2 压铸过程原理-32(1)
2 压铸过程原理
压铸的主要特点是金属液在高压、高速下充填压铸模型腔，并在高压下成型、结晶。因此，压铸过程中压力和速度的变化及其作用是至关重要的，它们直接影响金属充填形态和金属液在型腔中的运动，从而影响压铸件的质量。
2.1 压铸压力
2．1．1四级压射的概念
压铸压力是压铸工艺中主要的参数之一。压铸过程中的压力是由压铸机的压射机构产生的，压射机构通过工作液体将压力传递给压射活塞，然后由压射活塞经压射冲头施加于压室内的金属液上。
作用于金属液上的压力是获得组织致密和轮廓清晰的铸件的主要因素，所以，必须了解并掌握压铸过程中作用在金属液上的压力的变化情况，以便正确利用压铸过程中各阶段的压力，并合理选择压力的数值。
压铸过程中的压力可以用压射力和压射压力两种形式来表示。 压铸机压射缸内的工作液作用于压射冲头，使其推动金属液充填模具型腔的力，称为压射力。其大小随压铸机的规格而不同，它反映了压铸机功率的大小。
压射压力是指压射过程中，压室内单位面积上金属液所受到的静压力。 压射力和压射压力的关系如下：
2
4D F
A F p π==
(2-1)
式中 p ——压射压力（Pa ）；
F ——压射力（N ）；
A ——压射冲头截面积（近似等于压室截面积）（m2）； D ——压射缸直径（m ）。
由式(2-1)可知，压射压力与压射力成正比，而与压射冲头的截面积成反比。所以，压射压力可以通过调整压射力和更换不同直径的压射冲头来实现。
如果既考虑压射力又考虑压射压力，会把问题复杂化，而且压射压力更能反映压铸过程中金属液在充填时的各个阶段以及金属液流经各个不同截面时的力的概念，因此，压铸压力通常指的是压射压力。
在压铸过程中，作用在金属液上的压射压力并不是一个常数，而是随着压射阶段的变化而改变。金属液在压室与压铸模型腔中的运动可分解为四个阶段，图2-1表示在不同阶段，压射冲头的运动速度与金属液所受的压力（压射压力）曲线。
图2-1压铸不同阶段，压射冲头的运动速度与金属液所受压力的变化情况
τ－压铸的各个阶段v－压射冲头的运动速度p－压射压力
第一阶段τ1压射冲头以慢速v1前进，封住浇口，金属液被推动，其所受压力p1也较低，此时p1仅用于克服压室与液压缸对运动活塞的摩擦阻力。
第二阶段τ2本阶段在压射冲头作用下，金属液将完全充满压室至浇口处的空间，压射冲头的速度达到v2，压力p2也由于压室中金属液的反作用而超过p1。
第三阶段τ3金属液充填浇注系统和压铸模型腔，因为内浇口面积急剧缩小，故使金属液流动速度v3下降，但压力则上升至p3，在第三阶段结束前，金属液因压射机构的惯性关系，而发生水锤作用，使压力增高，并发生波动，待波动消失之后，即开始压铸的第四阶段。
第四阶段τ4本阶段的主要任务是建立最后的增压，使铸件在压力p4下凝固，而达到使铸件致密的目的。所需最终压力p4的大小与合金的种类、状态（粘度、密度）和对铸件的质量要求有关。p4一般为50～500MPa。如果在最终压力达到时，浇注系统中的金属仍处于液态或半固态，则压力p4将传给凝固中的铸件，缩小铸件中的缩孔、气泡，改善铸件表面质量（特别是在半固态压铸时）。
上述过程称为四级压射。根据工艺要求，压铸机均应实现四级压射。目前使用的大中型压铸机为四级压射，中小型压铸机多为三级压射，这种机构（参考第四章中压铸机的压射机构部分）是把四级压射中的二和三阶段合为一个阶段。从τ1~τ4为一个压铸周期，其中p3愈高所得的充填速度愈高，而p4愈大，则愈易获得外廓清晰、组织致密和表面粗糙度要求高的铸件。在整个过程中p3和p4是最重要的。所以，在压铸过程中压力的主要作用在一定程度上是为了获得速度，保证液态金属的流动性。但要达到这一目的，必须具备以下条件：
(1) 铸件和内浇口应具有适当的厚度。
(2) 具有相当厚度的余料和足够的压射力，否则效果不好。
上述的压力和速度的变化曲线，只是理论性的，实际上液态金属充填型腔时，因铸件复杂程度不同，金属充填特性及操作不同等因素，压射曲线也会出现不同的形式。
压铸压力是压铸工艺中主要的参数之一。
压铸过程中的压力是由压铸机的压射机构产生的。压射机构通过工作液体将压力传递给压射活塞，然后由压射活塞经压射冲头施加于压室内的金属液上。
作用于金属液上的压力是获得组织致密和轮廓清晰的铸件的主要因素。
2．1．2 压铸压力分析
为分析压射压力，假设有三种流动类型，分别标记为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型，见表2-2。三种流动类型的压力分析见表2-3。
表2-1流动系统模式
表2-2压力分析
2.2 压铸速度
2.2.1 压铸速度的概念
压铸中，压铸速度有压射速度和充填速度两个不同的概念。压射速度是指压铸机压射缸内的压力油推动压射冲头前进的线速度。充填速度是指金属液在压力作用下，通过内浇口进入型腔的线速度。充填速度的主要作用是将金属液在凝固之前迅速输入型腔，它是获得轮廓清晰、表面质量高的铸件的重要因素。
速度和压力是密切相关的两个工艺参数，因此除有适当的压射压力外，还必须正确地选择速度。充填速度确定的依据是合金的特性和铸件的结构特点。当充填速度较低时，会使铸件轮廓不清，甚至不能成型。当充填速度较高时，即使采用较低的压射压力也可以获得表面质量高的铸件。但是过高的充填速度会引起许多工艺上的缺点，造成不利的压铸条件，主要有以下几点：
