第二章 压铸过程原理及常用压铸合金

1、BBHome 1第二章第二章 压铸过程原理及常用压铸合金压铸过程原理及常用压铸合金 Introduction第一节第一节 压铸压力和压铸速度压铸压力和压铸速度 压铸压力压铸压力 压力是获得组织致密、轮廓清晰压铸件的重要因素，压铸工艺中主要压力是获得组织致密、轮廓清晰压铸件的重要因素，压铸工艺中主要参数之一。压力的表示形式有参数之一。压力的表示形式有压射力压射力和和压射比压压射比压两种。两种。 a.压射力压射力 压射力是压铸机压射机构推动压射活塞（压射冲头）运动的力，即压压射力是压铸机压射机构推动压射活塞（压射冲头）运动的力，即压射冲头作用于压室中金属液面上的力。射冲头作用于压室中金属液面上的力

2、。 压射力是由压射缸的截面积和工作液压射力是由压射缸的截面积和工作液 的压力决定的。的压力决定的。 Fy=pgAD 影响压射力的因素：影响压射力的因素： 液压系统的密封性；液压系统的密封性； 管道压力的损失；管道压力的损失； 蓄压器中气体与工作液的比例变化；蓄压器中气体与工作液的比例变化； 工作液因温度变化引起的粘度的不同对压射力的影响；工作液因温度变化引起的粘度的不同对压射力的影响； 冲头与压室之间的配合状态和摩擦程度。冲头与压室之间的配合状态和摩擦程度。BBHome 2Introductionb.压射比压压射比压 压铸过程中压室内金属液在单位面积上所受到的压力称为压射比压。压铸过程中压室内

3、金属液在单位面积上所受到的压力称为压射比压。即压射力与压室截面积之比。即压射力与压室截面积之比。 p=Fy/A 压射比压的作用和影响压射比压的作用和影响 对压铸件力学性能的影响对压铸件力学性能的影响：压射比压大，合金结晶细，细晶层增厚。：压射比压大，合金结晶细，细晶层增厚。由于填充特性改善，压射比压大，压铸件表面质量提高，气孔缺陷减轻由于填充特性改善，压射比压大，压铸件表面质量提高，气孔缺陷减轻，从而抗拉强度提高，但伸长率降低。，从而抗拉强度提高，但伸长率降低。 对填充条件的影响对填充条件的影响：金属液在高的压射比压作用下填充型腔，填充动：金属液在高的压射比压作用下填充型腔，填充动能增大，流动

4、性改善，有利于克服浇注系统和充填薄壁压铸件型腔的阻能增大，流动性改善，有利于克服浇注系统和充填薄壁压铸件型腔的阻力，提高质量。力，提高质量。BBHome 3Introduction在压铸过程中，压射力是在变化的。在压铸过程中，压射力是在变化的。 压射力变化规律分为四个阶段：压射力变化规律分为四个阶段： 第第阶段：慢速封口阶段，排气阶段；阶段：慢速封口阶段，排气阶段； 第第阶段：充填阶段；阶段：充填阶段； 第第阶段：增压阶段；阶段：增压阶段； 第第阶段：持压阶段。阶段：持压阶段。 压铸过程中，作用在金属液上的压力以两种不同的形式和作用出现：压铸过程中，作用在金属液上的压力以两种不同的形式和作用出

5、现：动压力动压力和和最终压力最终压力 BBHome 4BBHome 5第一篇：压铸原理及常用压铸合金第一篇：压铸原理及常用压铸合金 Introduction 压铸速度压铸速度 压铸速度：压射速度和充填速度压铸速度：压射速度和充填速度。 a.压射速度压射速度 压室内压射冲头推动金属液的移动速度称为压射速度。一般有二级和压室内压射冲头推动金属液的移动速度称为压射速度。一般有二级和三级两种。压射速度由压铸机的特性所决定。一般在三级两种。压射速度由压铸机的特性所决定。一般在0.1-7m/s。 作用：使压室内空气有充分的时间溢出，并防止金属液从浇口中溅出作用：使压室内空气有充分的时间溢出，并防止金属液从

6、浇口中溅出（第一阶段）；（第一阶段）； 在较短的时间里充填满模具型腔（第二阶段）。在较短的时间里充填满模具型腔（第二阶段）。 b.充填速度充填速度 充填速度是指金属液在压射冲头的作用下通过内浇口进入型腔时的线充填速度是指金属液在压射冲头的作用下通过内浇口进入型腔时的线速度。速度。 影响因素：影响因素：压射速度；压射比压；内浇道面积。压射速度；压射比压；内浇道面积。BBHome 6第二节第二节 液态金属充填铸型的特点液态金属充填铸型的特点Introduction金属液体流动的理论基础金属液体流动的理论基础（1）弗洛梅尔（）弗洛梅尔（Frommer）金属流动理论（喷射充填理论）金属流动理论（喷射充

7、填理论）BBHome 7第一篇：压铸原理及常用压铸合金第一篇：压铸原理及常用压铸合金 IntroductionBBHome 8第一篇：压铸原理及常用压铸合金第一篇：压铸原理及常用压铸合金 Introduction（2）勃兰特（）勃兰特（Brandt）理论）理论 （全壁厚充填理论）（全壁厚充填理论）BBHome 9第一篇：压铸原理及常用压铸合金第一篇：压铸原理及常用压铸合金 Introduction（3）巴顿的理论）巴顿的理论 （三阶段充填理论）（三阶段充填理论）BBHome 10一一.对压铸合金的基本要求对压铸合金的基本要求 工艺性要求工艺性要求 高温下有足够的高温下有足够的强度和可塑性，热脆

8、性小强度和可塑性，热脆性小； 尽可能小的尽可能小的线收缩率和裂纹倾向线收缩率和裂纹倾向，以免压铸件产生裂纹，使压铸件有，以免压铸件产生裂纹，使压铸件有较高的尺寸精度；较高的尺寸精度； 结晶温度范围小结晶温度范围小，防止压铸件产生过多的缩孔和缩松；，防止压铸件产生过多的缩孔和缩松； 在过热温度不高时有在过热温度不高时有足够的流动性足够的流动性，便于填充复杂型腔，以获得表面，便于填充复杂型腔，以获得表面质量好的压铸件；质量好的压铸件； 与型壁产生的物理与型壁产生的物理化学作用的倾向小，以化学作用的倾向小，以减少粘模减少粘模和相互合金化；和相互合金化； 二二 . 常用压铸合金及主要性质常用压铸合金及

