-压射缸压射腔内的工作压射缸压射腔内的工作液压力，对于未增压前的压力，即液压力，对于未增压前的压力，即为储能器或液压系统的工作压力，为储能器或液压系统的工作压力，MPa;D-压射缸的内径，压射缸的内径，mm压力来源于高压泵。在压铸中起着极为重要的作用。在压力来源于高压泵。在压铸中起着极为重要的作用。在压铸过程中，作用在金属液上的压力，并不是一个常数，而压铸过程中，作用在金属液上的压力，并不是一个常数，而是随着不同的阶段而转变成为不同的形式的。是

3、随着不同的阶段而转变成为不同的形式的。图图1卧式冷室压铸机的工作过程卧式冷室压铸机的工作过程1.1.压射过程压射过程冷压室压铸机的压射过程从压射冲头开始移动至冷压室压铸机的压射过程从压射冲头开始移动至型腔充满，直到增压结束为止。型腔充满，直到增压结束为止。压力和速度是压射过程的两个重要参数。压力和速度是压射过程的两个重要参数。在第在第3 3阶段高速压射后，还有后续的增压压实阶阶段高速压射后，还有后续的增压压实阶段，所以有时也被称为段，所以有时也被称为4 4阶段压射阶段压射. .金属液在压室与压铸模型腔中的运动可分解为四个阶段。金属液在压室与压铸模型腔中的运动可分解为四个阶段。这个过程称为四级压

4、这个过程称为四级压射。射。根据工艺要求，根据工艺要求，压铸机均应实现四级压铸机均应实现四级压射。压射。目前使用的大中型压目前使用的大中型压铸机为四级压射，中铸机为四级压射，中小型压铸机多为三级小型压铸机多为三级压射。压射。第第I I阶段：压射冲头推动金属液越过浇料口，低压低速运阶段：压射冲头推动金属液越过浇料口，低压低速运行，防止金属液从浇料口溢出，有利于气体排出。压力行，防止金属液从浇料口溢出，有利于气体排出。压力p1p1主要用于克服冲头与压室、液压缸与活塞之间的摩擦主要用于克服冲头与压室、液压缸与活塞之间的摩擦阻力，只有小部分用于推动金属液。阻力，只有小部分用于推动金属液。第第IIII阶段

5、阶段: :压射冲头通过浇料口，压力上升，速度加快，压射冲头通过浇料口，压力上升，速度加快，金属液充满压室至内浇口处。金属液充满压室至内浇口处。第第IIIIII阶段：金属液流经内浇口充填型腔。由于内浇口处截面阶段：金属液流经内浇口充填型腔。由于内浇口处截面面积大幅缩小，流动阻力剧增，要保持足够的填充速度，需更面积大幅缩小，流动阻力剧增，要保持足够的填充速度，需更高的压射压力。压射速度快慢非常重要，主要取决于压铸件复高的压射压力。压射速度快慢非常重要，主要取决于压铸件复杂程度、壁厚和质量要求等。杂程度、壁厚和质量要求等。第第IVIV阶段：金属液完全充满型腔，充型结束。压射冲头阶段：金属液完全充满型

6、腔，充型结束。压射冲头停止运动，压射速度迅速减至零，压力剧增，增压压力停止运动，压射速度迅速减至零，压力剧增，增压压力p4p4建立，达到全过程的最高值。增压压力对凝固中的金建立，达到全过程的最高值。增压压力对凝固中的金属液进行压实，压射冲头可能稍有前移。通过增压使压属液进行压实，压射冲头可能稍有前移。通过增压使压铸件密度增加，获得清晰压铸件。金属液凝固，增压压铸件密度增加，获得清晰压铸件。金属液凝固，增压压力撤除，压射过程结束。力撤除，压射过程结束。压射压力的选择应根据压射压力的选择应根据压铸件的形状压铸件的形状、尺尺寸、复杂程度、壁厚、合金的特性、温度寸、复杂程度、壁厚、合金的特性、温度及排

7、溢系统及排溢系统等确定，一般在保证压铸件成等确定，一般在保证压铸件成形和使用要求的前提下选用较低的比压。形和使用要求的前提下选用较低的比压。选择压射比压需考虑的因素：选择压射比压需考虑的因素：塑件的结构特性：塑件的结构特性：p 壁厚：薄壁制件比压应选择高一些，厚壁厚：薄壁制件比压应选择高一些，厚壁制件比压应选择低一些；壁制件比压应选择低一些；p 形状：形状复杂塑件比压应选择高一些；形状：形状复杂塑件比压应选择高一些；p 工艺结构合理性：工艺结构合理塑件比工艺结构合理性：工艺结构合理塑件比压应选择低一些。压应选择低一些。压铸合金特性压铸合金特性:p 结晶温度范围：结晶温度范围大，比压结晶温度范围