(1) 裹住空气形成气泡。由于高速金属液流到空气的前面，堵塞排气通道，所以，空气被裹在型腔内。
(2) 金属液呈雾状进入型腔，粘附于型壁上，随后进入的金属液不能与它熔合而形成表面缺陷（冷豆或冷隔），降低铸件表面质量。
(3) 高速金属流产生旋涡，裹住空气和最先进入型腔的冷金属，使铸件产生气孔和氧化夹杂。
(4) 高速金属流冲刷型壁，加速压铸模的磨损。
在冷室压铸机中，压室、浇道和压铸模型腔相连，成为一个密闭系统，因而它们之间具有连续方程的关系，即
g
g v A Av = (2-2)
g
g
g A v D A vA v 42
π=
=
(2-3)
式中 v ——压射冲头速度（m/s ）；
Ａ——压射冲头截面积（m 2）； D ——压室直径（m ）； v g ——充填速度（m/s ）； Ａg ——内浇口截面积（m 2）。
由于压射速度与充填速度有式(2-2)与式(2-3)的关系，确定了充填速度，就能很方便地求出压射速度，而且充填速度更能反映压铸的工艺特性，因此，压铸速度通常指的是充填速度。 由式(2-3)可知，金属液充填压铸模型腔的线速度与压室直径的平方、冲头的压射速度成正比，而与内浇口的截面积成反比。因此，可以通过改变上述三因素的数值，来调整充填速度。其中压室直径的变化，可以较显著地改变充填速度；与此同时，压射压力的数值也会随同变化。通过变化内浇口的截面积来调整充填速度是不太方便的，这是由于当内浇口的截面积、位置确定后，其所能调整的范围很小，对金属液充填速度影响不显著。
压射速度的调节可通过调整压铸机上的压力控制阀来实现。在生产中，应根据具体条件去确定调整因素。
此外，充填速度和压射压力有关，根据水力学原理，压射压力与充填速度间的关系可用下式
来表示，即
ρ
p
v g 2=
(2-4)
式中 v g ——充填速度（m/s ）；
p ——压射压力（Pa ）；
ρ——金属液密度（kg/m 3
）
。 因为金属液是粘性液体，它在流经浇注系统时，会因摩擦而引起动能损失，故上式应改写为
ρ
μ
p
v g 2= (2-5)
式中 v g ——充填速度（m/s ）；
μ——阻力系数（μ=0.358）；
p ——压射压力（Pa ）；
ρm ——金属液密度（kg/m 3
）
。 由此可见，充填速度与压射压力的平方根成正比，而与金属液密度的平方根成反比。因此，
压射压力大，充填速度就高；金属液密度大，充填速度就低。
由上面的分析得知，影响充填速度的因素有三个，即压射速度、压射压力和内浇口截面积。因此，生产中通常采用的调整充填速度的方法是：调整压射速度、改变压射压力、调整内浇口的截面积。
总之，压力和速度是相辅相成而又相互制约的两个基本参数。为适应各种铸件对压铸工艺不同的要求，压铸压力和压铸速度都应做到无级调整。一般压铸压力高时，铸件质量就较好。为使压力更好地完成“充填”、“成型”和“压实”的任务，在制定压铸工艺时，必须充分考虑各因素之间的影响。
2.2.1 压铸速度定量分析 为定量分析压铸速度，假定使用冷室压铸机。推导公式所用的压铸机及公式中所采用的符号如图2-2所示。
图2-2 冷室压铸机及其参数
金属液在压室和压铸型中的运动可分为四个阶段，如图2-3所示。
图2-3冷室压铸机的冲头位置
1. 第一阶段慢压射，边界条件为0≤X≤X1，0≤v≤v1。在第一阶段中，开动操纵阀为压射开始。为防止金属溅出，在冲头通过浇料孔之前，压射的第一阶段通常是缓慢的。此时压射压力p1仅用于克服压室与液压缸对运动活塞的摩擦阻力。第一阶段压铸速度的分析见表2-3。
表2-3 第一阶段压铸速度的分析
1212
段冲头加速并增大了压室内液态金属的流动速度，压室被全部或部分地充入金属液，最后压射冲头达到X2位置，金属液完全充满压室到浇口处的空间，压射冲头的速度达到v2，压力p2也由于压室中金属的反作用力而超过p1。第二阶段压铸速度的分析见表2-4。
表2-4 第二阶段压铸速度的分析
2323
充填浇注系统和压铸型腔。由于内浇口急剧缩小，故金属流动速度v3下降，但压力则上升至p3。
与其它阶段相比，第三阶段的持续时间短，在此阶段因压射机构的惯性作用有可能发生冲头跳动，即水锤现象。
4. 第四阶段 型腔填充，边界条件为X 3≤X ≤X 4。本阶段的主要任务是建立最后的增压，使铸件在p 4下凝固，从而达到使铸件致密的目的。所需的最终压力p 4的大小与合金的种类、状态（粘度、密度）和对铸件的质量要求有关。同第三阶段合并后，边界条件改为X 2≤X ≤X 4，v 2≤v 。
第四阶段压铸速度的分析见表2-5。
表2-5 第四阶段压铸速度的分析
2．3 最佳充填时间
确定充填速度时，要考虑的因素太多。为此，人们从另一个角度来考虑问题，那就是先确定最佳充填时间。
最佳充填时间指的是金属尚未凝固时所允许的充填型腔的最长时间。
充填时间大于最佳值时，压铸件会产生搭接、流痕、冷隔等表面疵病；充填时间小于最佳值时，虽然生产的压铸件表面质量好，但是容易产生包入气体、由高压力造成的模型侵蚀、较多的金属紊流等问题。因此，生产具有装饰表面的压铸件（要保持最小的气孔体积和最长的模型寿命）时，就要保证在最佳充填时间内充型。
型腔的充填时间是利用压铸过程中的热量流动计算出来的。根据图2-4所示的条件，维尼克（V enik ）推出了如下公式
()
2
2
11
2
1000
ln