9、主要性质 压铸合金有：压铸合金有：铝合金、镁合金、锌合金、铜合金铝合金、镁合金、锌合金、铜合金、铅合金、锡合金、铁、铅合金、锡合金、铁合金。合金。第三节第三节 常用压铸合金常用压铸合金BBHome 11 压铸铝合金压铸铝合金 主要特性主要特性 压铸性能好，压铸性能好，导电、导热性好，密度小导电、导热性好，密度小，比强度和比刚度高，高温和低比强度和比刚度高，高温和低温力学性能好；温力学性能好； 熔铸工艺简单熔铸工艺简单，成型及切削性能良好，有，成型及切削性能良好，有较高的力学性能及抗腐蚀性较高的力学性能及抗腐蚀性 表面形成的氧化膜具有一定的耐蚀性及良好的化学稳定性及较高的熔点表面形成的氧化膜具有

10、一定的耐蚀性及良好的化学稳定性及较高的熔点，故铝合金压铸件可在淡水、海水、汽油和有机物中使用，在高温下也具有，故铝合金压铸件可在淡水、海水、汽油和有机物中使用，在高温下也具有一定的抗氧化性和耐蚀性；一定的抗氧化性和耐蚀性； 具有较大的比热容和凝固潜热，结晶温度范围小，具有较大的比热容和凝固潜热，结晶温度范围小，充填性能好，线收缩充填性能好，线收缩小，热裂倾向小小，热裂倾向小； 铝合金和铁具有很强的亲和力，铝合金和铁具有很强的亲和力，易粘模易粘模。 主要牌号主要牌号 铝硅系：铝硅系：铝硅系铝硅系YL102；铝硅镁系（铝硅镁系（YL104）；）；铝硅铜系（铝硅铜系（YL112、YL113）；铝硅铜

11、镁系铝硅铜镁系YL108 、YL117 。 铝镁系：（铝镁系：（YL303） BBHome 12 Al-Si合金合金特点：特点： 优点：优点：结晶温度范围小结晶温度范围小，合金中硅相有很大凝固潜热和较大的比热容、线，合金中硅相有很大凝固潜热和较大的比热容、线收缩率小，铸造性能好，充型能力较好；热裂、缩松倾向较小。收缩率小，铸造性能好，充型能力较好；热裂、缩松倾向较小。Al-Si合金是合金是目前应用最为广泛的压铸铝合金目前应用最为广泛的压铸铝合金。 缺点：强度较低；切削性能差；螺纹孔加工困难；阳极氧化处理不理想。缺点：强度较低；切削性能差；螺纹孔加工困难；阳极氧化处理不理想。近年来我国正在近年来

12、我国正在向国际上高强度的向国际上高强度的Al-Si-Cu合金标准靠拢合金标准靠拢 Al-Mg合金特点：合金特点： 室温力学性能好；抗蚀性强室温力学性能好；抗蚀性强；铸造性能比较差铸造性能比较差；力学性能的波动和壁厚效力学性能的波动和壁厚效应较大应较大；长期使用，使合金塑性下降，甚至压铸件出现开裂；长期使用，使合金塑性下降，甚至压铸件出现开裂；压铸件产生应压铸件产生应力腐蚀裂纹倾向较大。力腐蚀裂纹倾向较大。 合金元素的作用合金元素的作用 Si：提高流动性提高流动性，11.7%Si是共晶点，抑制高温脆性，降低收缩率和热裂倾向，但是共晶点，抑制高温脆性，降低收缩率和热裂倾向，但硅含量高，硅含量高，对

13、坩埚腐蚀作用加大对坩埚腐蚀作用加大，压铸件延伸率下降压铸件延伸率下降； Cu: 提高流动性、提高流动性、抗拉强度、提高硬度、改善切削加工性抗拉强度、提高硬度、改善切削加工性、减少粘模现象减少粘模现象但但耐蚀性耐蚀性下降下降，随，随Cu的含量提高，的含量提高，热裂倾向性提高热裂倾向性提高，降低合金伸长率；通常压铸不采用，降低合金伸长率；通常压铸不采用Al-Cu合金合金,而用而用Al-Si-Cu合金；合金； Mn: 提高耐蚀性和强度提高耐蚀性和强度，但过多会产生硬化与脆性，但过多会产生硬化与脆性； Mg: 提高强度提高强度极限、极限、弹性极限弹性极限、疲劳极限及硬度疲劳极限及硬度，提高耐蚀性，少粘

14、模提高耐蚀性，少粘模。但增大收但增大收缩率缩率，对于，对于Al-Si-Cu合金，会产生低温脆性，合金，会产生低温脆性，含镁量高的铝合金易产生热裂和疏松含镁量高的铝合金易产生热裂和疏松；BBHome 13Zn: 提高流动性提高流动性；对含铜和硅的铝合金，添加质量分数少于；对含铜和硅的铝合金，添加质量分数少于3%的锌，有助的锌，有助于于改善力学性能改善力学性能；含锌量高的；含锌量高的Al-Zn合金具有有较好的铸造性能和力学性能合金具有有较好的铸造性能和力学性能，切削性能较好；在高硅铝合金中，锌使合金的，切削性能较好；在高硅铝合金中，锌使合金的热裂倾向增加，耐蚀性能热裂倾向增加，耐蚀性能降低。降低。

15、 力学性能力学性能 抗拉强度抗拉强度220MPa240;延伸率延伸率2%;硬度较低硬度较低 应用范围应用范围 YL102：各种薄壁铸件：各种薄壁铸件 YL104：大中型铸件：大中型铸件 YL108：各种铸件：各种铸件 YL112、YL113、YL117：大中型铸件：大中型铸件 YL303：薄壁铸件及在高强度下工作的铸件：薄壁铸件及在高强度下工作的铸件BBHome 14 压铸锌合金压铸锌合金 主要特性主要特性 相对比重大；相对比重大； 结晶温度范围小、不易产生疏松，压铸性能好；可压铸形状复杂、薄结晶温度范围小、不易产生疏松，压铸性能好；可压铸形状复杂、薄壁的精密件，铸件表面光滑；壁的精密件，铸件