8、：结晶温度范围大，比压可选高一些；可选高一些；p 流动性：流动性好，比压可选低一些；流动性：流动性好，比压可选低一些；p 比重：比重大，压射比压和增压比均应比重：比重大，压射比压和增压比均应选择高一些；选择高一些；p 比强度：比强度大，增压比压应选高一比强度：比强度大，增压比压应选高一些。些。 浇注系统浇注系统p 浇道阻力：浇道阻力大（浇道长，转向浇道阻力：浇道阻力大（浇道长，转向多、相同截面下，内浇口厚度小）压射比多、相同截面下，内浇口厚度小）压射比压和增压比压都应大一些；压和增压比压都应大一些；p 浇道散热速度：散热速度快，压射比压浇道散热速度：散热速度快，压射比压可选择大一些。可选择大一

9、些。 排溢系统排溢系统p 排气道布局：排气道布局合理，压射比排气道布局：排气道布局合理，压射比压和增压比压均选择低一些；压和增压比压均选择低一些；p 排气道截面积：截面积足够大，压射比排气道截面积：截面积足够大，压射比压和增压比压均选择低一些。压和增压比压均选择低一些。 内浇口速度：内浇口速度大，压射比压内浇口速度：内浇口速度大，压射比压可选择高一些。可选择高一些。 温度：填充型腔时，熔融金属温度和模温度：填充型腔时，熔融金属温度和模具温度的温差大，压射比压可选择高一些。具温度的温差大，压射比压可选择高一些。压射压力推荐值压射压力推荐值（MPa）压铸合金类型压铸合金类型锌合金锌合金铝合金铝合金

10、镁合金镁合金铜合金铜合金一般件一般件1320305030504050承载件承载件2030508050805080耐气密性件或大耐气密性件或大平面薄臂件平面薄臂件2540801208010060100电镀件电镀件2030充填速度的选择应视充填速度的选择应视铸件大小铸件大小、铸件复杂铸件复杂程度程度、铸件的要求铸件的要求、合金种类合金种类、压射压力压射压力高低而异。高低而异。充填速度过小充填速度过小会使铸件的轮廓不清，甚至不能成会使铸件的轮廓不清，甚至不能成形。形。充填速度选择过大充填速度选择过大，会引起铸件粘型并使铸件内，会引起铸件粘型并使铸件内部气孔率增加，使力学性能下降。部气孔率增加，使力学

11、性能下降。充填速度的选择，一般应遵循的原则：充填速度的选择，一般应遵循的原则：对于厚壁或内部质量要求较高的铸件，应选择对于厚壁或内部质量要求较高的铸件，应选择较低的充填速度和高的增压比压；较低的充填速度和高的增压比压；对于薄壁或表面质量要求高的铸件以及复杂的对于薄壁或表面质量要求高的铸件以及复杂的铸件，应选择较高的比压和高的充填速度；铸件，应选择较高的比压和高的充填速度；合金的浇注温度较低、合金和模具材料的导热合金的浇注温度较低、合金和模具材料的导热性能好、内浇道厚度较大时，也要选择较高的性能好、内浇道厚度较大时，也要选择较高的充填速度。充填速度。合金种类合金种类铝合金铝合金锌合金锌合金镁合金

12、镁合金黄铜黄铜充填速度充填速度/m/s2060305040902050充填速度推荐值充填速度推荐值 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，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。如抗拉强度和致密度要求较高时选用较小的值。 压铸温度包括压铸温度包括浇注温度浇注温度和和压铸模温度压铸模温度，它们是压铸过程中的热因素。为保证良好它们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，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规范。要有一个相应的温度规范。（1）浇注温度）浇注

13、温度浇注温度是指从压室进入浇注温度是指从压室进入型腔时金属液的平均温度。型腔时金属液的平均温度。由于对压室内的液态金属由于对压室内的液态金属温度测量不方便，温度测量不方便，一般用一般用保温炉内的金属液温度表保温炉内的金属液温度表示。示。浇注温度对制件性能的影响：浇注温度对制件性能的影响： 浇注温度过高，收缩大，铸件容易产生裂纹、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；晶粒粗大、还能造成粘模； 浇注温度过低，易产生冷隔、表面花纹和浇不浇注温度过低，易产生冷隔、表面花纹和浇不足等缺陷。足等缺陷。 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含铝

14、420440430450410430 420440 含铜520540530550510530520540铝合金含硅610650640700590630610650含铜620650640720600640620650含镁640680660700620660640680镁合金640680660700620660640680铜合金普通黄铜硅黄铜870920900940900950930970850900880920870920900940常用压铸合金的浇注温度常用压铸合金的浇注温度 （）充填速度越大，液充填速度越大，液态金属因摩擦作用态金属因摩擦作用而升温的数值越大。而升温的数值越大。当铝合金充填速

15、度当铝合金充填速度为为40m/s40m/s时，进入型时，进入型腔时的温度将增加腔时的温度将增加88。因此充填速度。因此充填速度大时，可适当降低大时，可适当降低浇注温度，以保证浇注温度，以保证铸件质量铸件质量转向器真空压铸模在不同填充时间下的表现转向器真空压铸模在不同填充时间下的表现（2）压铸模温度）压铸模温度压铸模温度是指压铸模的工作温度。压铸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，并保持在一模在使用前要进行充分预热，并保持在一定的温度范围内。定的温度范围内。模温机模温机压铸模预热的作用：压铸模预热的作用：避免金属液激冷急剧，而很快失去流动性，使避免金属液激冷急剧，而很快