4m m m d c d d d
m d L h
C T T v
C T T δπδρτλρ+--=
+
?-件 (2-6)
式中 τc ——型腔的充填时间（s ）； L 件——铸件长度（m ）；
δ1——内浇口宽度等于铸件宽度时的铸件厚度（m ）； h ——液流高度（m ）；
ρm ——熔融金属的密度（kg/m 3）； C m ——熔融金属的比热［J/(kg ?℃)］； λd ——模型的导热系数［W/(m ?℃)］； C d ——模型的比热［J/(kg ?℃)］； ρd ——模型的密度（kg/m 3）；
T m1——熔融金属在内浇口处的温度（℃）； T d0——模型的起始温度（℃）； T m0——熔融金属的浇注温度（℃）； v ——充填速度（m/s ）。
图2-4 熔融金属对型腔的撞击
法国的于耳梅（G .Uelmer ）计算出铸件凝固时间为 ()
22
2
18m c d d q C T δρτλ=
? (2-7)
式中 τs ——铸件的凝固时间（s ）；
δ——铸件厚度（m ）； q ——凝固热（J/kg ）；
ρm ——熔融金属的密度（kg/m 3）；
C d ——模型的比热［J/(kg ?℃)］； λd ——模型的导热系数［W/(m ?℃)］； ΔT 1——界面温度与模型温度的差值（℃）。 并推出合金的凝固时间在下列范围内变化
2
(0.017~0.034)A τδ= （铝合金）
(2-8) 2
(0.025~0.032)Z τδ= （锌合金）
(2-9)
利用公式(2-8)和(2-9)，可以大体估计出铸件的凝固时间，铸件的凝固时间确定后，铸件的充填时间和充填速度也就不难确定了。
2.4 金属液的运动及充填铸型的形态
压铸过程中金属液充填压铸模型腔的形态，与铸件的质量（致密度、气孔、力学性能、表面粗糙度等）有着很大的关系，长期以来，人们对此进行了广泛的研究。
在压铸过程中，金属液充填压铸模型腔的时间极短，一般为百分之几或千分之几秒，在这一瞬间内，金属液的充填形态是极其复杂的。它与铸件结构、压射速度、压力、压铸模温度、金属液温度、金属液粘度、浇注系统的形状和尺寸大小等都有着密切的关系。因而金属液充填形态对铸件质量起着决定性的作用，为此，必须掌握金属液充填形态的规律，了解充填特性，以便正确地设计浇注系统，获得优质铸件。
2.4.1 金属充填理论
金属液充填压铸模型腔的过程是一个非常复杂的过程，它涉及到流体力学和热力学的一些理论问题。研究充填理论的目的在于运用这些理论更好地指导我们选择合理的工艺方案和工艺参数，从而消除压铸生产中出现的各种缺陷，以获得优质的压铸件。充填过程主要有以下三种现象：
(1) 压入压射系统有必需的能量，对注入压室内的金属液，施加高压力和高速度使熔液经压铸模的浇口流向型腔。
(2) 金属液流动熔液从内浇口注入型腔，而后熔液流动并充填型腔的各个角落，以获得形状完整轮廓清晰的铸件。
(3) 冷却凝固熔液充填型腔后，冷却凝固，此现象在充填过程中自始至终地进行着，必须在完全凝固前充满型腔各个角落。
为了探明压铸时，液态金属充填型腔的真实情况，许多压铸工作者进行了一系列的试验研究工作，提出了各种充填理论。国内外压铸工作者对金属液充填形态提出的各种不同观点归纳起来有三种：喷射充填理论、全壁厚充填理论、三阶段充填理论。
1. 喷射充填理论
这是最早提出的一种金属充填理论，它是由弗洛梅尔（L·Frommer）于1932年根据锌合金压铸的实际经验并通过大量实验而得出的。实验铸型是一个在一端开设浇口的矩形截面型腔。通过研究，认为金属液的充填过程，可以分为两个阶段，即冲击阶段和涡流阶段。在速度、压力均保持不变的条件下，金属液进入内浇口后仍保持内浇口截面的形状冲击到对面的型壁（冲击阶段）。随后，由于对面型壁的阻碍，金属液呈涡流状态，向着内浇口一端反向充填（涡流阶段），这时由于铸型侧壁对此回流金属流的摩擦阻力，以及此金属流动过程中温度降低所形成的粘度迅速增高，因而使此回流金属流的流速减慢。与此同时，一部分金属液积聚在型腔中部，导致液流中心部分的速度大于靠近型壁处的速度。图2-5所示为金属液在型腔内的充填形态示意图。
(a) (b)
(c) (d)
图2-5 金属液在型腔内的充填形态
(a) 冲击型壁(b) 回流(c) 积聚在型腔远端(d) 积聚在型腔中部
大量的实验证实，这一充填理论适用于具有缝形浇口的长方形铸件或具有大的充填速度以及薄的内浇口的铸件。
根据这一理论，金属液充填铸型的特性与内浇口截面积Ａg和型腔截面积Ａ1的比值有关，压铸过程中应采用Ａg/Ａ1>(1/4～1/3)，以控制金属液的进入速度，从而保持平稳充填。在此情况下，应在内浇口附近开设排气槽，使型腔内的气体能顺利排除。
2. 全壁厚充填理论
该理论是由布兰特（W·G·Brandt）于1937年用铝合金压入试验性的压铸型中得出的。实验铸型具有不同厚度0.5～2 mm的内浇口和不同厚度的矩形截面型腔。内浇口截面积与型腔截面积之比Ａg/Ａ1 在0.1～0.6的范围内，用短路接触器测定金属液在型腔内的充填轨迹。
该理论的结论如下：
(1) 金属液通过内浇口进入型腔后，即扩展至型壁，然后沿整个型腔截面向前充填，直到整个型腔充满金属液为止。其充填形态如图2-6所示。
(a) (d)
(b) (e)
(c) (f)
图2-6 全壁厚充填理论的充填形态