16、表面光滑； 可进行表面处理（电镀、喷涂、喷漆、抛光、研磨等）；可进行表面处理（电镀、喷涂、喷漆、抛光、研磨等）； 熔炼与压铸时不吸铁熔炼与压铸时不吸铁，不腐蚀压型，不粘模不腐蚀压型，不粘模； 有有很好的常温机械性能和耐磨性很好的常温机械性能和耐磨性； 熔点低，熔点低，在在385 熔化，容易压铸成型熔化，容易压铸成型； 使用注意问题使用注意问题 易老化易老化。当合金成分中杂质元素。当合金成分中杂质元素铅铅、镉、锡、镉、锡超过标准时，导致铸件老超过标准时，导致铸件老化而发生变形，表现为化而发生变形，表现为体积胀大体积胀大，机械性能特别是，机械性能特别是塑性显著下降塑性显著下降，时间长，时间长了甚至

17、破裂了甚至破裂。铅、锡、镉在锌合金中溶解度很小，因而集中于晶粒边界而铅、锡、镉在锌合金中溶解度很小，因而集中于晶粒边界而成为阴极，富铝的固容体成为阳极，在水蒸气（电解质）存在的条件下，成为阴极，富铝的固容体成为阳极，在水蒸气（电解质）存在的条件下，促成促成晶间电化学腐蚀晶间电化学腐蚀。压铸件因晶间腐蚀而老化压铸件因晶间腐蚀而老化。 BBHome 15 时效作用时效作用。锌合金的组织主要由含锌合金的组织主要由含Al和和Cu的的富锌固溶体富锌固溶体和含和含Zn的富的富Al固溶体所组成固溶体所组成，它们的，它们的溶解度随温度的下降而降低溶解度随温度的下降而降低。但由于压铸件的凝固速。但由于压铸件的凝

18、固速度极快，因此到室温时，固溶体的溶解度是大大地饱和了。经过一定时间之度极快，因此到室温时，固溶体的溶解度是大大地饱和了。经过一定时间之后，这种过饱和现象会逐渐解除，而使铸件的形状和尺寸略起变化。后，这种过饱和现象会逐渐解除，而使铸件的形状和尺寸略起变化。 锌合金压铸件不宜在高温和低温（锌合金压铸件不宜在高温和低温（0以下）的工作环境下使用。锌合以下）的工作环境下使用。锌合金在常温下有较好的机械性能。金在常温下有较好的机械性能。但在高温下抗拉强度和低温下冲击性能都显但在高温下抗拉强度和低温下冲击性能都显著下降。著下降。 主要牌号主要牌号 YX040、YX041、YX043 合金元素的作用合金元

19、素的作用 有效合金元素有效合金元素：铝、铜、镁；：铝、铜、镁； 有害杂质元素有害杂质元素：铅、镉、锡、铁。：铅、镉、锡、铁。 Al：增加合金的流动性增加合金的流动性，细化晶粒细化晶粒， 引起固容强化引起固容强化；降低锌对铁的反应能降低锌对铁的反应能力力，减少对铁质材料，如鹅颈、模具、坩埚的侵蚀；铝含量控制在，减少对铁质材料，如鹅颈、模具、坩埚的侵蚀；铝含量控制在3.8 4.3%。流动性在铝含量流动性在铝含量5 %时达到最大值；在时达到最大值；在3 %时降到最小值时降到最小值。含铝量超含铝量超过过4.3 %，合金变脆，合金变脆。铝在锌合金中不利的影响是产生。铝在锌合金中不利的影响是产生Fe2Al

20、3浮渣，造成其浮渣，造成其含量下降。含量下降。BBHome 16 Cu: 作用：增加合金的硬度和强度；改善合金的抗磨损性能；减少晶间腐蚀。作用：增加合金的硬度和强度；改善合金的抗磨损性能；减少晶间腐蚀。 不利不利：含铜量超过：含铜量超过1.25%时，使时，使压铸件尺寸压铸件尺寸和机械强度因和机械强度因时效而发生变化时效而发生变化；降低合金的可延伸性降低合金的可延伸性。 Mg: 作用：作用：减少晶间腐蚀；细化合金组织，从而增加合金的强度；改善合金的减少晶间腐蚀；细化合金组织，从而增加合金的强度；改善合金的抗磨损性能抗磨损性能 。不利：含镁量不利：含镁量 0.08%时，产生热脆、韧性下降、流动性下

21、降；易在合金时，产生热脆、韧性下降、流动性下降；易在合金熔融状态下氧化损耗。熔融状态下氧化损耗。 BBHome 17第一篇：压铸原理及常用压铸合金第一篇：压铸原理及常用压铸合金 杂质元素：杂质元素： 铅、镉、锡铅、镉、锡 ：锌合金的晶间腐蚀变成十分敏感，在温、湿环境中加速了锌合金的晶间腐蚀变成十分敏感，在温、湿环境中加速了本身的本身的晶间腐蚀晶间腐蚀，降低机械性能，并引起铸件尺寸变化。，降低机械性能，并引起铸件尺寸变化。 当锌合金中杂质元素铅、镉含量过高，工件刚压铸成型时，表面质量一当锌合金中杂质元素铅、镉含量过高，工件刚压铸成型时，表面质量一切正常，但在室温下存放一段时间后（八周切正常，但在

22、室温下存放一段时间后（八周几个月），表面出现鼓泡。几个月），表面出现鼓泡。 铁铁 : 铁元素在锌液中的溶解度是随温度增加而增加铁元素在锌液中的溶解度是随温度增加而增加，每一次炉内锌液温度变，每一次炉内锌液温度变化都将导致铁元素过饱和（当温度下降时），或不饱和（当温度上升时）化都将导致铁元素过饱和（当温度下降时），或不饱和（当温度上升时）。当铁元素过饱和时，处于过饱和的铁将与合金中铝发生反应，结果是造当铁元素过饱和时，处于过饱和的铁将与合金中铝发生反应，结果是造成浮渣量增加。当铁元素不饱和时，合金对锌锅和鹅颈材料的腐蚀将会增成浮渣量增加。当铁元素不饱和时，合金对锌锅和鹅颈材料的腐蚀将会增强，以回