16、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。收缩，引起裂纹和开裂。避免铸型因激热而胀裂，延长压铸模的工作寿避免铸型因激热而胀裂，延长压铸模的工作寿命。命。降低型腔中的气体密度，有利于型腔中气体的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排除，从而获得表面光洁、轮廓清晰及组织致密的铸件。的铸件。压铸模预热一般多用煤气、喷灯、电器或压铸模预热一般多用煤气、喷灯、电器或感应加热。感应加热。喷灯喷灯感应加热机感应加热机 当压铸模温度过高时，应采取冷却措施。当压铸模温度过高时，应采取冷却措

17、施。通常用压缩空气、水或化学介质进行冷却。通常用压缩空气、水或化学介质进行冷却。压铸模工作温度一般可按下式计算：压铸模工作温度一般可按下式计算：ttt浇模31式中式中t模模压铸模工作温度（压铸模工作温度（）；）；t浇浇液态金属浇注温度（液态金属浇注温度（）；）；t温度控制公差（温度控制公差（），），t25。各种压铸合金的压铸模温度各种压铸合金的压铸模温度 （）合金合金铸件壁厚铸件壁厚3mm铸件壁厚铸件壁厚3mm结构简单结构简单结构复杂结构复杂结构简单结构简单结构复杂结构复杂锌合金锌合金预热温度预热温度连续工作保持温度连续工作保持温度1301801802001502001902201101401

18、40170120150150200铝合金铝合金预热温度预热温度连续工作保持温度连续工作保持温度150180180240200230250280120150150180150180180200铝镁合金铝镁合金预热温度预热温度连续工作保持温度连续工作保持温度170190200220220240260280150170180200170190200240镁合金镁合金预热温度预热温度连续工作保持温度连续工作保持温度150180180240200230250280120150150180150180180220铜合金铜合金预热温度预热温度连续工作保持温度连续工作保持温度20023030032523025

19、0325350170200250300200230300350压铸时间包含压铸时间包含充填、持压及压铸件在压铸充填、持压及压铸件在压铸模中停留的时间模中停留的时间。它是压力、速度、温度。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、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）等各方面的综别是浇注系统和排溢系统）等各方面的综合结果。合结果。（1）、填充时间）、填充时间压铸时液态金属从进入压铸模型腔开始到充满型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。充填时间的长腔为

20、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短取决于铸件的体积大小体积大小和和复杂程度复杂程度。对大而简单的铸件，充填时间要相对长些，对复对大而简单的铸件，充填时间要相对长些，对复杂和薄壁铸件充填时间要短些。杂和薄壁铸件充填时间要短些。铸件平均壁厚铸件平均壁厚/mm1.51.82.02.32.5型腔充填时间型腔充填时间/s0.010.030.020.040.020.060.030.070.040.09铸件平均壁厚铸件平均壁厚/mm3.03.85.06.4型腔充填时间型腔充填时间/s0.050.100.050.120.060.200.080.30充填时间推荐值充填时间推荐值注：注：1.铸

21、件平均壁厚，按下式计算铸件平均壁厚，按下式计算=(11+22+33+)/(1+2+3+)式中式中铸件平均壁厚（铸件平均壁厚（m）；）；1、2、3铸件某个部位的壁厚（铸件某个部位的壁厚（m）；）；1、2、3壁厚为壁厚为b1、b2、b3部位的面积（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。铝合金取较大值，锌合金取中间值，镁合金取较小值。一般充填时间都是很短的，中小型压铸件仅一般充填时间都是很短的，中小型压铸件仅0.030.20s，或更短。，或更短。1表面粗糙度表面粗糙度2气孔率气孔率图图9充填时间对典型铝压铸件表面粗糙度和气孔率的影响充填时间对典型铝压铸件表面粗糙

22、度和气孔率的影响（2）持压时间）持压时间从液态金属充填型腔到内浇口完全凝固时，继续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。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，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。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持压时间的长短取决于铸件的材质和壁厚材质和壁厚。对熔点高、结晶温度范围大和厚壁的铸件，持压对熔点高、结晶温度范围大和厚壁的铸件，持压时间

23、要长些。时间要长些。对结晶温度范围小而壁又薄的铸件，持压时间可对结晶温度范围小而壁又薄的铸件，持压时间可短些。短些。若持压时间不足，易造成缩松。但持压时间过长，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起不到很大效果，且易造成立式压铸机的切除余料困难。料困难。生产中常见的持压时间生产中常见的持压时间（s）压铸压铸合金合金铸件平均壁铸件平均壁2.5mm铸件平均壁铸件平均壁2.56mm锌合锌合金金铝合铝合金金镁合镁合金金铜合铜合金金锌合锌合金金铝合铝合金金镁合镁合金金铜合铜合金金持压持压时间时间12121223373838510（3）开模时间）开模时间持压后应开模取出铸件。从压射终了到压持压后应开模取出铸件。从压