(a) 进入型腔(b) 开始扩展(c) 扩展至型壁(d) 向前充填(e) 充至型壁(f) 充满型腔
(2) 在整个充填过程中不出现涡流状态，在实验中没有发现金属堆积在型腔远端的任一实例，凡是远端有欠铸的铸件，在浇口附近反而完全填实。因此认为喷射充填理论是不符合实际情况的，并且推翻了喷射充填理论所提出的将复杂铸件看成若干个矩形型腔连续的说法。同时认为，无论Ａg/Ａ1的值大于或小于1/4～1/3，其结果并无区别。
按这种理论，金属的充填是由后向前的，流动中不产生涡流，型腔中的空气可以得到充分的排除。至于充填到最后，在进口处所形成的“死区”，完全符合于液体由孔流经导管的水力学现象。
3. 三阶段充填理论
这种充填理论是巴顿（H·K·Barton）于1944～1952年提出的。
按三阶段充填理论所做的局部充填试验表明，其充填过程具有三个阶段，如图2-7所示。
(a) (b) (c) (d)
图2-7 三阶段充填理论的充填形态
(a) 形成薄壳层(b) 继续充填(c) 即将充满(d) 充满型腔后形成封闭水力学系统
第一阶段金属液射入型腔与型壁相撞后，就相反于内浇口或沿着型腔表面散开，在型腔转角处，由于金属液积聚而产生涡流，在正常均匀热传导下，与型腔接触部分形成一层凝固壳，即为铸件的表层，又称薄壳层。
第二阶段在铸件表层形成壳后，金属液继续充填铸型，当第二阶段结束时，型腔完全充满，此时，在型腔的截面上，金属液具有不同的粘度，其最外层已接近于固相线温度，而中间部分粘度很小，还处于液态。
第三阶段金属液完全充满型腔后，型腔、浇注系统和压室是一个封闭的水力学系统，在这一系统中各处压力是相等的，压射力通过铸件中心还处于液态的金属继续作用。
在实际生产中，大多数铸件（型腔）的形状比充填理论试验的型腔要复杂得多。通过对各种不同类型压铸件的缺陷分析或对铸件表面流痕的观察可知，金属在型腔中的充填形态，并不是由单一因素所能决定的。例如，在同一铸件上，由于工艺参数的变动，也会引起充填形态的改变；在同一铸件上，由于其各部位结构形式的差异，亦可能产生不同的充填形态。至于采取哪种形态，则是由金属流经型腔部位的当时条件而定。
上述三种充填理论，在不同的工艺条件下都有其实际存在的可能性，其中全壁厚充填理论所提出的充填形态是最理想的。
2.4.2 理想充填形态在三级压射中的获得
压铸件的气孔、冷隔、流痕等缺陷都是由于金属充填型腔时产生的涡流和裹气所引起的。涡流和裹气现象的产生又是金属液高速射向型壁或两股金属流相对碰撞的结果。因此，理想充填形态的获得，应保证在金属液充满型腔的条件下，以最低的充填速度及浇注温度，使金属流形成与型腔基本一致的金属液柱，从一端顺利地充满型腔，排出气体。但这一形态的获得，即使在适宜的浇注系统中使金属液起到较完善的整流和定向作用，若没有其它工艺条件的配合，亦难达到充填过程中各阶段的要求。
三级压射速度的定点压射是改善充填形态的有效方法。所谓三级压射速度定点压射是指压射缸在压射过程中，按充填各阶段的要求，分为三级压射速度，每一级压射的始终位置，均有严格的控制。在第一级压射时，压射冲头以较慢的速度推进，以利于将压室中的气体挤出，直至金属液即将充满压室为止。第二级压射则是按铸件的结构、壁厚选择适当的流速，以在充满型腔过程中金属液不凝固为原则，将糊状金属把型腔基本充满。第三级压射是在金属液充满型腔的瞬间以
高速高压施加于金属液上，增压后使铸件在压力的作用下凝固，以获得轮廓清晰、表面质量高、内部组织致密的优质铸件。
图2-8为三级压射曲线图。
20世纪80年代出现了实时控制压铸机，其压射曲线控制示意图如图2-9所示。
图2-8三级压射曲线示意图
图2-9实时压射控制压射曲线示意图
a) 理想的冲头速度曲线b) 有公差带的速度曲线
由上述充填过程可知，三级压射可避免一般充填中所发生的裹气和涡流现象。在第二级压射中，金属液流进内浇口后，温度有所下降，粘度相应提高；同时，金属液在流入型腔后因容积突然增大，向外扩张，当金属液接触到型壁后，金属液流随型腔而改变形状，此时由于金属液对型壁有粘附性，更使它的流动性降低。这样，在型腔表面形成一层极薄的表皮，随后按金属液流向逐步充填铸型。因此，在适当的铸型温度及金属液温度下，第二级压射形成了金属流端部的金属柱后，即使再增加压射速度，亦不致有产生涡流的危害。所以，第二种充填形态的获得有利于避免气孔，特别对厚壁铸件功效更大。
2.4.3 金属液在型腔中的几种充填形态
图2-10所示为在某一压力下金属的充填形态。当改变内浇口截面积与铸件截面积之比时，充填所需的时间也不同，当Ａg/Ａ1=1/3时，充填所需时间最短。
(a) (b) (c)
2-10 不同内浇口截面积厚度的充填形态
(a)Ａg/Ａ1≈1/4～1/3 (b)Ａg/Ａ1=1/3 (c)Ａg/Ａ1>1/3
图2-11所示为在一般压力下，内浇口在型腔一侧时的充填形态。
(a) (b) (c) (d)
图2-11 内浇口在型腔一侧时的充填形态
(a) 进入型腔(b) 回流(c) 继续充填(d) 全壁厚充填
图2-12所示为型腔特别薄时（对锌合金可以薄到0.4mm）的充填形态。金属流厚度接近于型腔，故金属流入型腔后，即与型腔的一侧或两侧接触（见图2-12a、b）。与型腔接触的金属因冷却而温度降低，中间的金属从冷凝金属层1上面滑过去，又与前方的型腔壁接触，而新的金属液2从两侧逐渐冷却凝固的金属层中通过（见图2-12c、d）。