23、到饱和状态。强，以回到饱和状态。两种温度变化的一个共同结果是最终造成对铝元素两种温度变化的一个共同结果是最终造成对铝元素的消耗，形成更多的浮渣。的消耗，形成更多的浮渣。 BBHome 18第一篇：压铸原理及常用压铸合金第一篇：压铸原理及常用压铸合金 生产中注意的问题生产中注意的问题 控制合金成分控制合金成分从采购合金锭从采购合金锭开始，合金锭必须是以特高纯度锌为基础开始，合金锭必须是以特高纯度锌为基础，加上特高纯度铝、镁、铜配制成的合金锭，供应厂有严格的成分标准。，加上特高纯度铝、镁、铜配制成的合金锭，供应厂有严格的成分标准。 采购回来合金锭要采购回来合金锭要保证有清洁、干燥的堆放区，以避免长

24、时间暴露在保证有清洁、干燥的堆放区，以避免长时间暴露在潮湿中而出现白锈潮湿中而出现白锈，或被工厂脏物污染而增加渣的产生，也增加金属损耗，或被工厂脏物污染而增加渣的产生，也增加金属损耗。 新料与水口等新料与水口等回炉料配比回炉料配比，回炉料不要超过，回炉料不要超过50%，一般新料：旧料，一般新料：旧料 = 70：30。连续的重熔合金中铝和镁逐渐减少。连续的重熔合金中铝和镁逐渐减少。 水口料重熔时，一定要水口料重熔时，一定要严格控制重熔温度不要超过严格控制重熔温度不要超过420，以避免铝以避免铝和镁的损耗。和镁的损耗。 有条件的压铸厂有条件的压铸厂最好采用集中熔炉熔化锌合金最好采用集中熔炉熔化锌合

25、金，使合金锭与回炉料均，使合金锭与回炉料均匀配比，熔剂可更有效使用，使合金成分及温度保持均匀稳定。电镀废品匀配比，熔剂可更有效使用，使合金成分及温度保持均匀稳定。电镀废品、细屑应单独熔炉。、细屑应单独熔炉。 力学性能力学性能 抗拉强度：抗拉强度：250-320MPa；伸长率；伸长率2%。 应用范围应用范围 YX040:尺寸稳定性好，用于高精度压铸件；尺寸稳定性好，用于高精度压铸件； YX041:中强度合金，用于各种压铸件；中强度合金，用于各种压铸件； YX043:高强度合金，用于各种镀铬压铸件。高强度合金，用于各种镀铬压铸件。BBHome 19第一篇：压铸原理及常用压铸合金第一篇：压铸原理及常

26、用压铸合金 压铸镁合金压铸镁合金 主要特性主要特性 密度小，比强度高，适宜轻量化产品；密度小，比强度高，适宜轻量化产品； 熔点低，低温性能好，尺寸精度高，有利于一次开模成形；熔点低，低温性能好，尺寸精度高，有利于一次开模成形； 与铁的亲合力小，与铁的亲合力小，不易产生粘模现象，不易产生粘模现象，模具寿命高；模具寿命高； 吸振消音性好、电磁屏蔽性好；吸振消音性好、电磁屏蔽性好； 切削加工性好；切削加工性好； 耐蚀性差、蠕变强度低、易燃烧；耐蚀性差、蠕变强度低、易燃烧； 模温控制较严格、热裂倾向大。模温控制较严格、热裂倾向大。 典型牌号典型牌号 YM5 合金元素合金元素 铝：铝：铝的含量约为铝的含

27、量约为7.5%9%；铝与镁组成固溶体和共晶体，可提高合金；铝与镁组成固溶体和共晶体，可提高合金的流动性；铝是镁合金中最好的强固剂，能提高合金的强度和硬度，但降的流动性；铝是镁合金中最好的强固剂，能提高合金的强度和硬度，但降低其耐蚀性能。低其耐蚀性能。 锌：锌：改善流动性，但含量过多时，改善流动性，但含量过多时，易形成热脆性，但可提高力学性能易形成热脆性，但可提高力学性能，可减少铁、镍对耐蚀性的影响。可减少铁、镍对耐蚀性的影响。BBHome 20 锰：锰：含量小于含量小于0.5%，改善流动性和力学性能，改善流动性和力学性能，能中和铁的有害作用能中和铁的有害作用。 杂质元素（铁、铜、硅、镍）：杂质

28、元素（铁、铜、硅、镍）：降低力学性能，降低抗蚀性。降低力学性能，降低抗蚀性。 力学性能力学性能 抗拉强度：抗拉强度：200MPa；伸长率：；伸长率：1%，硬度：，硬度：65HBS。 （5） 注意问题注意问题 在压铸件结构设计时，采用在压铸件结构设计时，采用加强肋提高强度加强肋提高强度；铸件的壁厚变化应较平；铸件的壁厚变化应较平缓过渡，不应急剧变化，更应避免尖角，主要是由于镁合金压铸件缓过渡，不应急剧变化，更应避免尖角，主要是由于镁合金压铸件易产生缩易产生缩松和热裂。松和热裂。 镁合金零件在装配中应避免与铝合金、铜合金、含镍钢等零件直接接镁合金零件在装配中应避免与铝合金、铜合金、含镍钢等零件直接

29、接触而导致触而导致电化学腐蚀电化学腐蚀，主要是由于镁的电极电位低。，主要是由于镁的电极电位低。 在熔炼时应采取阻燃措施。方法一：在熔炼时应采取阻燃措施。方法一：加入微量铍（加入微量铍（0.003%）阻燃）阻燃。铍。铍以以Al-5%Be中间合金方式加入，考虑到烧损，加入量一般为所需量的中间合金方式加入，考虑到烧损，加入量一般为所需量的3倍。倍。但不能加入过多，易产生过多的渣。方法二：采用气体保护熔炼。但不能加入过多，易产生过多的渣。方法二：采用气体保护熔炼。SF6、CO2、SO2、N2。BBHome 21 压铸铜合金压铸铜合金 主要特性主要特性 铜合金的力学性能高，其绝对值均超过锌、铝和镁合金铜

30、合金的力学性能高，其绝对值均超过锌、铝和镁合金 ； 铜合金的导电性能好，并具有抗磁性能，常用来制造不允许受磁场干铜合金的导电性能好，并具有抗磁性能，常用来制造不允许受磁场干扰的仪器上的零件；扰的仪器上的零件； 铜合金具有小的摩擦系数，线膨胀系数也较小，而耐磨性、疲劳极限铜合金具有小的摩擦系数，线膨胀系数也较小，而耐磨性、疲劳极限和导热性都很高；和导热性都很高； 铜合金密度大、价格高、其熔点高；铜合金密度大、价格高、其熔点高； 压铸铜合金多采用质量分数为压铸铜合金多采用质量分数为35%40%的锌（的锌（Zn）黄铜，它们的结）黄铜，它们的结晶间隙小，流动性、成形性良好；晶间隙小，流动性、成形性良好

