壓鑄是一種金屬鑄造工藝,其特點是利用模具腔對融化的金屬施加高壓。模具通常是用強度 高的合金加工而成的,這個過程有些類似注塑成型。大多數壓鑄鑄件都是不含鐵的,例如鋅、銅、鋁、鎂、鉛、錫以及鉛錫合金以及它們的合金。根據壓鑄類型的不同,需要使用冷室壓鑄機或者熱室壓鑄機。
鑄造設備和模具的造價高昂,因此壓鑄工藝一般只會用于批量制造大量產品。制造壓鑄的零部件相對來說比較容易,這一般只需要四個主要步驟,單項成本增量很低。壓鑄特別適合制造大量的中小型鑄件,因此壓鑄是各種鑄造工藝中使用 廣泛的一種。同其他鑄造技術相比,壓鑄的表面 為平整,擁有 高的尺寸一致性。
在傳統壓鑄工藝的基礎上誕生了幾種改進型的工藝,包括減少鑄造缺陷排除氣孔的無孔壓鑄工藝。主要用于加工鋅,可以減少廢棄物增加成品率的直接注射工藝。
壓鑄件的質量與模具的關系:
模具是壓鑄件的主要工具,因此在設計模具時應盡量注意使模具總體結構及模具零件結構合理,便于制造,便于使用, 。要使模具在壓鑄加工中不變形,金屬液在模內流動穩定,能均勻地使壓鑄件冷卻,能全自動壓鑄而無故障。此外,要根據生產批量,材質情況等合理地選用適宜的模具材料。下面從航峰金屬壓鑄件質量方面談點看法。
一、模具結構要合理,模具零件的結構也要合理。從強度的觀點來看,把模具零件設計成整體的好,,在使用中不易損壞,不易變形。但是如果壓鑄件形狀復雜,模具零件也復雜,會使模具加工困難,加工的精度不高。若把模具零件做成組合式,則加工大為簡化,易獲得高的加工精度,進而可獲得 的壓鑄件。
二、型腔數的決定。決定型腔數,要考慮設備能力,模具加工的難易,生產批量大小,鑄件的精度要求等。
三、澆注系統的設計。澆注系統不僅是液體金屬充填壓鑄型的通道,還對熔化液流動速度和壓力的傳遞以及排氣條件,壓鑄型熱平穩等因素有調節作用。所以設計澆注系統 分析鑄件的結構特點,技術要求,合金種類及其特性,還要考慮壓鑄機的類型和特點等,這樣才能的澆注系統。
四、排氣系統設計。模具應設有足夠溢流范圍的溢流槽和排氣通道,這對產品質量很重要。
五、模具溫度。壓鑄模的溫度是影響鑄件質量的一個重要因素,模溫不當不但影響壓鑄件的內外質量,還影響鑄件尺寸精度甚至鑄件變形,使壓鑄模出現龜裂,使鑄件表面形成難以 的網狀毛刺,影響壓鑄件的外觀質量。以鋁合金為例,合金溫度在670~710度澆入鑄型,在長期生產實踐中總結得模具 佳溫度應控制在澆入鑄型溫度的40%,鋁壓鑄模溫度為230~280度,模具溫度在這一范圍內有利于獲得 高產鑄件。模具一般都不用氣體或電加熱,而采用預熱冷卻裝置。這些裝置是按要求用油作介質,對模具進行預熱和冷卻的。
六、成型零件尺寸的決定。計算壓鑄零件尺寸時選用壓鑄材料的收縮率要符合實際,不然會導致生產的產品不合格。
七、分型面位置的決定。分型面的位置會影響到模具加工、排氣、產品脫模等。通常分型面會在產品上留下一條痕跡線,影響產品的表面質量及尺寸精度。因此,設計分型面位置時,除考慮到產品脫模、模具加工、排氣等問題外,可把分型面位置放在產品表面質量要求不高或尺寸精度不高的地方。
八、模具不能變形。往往由于模具結構不合理或模具材料選用不當,造成模具在使用中裂口、變形,進而導致產品不合格,為此,在設計時 采取適當的措施來產品的質量。
壓鑄件縮孔和縮松的形成:
澆入鑄型中的液態合金,在隨后的冷卻和凝固過程中,若其液態收縮和凝固收縮引起的容積縮減得不到補充,則在鑄件上 后凝固的部位形成一些孔洞。其中容積較大的孔洞叫縮孔,細小且分散的孔叫縮松。
1、縮孔
一般出現在鑄件上部或 后凝固的部位,形狀多呈倒圓錐形,內表面粗糙,通常隱藏在鑄件的內層。
結晶溫度范圍愈窄的鑄造合金,愈傾向于逐層凝固,也就愈容易形成縮孔。 先液態合金充滿鑄型,由于鑄型的冷卻作用,使靠近鑄型表面的一層液態合金很快凝固,而內部仍然處于液態;隨著鑄件溫度的繼續下降,外殼的厚度不斷加厚,內部的液態合金因自身的液態收縮和補充外殼的凝固收縮,使其體積減小,從而引起液面下降,使鑄件內部出現空隙。如此下去,鑄件逐層凝固,直到 凝固,在其上部形成縮孔;繼續冷卻至室溫,固態收縮會使鑄件的外形尺寸略有縮小。
總之,鑄造合金的液態收縮和凝固收縮愈大,縮孔的體積就愈大。
2、縮松
縮松是鑄件 后凝固的區域沒能液態合金的補造成的分散、細小的縮孔。
根據的分布形態,縮松分為宏觀縮松和微觀縮松兩類:
(1)宏觀縮松指用肉眼或放大鏡可以看到的細小孔洞。通常出現在縮孔的下方。
(2)微縮縮松是指分布在枝晶間的微小孔洞,在顯微鏡下才能看到。這種縮松的分布面 大,甚至遍及鑄件整個截面,也很難 避免。對于一般鑄件也不作為缺陷對待,除非一些對致密性和機械性能要求很高的鑄件。
總之,傾向于逐層凝固的合金,如屬、共晶成分的合金或結晶溫度范圍窄的合金,形成縮孔的傾向大,不易形成縮松;而另一些傾向于糊狀凝固的合金如結晶溫度范圍寬的合金,產生縮孔的傾向小,卻極易產生縮松。因此縮孔和縮松可在 范圍內互相轉化。
3、縮孔和縮松的防止
采用適當的工藝措施,使鑄件實現“順序凝固”,即可獲得無縮孔的鑄件。
所謂順序凝固是指,采用一些適當的工藝措施,使鑄件遠離冒口或澆口的部位 先凝固。這樣,鑄件 先凝固部位I的由冷卻和凝固引起的體積縮減,可由較后凝固的部位II的液態合金補充;部位II的收縮由部位III的液態合金補充; 后部位III的收縮由冒口中的液態合金來補充,使鑄件各部位的收縮均能補充,將縮孔轉移至冒口中。去除冒口,獲得致密的鑄件。
壓鑄件可以被制造為壓鑄汽車配件、壓鑄汽車發動機管件、壓鑄空調配件、壓鑄汽油機氣缸缸蓋、壓鑄氣門搖臂、壓鑄氣門支座、鑄電力配件、壓鑄電機端蓋、壓鑄殼體、壓鑄泵殼體、壓鑄建筑配件、壓鑄裝飾配件、壓鑄護欄配件、壓鑄輪等等零件,隨著國內制造裝備業發展水平的不斷提高,壓鑄件的裝備水平也顯著提高,可以制造的零件種類也在不斷擴大,壓鑄出來的零件的精度、零件的復雜程度也了較大的提升。