(a) (b) (c) (d)
图2-12 薄壁型腔充填形态
(a) 一侧接触(b) 两侧接触(c) 从冷凝金属层上滑过(d) 新金属从冷凝金属层中通过
1－冷凝金属层2－金属液
图2-13所示为金属流在型腔转角处的充填形态。金属液流入型腔转角处会产生涡流（见图
2-13b），基本上没有向前流动的速度，在型腔垂直部分充满以前向左移动甚慢（见图2-13c），在垂直部分充满以后，后面的金属推动前面的金属向左流动（见图2-13d）。
(a) (b) (c) (d)
图2-13 金属流在型腔转角处的充填形态图
(a) 进入型腔(b) 在转角处产生涡流(c) 充填垂直部分(d) 向左充填
图2-14所示为型腔表面是一圆弧面时的金属充填形态。金属液有靠近外壁流动的趋势，因此，靠近内壁处的空气无法排出，易产生缺陷。
(a) (b) (c)
图2-14 金属液在圆弧面处的充填形态
(a) 进入型腔(b) 流向外型壁(c) 靠近外型壁流动
1－金属液2－无法逸出的空气
2.4.4 压铸充型的连续性
压铸的充填过程具有连续性，压铸充型的连续性直接影响着压铸生产，如图2-15所示。
a) b)
c) d)
e)
图2-15 金属液流动的连续性
a) 当金属流在型腔内展开的长度增加时，金属流前沿的流速随之降低，因为速度与所包围的自由周长成正比
b) 经过型芯的金属流前沿部的运动引起金属流的局部变形，其胀大的面积等于型芯阻塞的面积
c) 当型腔截面局部增大时，顺着金属流的方向在该处有减速，图中虚线表示型腔内没有截面变化时金属流的实际位置
d) 当型芯构成的孔加上边缘凸台，其体积为由型芯替代的金属体积时，金属前进到阻挡物四周时只有最小的干扰
e) 当减重的凹处截面实际上与其它的型腔截面一样及无锐角时，金属的推进只有很少的能量损失
压铸充型的连续性由下式描述
ρAv =常数(2-10)
式中ρ——流体的密度（不一定是常数）（kg/m3）；
A——流线型流体的截面积（可以是变化的）（m2）；
v——流体通过截面时的速度（m/s）。
这个公式只有在独立的、无摩擦的、一维单元的流体中才是正确的，与压铸实践关系不大。然而这个关系对压射时的金属流动还是有一定的指导作用。
由式(2-10)可知，当金属流经过一个变截面的通道时，在密度不变的条件下，金属流经过任何一点的金属体积是不变的，如图2-16所示。这个概念不仅可以应用于全封闭型的通道，也适用于充填阶段型腔内的无阻碍流动，如图2-15 a所示。如果型腔的深度不变，金属流前沿的推进速度与推进中流体的自由周长成反比。
图2-16在密度不变的流线型流体中，“连续性”是流体截面和速度的乘积不变周长上任何指定点上的速度，是由内浇口的金属射流的起始方向所决定的。但是当充型继续进行时，惯性能和紊流能间的平衡逐渐地造成紊流。局部惯性效应，如在型腔深度突变处或遇到一个型芯，可以暂时地变更前沿部的周长，如图2-15b所示，但起始方向性就趋向于消除。
当遇到一个型芯的影响使前沿部的周长减少时，在型芯各边的速度就有一个相应的局部增高。当两股流体在型芯的另一端出现汇合时，仍保留一个胀大的顺流，但是伴随在型芯后面的紊流阻力很快地使这个顺流减弱下来，见图2-15c和图2-15d。
当金属前沿到达如图2-15e所示的表面凹处，型腔截面扩大的作用会减低局部前沿的速度。因而在它到达凹处的另一端时，金属流前沿有一局部滞后，这个滞后倾向于继续存在。
由于这两种金属流动前沿的不稳定性的形式是不同的，所以其中一个的作用可以用来抵消另一个的作用。因此，从金属流动的观点看，在设计中对薄截面的型芯四周需要构出边缘和突缘（见图2-15d）或用中空的搭子等（见图2-15e），以保持合理的等截面厚度。图2-15d和图2-15e所示结构的作用就是让金属流不被割断地向前推进。
2.4.5金属在铸型型腔中的运动特点
通过浇注系统进入型腔中的金属流，体积扩大，流速降低。金属与型壁接触后，因冷却引起其粘度增大，因此，首先与型壁接触的金属停止流动而迅速凝固，形成初生晶层。
金属液所能流过的距离取决于铸件的外形、金属和铸型的温度，在最佳条件下，整个型腔表面都将覆盖着一层初生晶层。
铸型型壁上生成一层初生晶层后，金属液流入未完全凝固的骨架中。显然，铸件从薄的骨架开始形成，随后金属流不断充填空间。型壁被初生晶层隔离后，在运动时保持液态的金属，从中心到初生晶层具有不同的粘度（从中心到初生晶层粘度渐增），因此，金属液在横截面上的运动速度从中心到型腔表面逐渐减小。
这种粘度的变动，使运动的金属液贴住在初生晶层上，后者可调节金属的运动，减小涡流程度，并可使金属环绕着铸件的外形而以层状运动，即使铸件外形复杂，金属也不会脱离初生晶层。在过渡到大的型腔及急剧转变时，金属由于惯性而离开型壁，以致形成涡流而裹住空气；当它与型壁相接触时，并不是整片地而是成为喷珠状地凝固，因而使铸件表面质量降低。
当铸型预热不够或金属进入型腔的速度过低，都可能由于表层的过早凝固而导致内层金属的粘度增大。在这种情况下，由于凝固层的收缩应力和内外层间的摩擦力局部增大，往往在表层上产生细微裂纹，在后续金属的冲刷下，使已凝固的表层小块地剥落，造成不利的充填条件。可以认为充填过程所产生的主要缺陷——气孔、夹杂和表面缺陷等，在很大程度上是由于初生晶层从型壁上剥落，形成涡流卷入空气以及表面质量恶化所致。