31、； 典型牌号典型牌号 YT40-1 、YT16-4、YT30-3、YT35-2-2-1 合金元素合金元素 Mn：提高压铸件的抗蚀性、提高抗拉强度和硬度，降低伸长率；提高压铸件的抗蚀性、提高抗拉强度和硬度，降低伸长率； Si： 提高流动性，改善力学性能，防止压铸模表面附着氧化物；提高流动性，改善力学性能，防止压铸模表面附着氧化物； Pb：发生偏析，改善切削性和耐磨性；发生偏析，改善切削性和耐磨性； Sn：提高硬度、改善抗蚀性，降低切削性；提高硬度、改善抗蚀性，降低切削性； Fe：提高硬度，降低抗蚀性；提高硬度，降低抗蚀性； Al：脱氧、防止和减少锌的蒸发，提高流动性。脱氧、防止和减少锌的蒸发，提

32、高流动性。BBHome 22第一篇：压铸原理及常用压铸合金第一篇：压铸原理及常用压铸合金 3 压铸合金的选用压铸合金的选用 从使用性能和工艺性能两个方面考虑从使用性能和工艺性能两个方面考虑 压铸合金的性能压铸合金的性能 使用性能使用性能 力学性能（抗拉强度、硬度、伸长率）力学性能（抗拉强度、硬度、伸长率） 物理性能（密度、熔点、凝固点、线膨胀系数、比热容、热导率）物理性能（密度、熔点、凝固点、线膨胀系数、比热容、热导率） 化学性能（耐蚀性）化学性能（耐蚀性） 工艺性能工艺性能 铸造工艺性能铸造工艺性能 切削加工性切削加工性 焊接性能焊接性能 热处理性能热处理性能 选择压铸合金应考虑的因素选择压

33、铸合金应考虑的因素 压铸件的受力状态压铸件的受力状态 压铸件工作环境状态（工作温度、接触介质、密闭性要求）压铸件工作环境状态（工作温度、接触介质、密闭性要求） 压铸件所处工作条件压铸件所处工作条件 对压铸件尺寸和质量要求对压铸件尺寸和质量要求 生产条件生产条件 经济性经济性BBHome 23BBHome 24第三章第三章 压铸机压铸机 第一节第一节 压铸机的种类和应用特点压铸机的种类和应用特点 Introduction 按压室浇注方式分：按压室浇注方式分：冷室、热室压铸机冷室、热室压铸机按压室结构和布置方式分：按压室结构和布置方式分：卧式、立式卧式、立式 小型压铸机（热室小型压铸机（热室630

34、KN，冷室，冷室4000KN，冷室，冷室6300KN）BBHome 25第一篇：压铸原理及常用压铸合金第一篇：压铸原理及常用压铸合金 Introduction热室压铸机热室压铸机特点：特点： a.操作程序简单，不需要单独供料；操作程序简单，不需要单独供料； b. 浇注系统消耗的金属液少，金属液的温度波动范围小；浇注系统消耗的金属液少，金属液的温度波动范围小； c.金属液从液面下进入压室，杂质不易带入；金属液从液面下进入压室，杂质不易带入； d.压铸比压较低，压室和压射冲头易受浸蚀，会增加合金中的含铁量；压铸比压较低，压室和压射冲头易受浸蚀，会增加合金中的含铁量； e.常用于低熔点合金压铸，坩埚

35、可密封，便于通入保护气体保护合金液面。常用于低熔点合金压铸，坩埚可密封，便于通入保护气体保护合金液面。BBHome 26第一篇：压铸原理及常用压铸合金第一篇：压铸原理及常用压铸合金 Introduction卧式压铸机压铸过程示意图a)合模b)压铸c)开模1压射冲头2压室3金属液4定模5动模6型腔7浇道8余料卧式冷室压铸机卧式冷室压铸机特点：特点： a.金属液进入型腔转折少，压力损耗少，有利于发挥增压机构的作用。金属液进入型腔转折少，压力损耗少，有利于发挥增压机构的作用。 b.卧式压铸机一般设置有偏心和中心两个浇注位置，或在偏心与中心间可任意调节，卧式压铸机一般设置有偏心和中心两个浇注位置，或在

36、偏心与中心间可任意调节，供设计模具时选用，设置中心浇道时模具结构复杂。供设计模具时选用，设置中心浇道时模具结构复杂。 c.便于操作、维修方便，容易实现自动化；便于操作、维修方便，容易实现自动化； d.金属液在压室内与空气接触面积大，若压射速度不当，易卷入空气和氧化物夹渣；金属液在压室内与空气接触面积大，若压射速度不当，易卷入空气和氧化物夹渣；BBHome 27Introduction立式压铸机压射过程示意图a)合模b)压铸c)开模1压射冲头2压室3金属液4定模5动模6喷嘴7型腔8反料冲头9余料立式冷室压铸机立式冷室压铸机特点：特点： a.金属液注入直立的压室中，有利于防止杂质进入型腔；金属液注

37、入直立的压室中，有利于防止杂质进入型腔； b.适宜于需要设置中心浇道的铸件；适宜于需要设置中心浇道的铸件； c.压射机构直立，占地面积小；压射机构直立，占地面积小； d.金属液进入型腔时经过转折，消耗部分压射压力；金属液进入型腔时经过转折，消耗部分压射压力； e.余料未切断前不能开模，影响压铸机的生产率；余料未切断前不能开模，影响压铸机的生产率； f.增加一套切断余料机构，使压铸机结构复杂化，维修不便。增加一套切断余料机构，使压铸机结构复杂化，维修不便。BBHome 28全立式压铸机压射过程示意图a)合模b)压铸c)开模1压射冲头2金属液3压室4定模5动模6型腔7余料全立式冷室压铸机全立式冷室