分析了金属在不同的浇注系统及不同的工作型腔中充填的情况以后，就能够探索沿着带有初生晶层的型壁的金属流动对压铸过程的正确进行以及对铸件质量的影响。
当金属从压室开始流入一定浇道时（类似于喷管），金属流在浇道的进口受到显著的压缩，随后迅速扩大，并且充填它的截面，在浇道的锥度大于8°的情况下就难以充满截面，如果金属并不是从小截面突然流到大截面，那么浇道虽厚也很少有气孔、夹杂和表面缺陷。这是因为金属是沿着型壁运动的。如果截面有显著变化，那么金属会脱离型壁产生涡流，并冲击铸型分型面。
为了减少和完全消除浇道相连处的涡流，必须采取下列措施：
(1) 避免从小截面突然地过渡到大截面，为此，压室、浇口套以及浇道内径不应有很大的差别。
(2) 应有足够大的分流器，使浇口处内外两侧都生成初生晶层，这样，金属能以层状流入型腔。
(3) 为了保证金属液从直浇道平滑地过渡到横浇道，必须使两者之间有大的转接圆弧半径，这样就消除了金属流的急剧转弯，使它很平缓地从小截面过渡到大截面。在实际生产中，横浇道内很少发现涡流，因为横浇道的横截面随着接近内浇口而渐渐缩小，金属又从大的截面过渡到小的截面。
从横浇道及内浇口进入铸型工作型腔处最易生成涡流。涡流的产生主要取决于铸件的形状，但通过浇注系统的合理设计，在很大程度上能加以改善。
从浇注系统到铸型型腔的截面变化愈小，金属愈能很好地沿着型壁运动；金属运动的线速度愈小，那么在转弯时金属脱离型壁的惯性力愈小。为了减小线速度，必须增大内浇口的截面积。
众所周知，涡流是压铸件产生缺陷的主要原因之一。在很多情况下，涡流相当严重，以致于简单的小零件也很难充填成型。
在金属液充填铸型过程中，形成涡流的原因大致有以下几类：
(1) 在铸造扁平零件时，按照喷射充填理论充填铸型。
(2) 金属流的方向与型壁或型芯垂直，发生正面冲击。
(3) 两股金属流相遇。
(4) 在充填型腔时，金属流急剧转弯。
对于第三种情况（两股金属流相遇），可以应用合理的浇注系统来消除或减少涡流。对于第四种情况（急剧转弯）是难以调整的，特别是那些具有深的交叉成垂直壁的型腔，设计时应尽量减少这种影响。
上面已经指出，我们可以通过浇注系统来调节与控制金属流入铸型的情况，减少或消除涡流。但是，充填的好坏，涡流是否产生，在很大程度上还取决于铸件的形状。例如，对于铸造不同宽度的铸件，金属从最窄的一边导入是比较合理的。但是，当金属流有急剧转弯时，应使金属从宽的一边导入，并使浇口宽度与铸件宽度相同，这样才能使金属流在转弯时不脱离型壁，因而不会产生涡流。
2.4.6 半固态压铸的金属流动特点
半固态压铸是在液态金属凝固时，进行强烈的搅拌，并在一定的冷却速度下获得50%左右甚至更高的固体组分的浆料，并将这些浆料进行压铸的方法。
半固态压铸方法通常有如下三种：
(1) 流变铸造法（Theoforming）是在金属液从液相到固相的冷却过程中进行强烈搅拌，并将半固态的金属浆料直接压射到型腔形成铸件的方法。
(2) 触变铸造法（Thixocast）是将经强烈搅拌制成的半固态浆料预先制成一定大小的锭块，需要时再重新加热到半固态温度，然后送入压室进行压铸。
(3) 射铸成型（Thixmolding or Injection Bolding）这种工艺方法不需要搅拌，而是将金属液直接从进料器加入，逐步冷却后将半固态浆液射入型腔。
前两种办法的核心是搅拌。搅拌的方法有机械及电磁搅拌以及S.I.M.A技术即应变诱导熔化活化，将合金坯料或棒料（通常截面积较小）在冷加工到一定应变值后，在加热到半固态区就可获得球状结构。
1. 变温非稳态行为半固态金属的流动特性：从牛顿流体过渡到假塑性流体，再到宾汉流体。当金属液中固态金属的组分大于0.05～0.1时，其流变型即呈现为非牛顿流体型。在更高的固体组分（0.5～0.6）时，浆料呈现非线性粘塑性，具有宾汉流体的特征。
合金成分、半固态金属的制造条件、固体相的形状与大小、固相组分的数量对流变性能都有影响，其中固相组分的数量对流变性能的影响最大。
半固态金属的表观粘度是衡量流变性能的指标。
由于半固态金属浆料中的固相率主要由半固态金属的温度决定，因此，在实际应用中，温度的控制非常重要。
剪切应变率使半固态金属发生变形，对表观粘度也有很大影响。
当切变速率很小或等于零时，半固态金属的粘度很高，可以象固体一样夹持、搬运；而当其受到较高的剪切应力、产生较大的切变速率时，粘度迅速降低，变得与流体一样很容易成形，即粘度随剪切率的增加而减小。
冷却速度越小，半固态金属的粘度越小。
凝固时晶粒形态对流变性能有很大影响。对于初晶为树枝状的半固态合金，固相率达到0.3左右就无法流动。而初晶形状为近乎半圆形的半固态合金，即使固相率超过0.5，也还有流动性。
制造半固态浆料时，搅拌速度、冷却速度、固相组分对非树枝结构的生成具有如图2-17所示的影响。
a)
b)
压铸工艺流程图示资料
一、压铸(BODY)工艺流程图示 1，压铸机调试 2，压铸模安装4，模具预热、涂料7，合型（合模） 10浇注压射 11，保压12，开模、抽芯取件 14，清理（整修） 17，终检验3，压铸模设计与制造 5，涂料配制 6，模具清理8，合金熔炼保温 9，嵌件准备 13，表面质量检查 15，时效处理16，铸件浸渗、喷丸处理
二、压射压力 P3 P4 压力 P2 P1 P2 P1 T1 t2 t3 t4 保压时间 升压充填增压 注：t1 金属液在压室中未承受压力的时间；P1为一级（慢速）t2 金属液于压室中在压射冲头的作用下，通过内浇口充填型腔的时间；P2为二级（快速） t3 充填刚刚结束时的舜间；P3为三级（增压） t4 最终静压力；P4为补充压实铸件 4P y P b= Лd2 式中：P b 比压（Mpa）; Py 机器的压射力（N）； （压射力=压射缸直径×蓄压器压射时间最小压力） d 压室（冲头）直径（MM） 选择比压考虑的的主要因素 上海旭东压铸技术咨询培训资料压铸工艺参数 比压 因素选择条件 高低
壁厚薄壁厚壁压铸件结构形状复杂简单 工艺性差些好些 结晶温度范围大小压铸合金特性流动性差好 密度大小 比强度大小 阻力大小浇注系统散热速度快慢 公布合理不太合理排溢系统截面积大小 内浇口速度快慢 温度合金与压铸模具温度大小压铸各种合金常用比压表（Mpa） 铸件壁厚≤3(mm) 铸件壁厚>3(mm)合金结构简单结构复杂结构简单结构复杂 锌合金20-30 30-40 40-50 50-60 铝硅、铝铜合金25-35 35-45 45-60 60-70 铝、镁合金30-40 40-50 50-65 65-75 镁合金30-40 40-50 50-65 65-80 铜合金40-50 50-60 60-70 70-80 压力损失折算系数K 直浇道导入口截面F1，K值 与内浇铸口截面F2之比>1 =1 <1 立式冷室压铸机0.66-0.70 0.72-0.74 0.76-0.78 卧式冷室压铸机0.88 压射速度 浇注金属液量占压室容积百分数(%) 压射速度(cm/s) ≤30 30-40 30-60 20-30 >60 10-20
压铸工艺流程图示
上海旭东压铸技术咨询培训资料 压铸工艺参数 一、压铸工艺流程图示 2，压铸模安装 17，终检验 5，涂料配制
上海旭东压铸技术咨询培训资料压铸工艺参数 二、压射压力 注：t1 金属液在压室中未承受压力的时间；P1为一级（慢速）t2 金属液于压室中在压射冲头的作用下，通过内浇口充填型腔的时间；P2为二级（快速） t3 充填刚刚结束时的舜间；P3为三级（增压） t4 最终静压力；P4为补充压实铸件 4P y P b= Лd2 式中：P b 比压（Mpa）; Py 机器的压射力（N）； （压射力=压射缸直径×蓄压器压射时间最小压力） d 压室（冲头）直径（MM） 选择比压考虑的的主要因素 上海旭东压铸技术咨询培训资料压铸工艺参数
比压 因素选择条件 高低 壁厚薄壁厚壁压铸件结构形状复杂简单 工艺性差些好些 结晶温度范围大小压铸合金特性流动性差好 密度大小 比强度大小 阻力大小浇注系统散热速度快慢 公布合理不太合理排溢系统截面积大小 内浇口速度快慢 温度合金与压铸模具温度大小 ●压铸各种合金常用比压表（Mpa） 铸件壁厚≤3(mm) 铸件壁厚>3(mm)合金结构简单结构复杂结构简单结构复杂 锌合金20-30 30-40 40-50 50-60 铝硅、铝铜合金25-35 35-45 45-60 60-70 铝、镁合金30-40 40-50 50-65 65-75 镁合金30-40 40-50 50-65 65-80 铜合金40-50 50-60 60-70 70-80 ●压力损失折算系数K 直浇道导入口截面F1， K值与内浇铸口截面F2之比>1 =1 <1 立式冷室压铸机 0.66-0.70 0.72-0.74 0.76-0.78 卧式冷室压铸机0.88
压铸工艺原理和过程
压铸工艺过程 压铸工艺过程是由压铸机来完成的。压铸机相据压室的工作条件分为热压室压铸机和冷压多压铸机两大类，而冷压常压铸机又根据压室的布置形式分为卧式和立式两类。各种压铸机的压铸基本过程都为合模、压射、增压、持压、开模。图1-1所示为热压室帐铸机压铸过程，图1-2所示为卧式冷压室压铸机压铸过程。图1-3所示为立式冷压室压铸机压铸过程，图1-4所示为升举压室压铸机压铸过程。
二、压铸工艺原理 从本质上来说，压铸过程与其他各种铸造过程一样都是液态合金的流动与传热过程和凝固过程，也就是动量传递、质量传递和能量传递过怪及相变过程，都是基本物理过程。都遵循自然界中关于物质运动的动量守恒原理、质量守恒原理和能量守恒原理及相变原理。所以压铸过程中液态合金的流动与传热问题和凝固问题也都可以由建立在动量守恒、质量守恒和能量守恒定律基础上的动量方程、连续方程、能量方程及相变(凝固)理论来描述。但是，压铸过科又有其特殊之处，这就是压铸过程是在高压、高速条件下进行的，使得液态合金充填型腔时的形态与其他铸造方法的充填形态具有很大的差别，因而理解压力和速度在压铸过程中的作用和变化，对液态合金流动(充填)形态的影响是必要的。
压铸压力和压铸速度 1、压铸压力 压铸压力是压铸工艺中主要参数之一。通常用压射力和压射比压来表示。 (1)压射力 压射力可分为充填压射力和增压压射力。 充填压射力指充填过程中的压射力，其值由式(1-1)进行计算，即 F y=p g A D （（1-1） 式中F y—充填压射力，kN； Pg —压铸机液压系统的管路工作压力，kPa； A D—压铸机压射缸活塞截面积，m2 增压压射力则是指增压阶段原压射力，其值由式（1-2）进行讲算，即 F yz=p gz A D(1-2) 式中Fyz—增压压射力，kN； Pgz—压铸机压射缸内增压后的液压压力，kPa （2）压射比压 压射比压是指压室内与压射冲头接触的金属液在单位面积上所受到的压力压力射比压和增压比压。 充填时的比压称为压射比压。压射比压的计算为 Ph=Fy/Ac (1-3) 式中Ph—压射比压，kPa; Fy—充填压射力，KN