38、压铸机特点：特点：a.模具水平放置，放置嵌件方便模具水平放置，放置嵌件方便 b.带入型腔的空气较少，生产的铸件气孔少；带入型腔的空气较少，生产的铸件气孔少； c.金属液的热量集中在靠近浇道的压室内，热量损失少；金属液的热量集中在靠近浇道的压室内，热量损失少； d.金属液进入型腔时转折少，流程短，减少压力损耗。金属液进入型腔时转折少，流程短，减少压力损耗。BBHome 29第一节第一节 压铸机的基本机构压铸机的基本机构开合模机构开合模机构压射机构压射机构控制系统（操控面板）控制系统（操控面板）前安全门前安全门机架机架动力系统动力系统BBHome 30一、合模机构一、合模机构BBHome 31第一

39、篇：压铸原理及常用压铸合金第一篇：压铸原理及常用压铸合金 压铸缺陷压铸缺陷 缺陷类型缺陷类型 几何缺陷：几何缺陷：压铸件形状、尺寸与技术要求有偏离，尺寸超差、挠曲、变形等。压铸件形状、尺寸与技术要求有偏离，尺寸超差、挠曲、变形等。 表面缺陷：表面缺陷： 压铸件外观不良，出现花纹、流痕冷隔、斑点、缺肉、毛刺、飞边、压铸件外观不良，出现花纹、流痕冷隔、斑点、缺肉、毛刺、飞边、缩痕、拉伤。缩痕、拉伤。 内部缺陷：内部缺陷： 气孔、缩孔、缩松、裂纹、夹杂等、内部组织、机械性能不符合要求。气孔、缩孔、缩松、裂纹、夹杂等、内部组织、机械性能不符合要求。 影响因素影响因素 压铸机引起：压铸机引起：压铸机性能

40、，所提供的能量能否满足所需要的压射条件（压射力、压铸机性能，所提供的能量能否满足所需要的压射条件（压射力、压射速度、锁模力）。压铸工艺参数选择及调控是否合适，包括压力、速度、时间压射速度、锁模力）。压铸工艺参数选择及调控是否合适，包括压力、速度、时间、冲头行程等。、冲头行程等。 压铸模引起：压铸模引起：模具设计（模具结构、浇注系统尺寸及位置、顶杆及布局、冷却系模具设计（模具结构、浇注系统尺寸及位置、顶杆及布局、冷却系统）；模具加工（模具型腔表面粗糙度、加工精度、硬度）；模具使用（温度控制统）；模具加工（模具型腔表面粗糙度、加工精度、硬度）；模具使用（温度控制、表面清理、保养）；、表面清理、保养

41、）； 压铸件设计引起：压铸件设计引起：压铸件壁厚、弯角位、拔模斜度、热节位置、深凹位）；压铸件壁厚、弯角位、拔模斜度、热节位置、深凹位）； 压铸操作引起压铸操作引起：合金浇注温度、熔炼温度、涂料喷涂量及操作、生产周期等；：合金浇注温度、熔炼温度、涂料喷涂量及操作、生产周期等； 合金料引起：合金料引起：原料及回炉料的成分、干净程度、配比、熔炼工艺等。原料及回炉料的成分、干净程度、配比、熔炼工艺等。BBHome 32第一篇：压铸原理及常用压铸合金第一篇：压铸原理及常用压铸合金 缺陷产生原因及防止方法缺陷产生原因及防止方法 a. 拉伤拉伤 特征：特征：沿开模方向铸件表面呈现条状的拉伤痕迹，有一定深度

42、，严重时为一面状沿开模方向铸件表面呈现条状的拉伤痕迹，有一定深度，严重时为一面状伤痕。另一种是金属液与模具产生焊合、沾附而拉伤，以致铸件表面多肉或缺肉。伤痕。另一种是金属液与模具产生焊合、沾附而拉伤，以致铸件表面多肉或缺肉。 产生原因：产生原因：型腔表面有损伤；出模方向斜度太小或倒斜；顶出时偏斜；浇注温度型腔表面有损伤；出模方向斜度太小或倒斜；顶出时偏斜；浇注温度过高或过低，模温过高导致合金液产生粘附；脱模剂使用效果不好；铝合金成分含过高或过低，模温过高导致合金液产生粘附；脱模剂使用效果不好；铝合金成分含铁量低于铁量低于0.6%；冷却时间过长或过短。；冷却时间过长或过短。 防止方法：防止方法：

43、 修理模具表面损伤处，修正斜度，修理模具表面损伤处，修正斜度，600细油石顺磨提高光洁度；调细油石顺磨提高光洁度；调整或更换顶杆，使顶出力平衡；更换离型剂；调整合金含铁量；控制合适的浇注温整或更换顶杆，使顶出力平衡；更换离型剂；调整合金含铁量；控制合适的浇注温度、控制模具温度；修改内浇口，避免直冲型信壁或对型芯表面进行特殊处理。度、控制模具温度；修改内浇口，避免直冲型信壁或对型芯表面进行特殊处理。 b.气泡气泡 特征：特征：铸件表面有米粒大小的隆起表皮下形成的空洞。铸件表面有米粒大小的隆起表皮下形成的空洞。 产生原因：产生原因：合金液在压室充满度过低，易产生卷气，压射速度过高；模具排气不合金液

44、在压室充满度过低，易产生卷气，压射速度过高；模具排气不良；溶液未除气，熔炼温度过高；模温过高，金属凝固时间不够，强度不够，而过良；溶液未除气，熔炼温度过高；模温过高，金属凝固时间不够，强度不够，而过早开模顶出铸件，受压气体膨胀起来；脱模剂太多；内浇口开设不良，充填方向不早开模顶出铸件，受压气体膨胀起来；脱模剂太多；内浇口开设不良，充填方向不顺。顺。 防止方法：防止方法：提高金属液充满度；降低第一阶段压射速度，改变低速与高速压射切提高金属液充满度；降低第一阶段压射速度，改变低速与高速压射切换点；降低模温；增设排气槽、溢流槽、充分排气；调整熔炼工艺、进行除气处理换点；降低模温；增设排气槽、溢流槽、

45、充分排气；调整熔炼工艺、进行除气处理；流模时间延长；减少脱模剂用量。；流模时间延长；减少脱模剂用量。BBHome 33第一篇：压铸原理及常用压铸合金第一篇：压铸原理及常用压铸合金 c. 裂纹裂纹 特征：特征：铸件表面有呈直线状或波浪形的纹路，狭小而长，在外力作用下有发展趋铸件表面有呈直线状或波浪形的纹路，狭小而长，在外力作用下有发展趋势；冷裂：在开裂处金属没有被氧化；热裂：开裂处金属已经被氧化势；冷裂：在开裂处金属没有被氧化；热裂：开裂处金属已经被氧化 产生原因：产生原因：合金中含铁量过高或硅含量过低；合金中有害杂质的含量过高，降低合金中含铁量过高或硅含量过低；合金中有害杂质的含量过高，降低了

46、合金的可塑性；铝硅合金：铝硅铜合金含锌或含筒量过高，铝镁合金中含镁量过了合金的可塑性；铝硅合金：铝硅铜合金含锌或含筒量过高，铝镁合金中含镁量过多；模具：温度特别是型芯温度太低；铸件壁存有剧烈变之处，收缩受阻，尖角位多；模具：温度特别是型芯温度太低；铸件壁存有剧烈变之处，收缩受阻，尖角位形成应力；留模时间过长，应力大；顶出时受力不均匀。形成应力；留模时间过长，应力大；顶出时受力不均匀。 防止方法：防止方法： 正确控制合金成分，在某种情况下可在合金中加纯铝锭以降低合金正确控制合金成分，在某种情况下可在合金中加纯铝锭以降低合金中含铁量；或在合金中加铝硅中间合金以提高硅含量；改变铸件结构，加大圆角，中

47、含铁量；或在合金中加铝硅中间合金以提高硅含量；改变铸件结构，加大圆角，加大出模斜度，减少壁厚差；变更或增加顶出位置，使顶出受力均匀；缩短开模及加大出模斜度，减少壁厚差；变更或增加顶出位置，使顶出受力均匀；缩短开模及抽信时间；提高模瘟，保持模温稳定。抽信时间；提高模瘟，保持模温稳定。 b.变形变形 特征：特征：铸件几何形状与图纸不符；整体变形或局部变形。铸件几何形状与图纸不符；整体变形或局部变形。 产生原因：产生原因：铸件结构设计不良，引起收缩不均匀；开模过早，铸件刚性不够；顶铸件结构设计不良，引起收缩不均匀；开模过早，铸件刚性不够；顶杆设置不当，顶出时受力不均匀；切除浇口方法不当；由于模具表面

48、粗糙度造成推杆设置不当，顶出时受力不均匀；切除浇口方法不当；由于模具表面粗糙度造成推出阻力大而引起顶出时变形。出阻力大而引起顶出时变形。 防止方法：防止方法：改变铸件结构；调整开模时间；合理设置顶杆位置及数量；选择合适改变铸件结构；调整开模时间；合理设置顶杆位置及数量；选择合适的切除浇口方法；加强模具型腔表面抛光，减少脱模阻力。的切除浇口方法；加强模具型腔表面抛光，减少脱模阻力。BBHome 34第一篇：压铸原理及常用压铸合金第一篇：压铸原理及常用压铸合金 d. 流痕、花纹流痕、花纹 特征：特征：铸件表面上有与金属液流动方向一致的条纹，有明显可见的与金属体颜色铸件表面上有与金属液流动方向一致的

49、条纹，有明显可见的与金属体颜色不一样的无方向性的纹路，无发展趋势不一样的无方向性的纹路，无发展趋势 产生原因：产生原因：首先进入型腔的金属液形成一个极薄的而又不完全的金属层后，被后首先进入型腔的金属液形成一个极薄的而又不完全的金属层后，被后来的金属液所弥补而留下的痕迹；模温过低、不均匀；内浇道截面积过小及位置不来的金属液所弥补而留下的痕迹；模温过低、不均匀；内浇道截面积过小及位置不当产生喷溅；作用于金属液的压力不足；花纹：涂料用量过多。当产生喷溅；作用于金属液的压力不足；花纹：涂料用量过多。 防止方法：防止方法： 提高金属液温度；提高模温；调整内浇道截面积或位置；调整充模提高金属液温度；提高模

50、温；调整内浇道截面积或位置；调整充模速度及压力；选用合适的涂料及调整用量。速度及压力；选用合适的涂料及调整用量。 e.冷隔冷隔 特征：特征：铸件表面有明显的、不规则的、下陷线性纹路（有穿透与不穿透两种）形铸件表面有明显的、不规则的、下陷线性纹路（有穿透与不穿透两种）形状细小而狭长，有的交接边缘光滑，在外力作用下有发展的可能。状细小而狭长，有的交接边缘光滑，在外力作用下有发展的可能。 产生原因：产生原因：两股金属流相互对接，但未完全融合而又无夹杂存在其间，两股金属两股金属流相互对接，但未完全融合而又无夹杂存在其间，两股金属流结合力薄弱；浇注温度或模温偏低；选择合金不当，流动性差；浇道位置不对或流

51、结合力薄弱；浇注温度或模温偏低；选择合金不当，流动性差；浇道位置不对或流路过长；充填速度低；压射比压低。流路过长；充填速度低；压射比压低。 防止方法：防止方法：适当提高浇注温度和模具温度；提高压射比压，缩短充填时间；提高适当提高浇注温度和模具温度；提高压射比压，缩短充填时间；提高压射速度，同时加大内浇口截面积；改善排气、充填条件；正确选用合金、提高合压射速度，同时加大内浇口截面积；改善排气、充填条件；正确选用合金、提高合金流动性。金流动性。BBHome 35第一篇：压铸原理及常用压铸合金第一篇：压铸原理及常用压铸合金 f. 变色、斑点变色、斑点 特征：特征：铸件表面呈现出不同的颜色及斑点。铸件

52、表面呈现出不同的颜色及斑点。 产生原因：产生原因：不合适的脱模剂；脱模剂用量过多，局部堆积；含有石墨的润滑剂中不合适的脱模剂；脱模剂用量过多，局部堆积；含有石墨的润滑剂中的石墨落入铸件表层；模温过低，金属液温度过低导致不规则的凝固引起。的石墨落入铸件表层；模温过低，金属液温度过低导致不规则的凝固引起。 防止方法：防止方法：更换优质脱模剂；严格喷涂量及喷涂操作；控制模温；控制金属液温更换优质脱模剂；严格喷涂量及喷涂操作；控制模温；控制金属液温度。度。 g.网状毛刺网状毛刺 特征：特征：压铸件表面上有网状发丝一样凸起或凹陷的痕迹，随压铸件次数增加而不压铸件表面上有网状发丝一样凸起或凹陷的痕迹，随压

53、铸件次数增加而不断扩大和延伸。断扩大和延伸。 产生原因：产生原因：压铸模型腔表面龟裂；压铸模材质不当或热处理工艺不正确；压铸模压铸模型腔表面龟裂；压铸模材质不当或热处理工艺不正确；压铸模冷热温差变化大；浇注温度过高；压铸模预热不足；型腔表面粗糙。冷热温差变化大；浇注温度过高；压铸模预热不足；型腔表面粗糙。 防止方法：防止方法：正确选择压铸模材料及热处理工艺；浇注温度不宜过高，尤其是高熔正确选择压铸模材料及热处理工艺；浇注温度不宜过高，尤其是高熔点合金；模具预热要充分；压铸模要定期或压铸一定次数后退火，消除内应力；打点合金；模具预热要充分；压铸模要定期或压铸一定次数后退火，消除内应力；打磨成型部

54、分表面，减少表面粗糙度；合理选择模具冷却方法。磨成型部分表面，减少表面粗糙度；合理选择模具冷却方法。BBHome 36第一篇：压铸原理及常用压铸合金第一篇：压铸原理及常用压铸合金 h. 凹陷凹陷 特征：特征：铸件表面上出现凹陷部位。铸件表面上出现凹陷部位。 产生原因：产生原因：铸件壁厚相差太大，凹陷多产生在厚壁处；模具局部过热，过热部分铸件壁厚相差太大，凹陷多产生在厚壁处；模具局部过热，过热部分凝固慢；压射比压低；型腔排气不畅，被压缩在型腔表面与金属液界面之间。凝固慢；压射比压低；型腔排气不畅，被压缩在型腔表面与金属液界面之间。 防止方法：防止方法：铸件壁厚设计尽量一致；模具局部冷却调整；提高

55、压射比压；改善型铸件壁厚设计尽量一致；模具局部冷却调整；提高压射比压；改善型腔排气条件。腔排气条件。 i.缺料缺料 特征：特征：铸件表面有浇不足部位。铸件表面有浇不足部位。 产生原因：产生原因：流动性差原因（合金液吸气、氧化夹杂物、含铁量高，使其质量差而流动性差原因（合金液吸气、氧化夹杂物、含铁量高，使其质量差而降低流动性；浇注温度低或模温低）；充填条件不良（比压过低；卷入气体过多，降低流动性；浇注温度低或模温低）；充填条件不良（比压过低；卷入气体过多，型腔的背压变高，充型受阻）；操作不良，涂料过多，涂料堆积；排气不畅。型腔的背压变高，充型受阻）；操作不良，涂料过多，涂料堆积；排气不畅。 防止

56、方法：防止方法：提高合金液质量；提高浇注温度或模具温度；提高比压、充填速度；提高合金液质量；提高浇注温度或模具温度；提高比压、充填速度；改善浇注系统金属液的导流方式，在欠铸部位加开溢流槽、排气槽；检查压铸机能改善浇注系统金属液的导流方式，在欠铸部位加开溢流槽、排气槽；检查压铸机能力是否足够。力是否足够。 j.毛刺飞边毛刺飞边 特征：特征：压铸件在分型面边缘上出现金属薄片。压铸件在分型面边缘上出现金属薄片。 产生原因：产生原因：锁模力不够；压射速度过高，形成压力冲击峰过高；分型面上杂物未锁模力不够；压射速度过高，形成压力冲击峰过高；分型面上杂物未清理干净；模具强度不够造成变形；镶块、滑块磨损与分

57、型面不平齐。清理干净；模具强度不够造成变形；镶块、滑块磨损与分型面不平齐。防止方法：防止方法：检查合模力和增压情况，调整工艺参数；清洁型腔及分型面；修理模具检查合模力和增压情况，调整工艺参数；清洁型腔及分型面；修理模具BBHome 37第一篇：压铸原理及常用压铸合金第一篇：压铸原理及常用压铸合金 k. 气孔气孔 特征：特征：解剖后外观检查或探伤检查，气孔具有光滑的表面、形状为圆形。解剖后外观检查或探伤检查，气孔具有光滑的表面、形状为圆形。 产生原因：产生原因：合金液导入方向不合理或金属液流动速度太高，产生喷射，过早堵住合金液导入方向不合理或金属液流动速度太高，产生喷射，过早堵住排气道或正面冲击

58、壁而形成旋涡包住空气，这种气孔多产生排气不良或深腔处；由排气道或正面冲击壁而形成旋涡包住空气，这种气孔多产生排气不良或深腔处；由于炉料不干净或熔炼温度过高，使金属液中较多的气体没除净，在凝固时析出没能于炉料不干净或熔炼温度过高，使金属液中较多的气体没除净，在凝固时析出没能充分排出；涂料发气量大或使用过多，在浇注前未浇净，使气体卷入铸件，这种气充分排出；涂料发气量大或使用过多，在浇注前未浇净，使气体卷入铸件，这种气孔多呈暗灰色表面，高速切换点不对。孔多呈暗灰色表面，高速切换点不对。 防止方法：防止方法：采用干净炉料，控制熔炼温度，进行排气处理；选择合理工艺参数、采用干净炉料，控制熔炼温度，进行排

59、气处理；选择合理工艺参数、压射速度、高速切换点；引导金属液平衡，有许充填型腔，有利于排出；排气槽、压射速度、高速切换点；引导金属液平衡，有许充填型腔，有利于排出；排气槽、溢流槽要有足够的排气能力；选择发气两小的涂料及控制排气量。溢流槽要有足够的排气能力；选择发气两小的涂料及控制排气量。 l.缩孔、缩松缩孔、缩松 特征：特征：解剖或探伤检查，空洞形状不规则、不光滑、表面呈暗色；大而集中为缩解剖或探伤检查，空洞形状不规则、不光滑、表面呈暗色；大而集中为缩孔，小而分散为缩松。孔，小而分散为缩松。 产生原因：产生原因：铸件在凝固过程中，因产生收缩而得不到金属液补偿而造成孔穴；浇铸件在凝固过程中，因产生收缩而得不到金属液补偿而造成孔穴；浇注温度过高，模温剃度分布不合理；压射比压低，增压压力过低；内浇口较薄，面注温度过高，模温剃度分布不合理；压射比压低，增压压力过低；内浇口较薄，面积过小，过早凝固，不