压铸机的基本构造与成型原理
壓鑄机的基本构造与成型原理 壓鑄工業源于十九世紀三十年代的美國，至二十世紀初鋁合金鑄造已成為商業所應用，壓鑄工業目前已發展成為多种合金進行壓鑄的行業，包括鋁合金、鋅合金、鎂合金和銅合金的鑄件。在一些地方，也在詴驗黑色金屬壓鑄。壓鑄件產品中占最大比重的是鋁合金鑄件，占30%--50%；其次為鋅合金鑄件；銅合金鑄件只占壓鑄件總產量的1%--2%。應用最多的是汽車、拖拉机制造工業；其次是儀表制造和電子儀器工業；此外還有農業机械、國防工業、計算机、醫療机械制造業中，壓力鑄造也用得較多。用壓鑄方法生產最大鋁合金鑄件重量可達50KG，鑄件最大直徑2米，最輕的壓鑄件只有几克。用壓鑄生產的零件有發動机气缸体、气缸蓋、變速箱、發動机罩、儀表和照相机的殼体和支架、管接頭、齒輪等。 第一章壓鑄的基本概念 一、壓鑄的定義 壓鑄根据其發展過程，各個時期的定義有所不同，目前壓鑄行業普遍接受的壓鑄定義為：在高壓下，將熔融金屬壓入精密的金屬模具內，在短時間內獲得高精度且良好鑄造表面的鑄件，這其中包含了下述的几個要素： 1.制成精密的金屬壓鑄模具； 2.配以可以開閉模具和可以壓入金屬溶液的裝置； 3.將鋁液以高壓方式壓入封閉的模具內； 4.冷卻后將模具打開； 5.可將鑄件從模具型腔內自動頂出的裝置； 6.反复進行上述過程動作且大批量生產。 二、壓鑄工藝過程 壓鑄工藝流程可用下圖來簡略地表示： 三、壓鑄的特點 (一)与其它鑄造方法相比，壓力鑄造有以下几方面优點： 1.鑄件的尺寸精度高，尺寸偏差小后續加工少； 2.表面光滑，可獲得良好的光洁度； 3.可以壓鑄形狀复雜的薄壁鑄件；
4.在壓鑄中可嵌鑄其它材料(如電熱管)的零件； 5.設計自由度大，可降低后續加工費用； 6.具有高的生產率，過程易于自動化，一般冷壓室壓鑄机平均每班可壓鑄600~700模次，我們公司201PH机种最高記錄為1692模此/班2人。 (二)壓鑄的主要特點： 1.壓鑄時由于液体金屬在腔內的流動速度极高，液流會包住大量空气，最后以气孔形式留在鑄件中，所以用一般壓鑄方法得到的鑄件不能進行較多余量的机械加工。但鑄孔并不是不可以改善，通過改進模具設計、成型工藝，可大幅度減少鑄孔的產生。 2.對內凹复雜的鑄件，壓鑄最為困難； 3.高熔點合金(如銅、黑色金屬)壓鑄時壓鑄模具壽命低； 4.不宜小批量生產，因壓鑄模具制造成本高，壓鑄机生產效率高，小批量生產經濟上不合理。 第二章壓鑄机的基本构造 一、壓鑄机的种類 壓鑄机一般分為熱壓室壓鑄机和冷壓室壓鑄机兩大類。冷壓室壓鑄机按其壓室結构和布置方式分為臥式壓鑄机和立式壓鑄机兩种，臥式壓鑄机液体金屬進入型腔流程壓力損失小，有利于傳遞最終壓力，便于提高比壓，故使用最廣。 二、這里介紹的是我們公司選用的臥式冷室壓鑄机的結构。 壓鑄机主要有開合模結构，壓射結构，動力系統和控制系統等組成。 (一)合模机构： 開合模及鎖模机构統稱為合模机构，是帶動壓鑄模的活動模部分進行壓鑄的開合机构。推動活動模合模的力稱為合模力。由于充填時壓力的作用，合攏的壓鑄模仍有被脹開的可能，故合模机构有鎖緊壓鑄模的作用，鎖緊壓鑄模的力稱為鎖模力，一般鎖模力等于或小于壓鑄机額定合模力的85%，開模力為鎖模力的1/8—1/16，隨机种而异。 合模机构的傳動形式包括動力式(即全液壓式)和机械式兩种。而机械式又分為曲肘式、斜模式和混合式三种，我們公司壓鑄机采用得是曲肘式。此机构由三塊座板組成，并且用四根導柱將其串聯起來，中間是活動模板，由合模缸的活塞杆經過曲肘机构來帶動，動作過程如下：當液壓軸進入合模缸時，推動合模活塞帶動連杆，使三角形鉸鏈擺動。通過力臂將力傳給動模，產生合模動作，要求活動模和固定模閉合時成一直線，亦稱為“死點”，即利用這個“死點”進行鎖模。 (1)合模力大，曲肘連杆系統可將合模缸推力放大16—26倍，這樣合模缸直徑可大大減小，同時高壓油的耗量也顯著減少。 (2)運動特性好合模速度快，在合模中曲肘离“死點”越近，動模移動速度越慢，使活動模与固定模緩慢閉合；同樣在剛開模時，動模運動速度也慢，這利于防止開模時將產品拉裂，也有利于頂出鑄件。 (3)合模机构剛性大。 (4)控制系統簡單 曲肘合模机构缺點是對曲肘系統的轉軸和軸套材料，加工精度和潤滑要求高。 (二)壓射机构 壓射机构是實現壓鑄工藝的關鍵部分，它的結构性能決定了壓鑄過程中的壓射速度、增壓時間等主要參數。
铝合金压铸工艺
压铸产品基本工艺流程 压铸工艺是将压铸机、压铸模和合金三大要素有机地组合而加以综合运用的过程。而压铸时金属按填充型腔的过程，是将压力、速度、温度以及时间等工艺因素得到统一的过程。模具结构设计、热处理工艺、模具制造及模具装配对铝合金压铸模寿命的影响。 压铸工艺流程图示 压铸工艺原理是利用高压将金属液高速压入一精密金属模具型腔内，金属液在压力作用下冷却凝固而形成铸件。 冷、热室压铸是压铸工艺的两种基本方式，其原理如图1-1所示。冷室压铸中金属液由手工或自动浇注装置浇入压室内，然后压射冲头前进，将金属液压入型腔。在热室压铸工艺中，压室垂直于坩埚内，金属液通过压室上的进料口自动流入压室。压射冲头向下运动，推动金属液通过鹅颈管进入型腔。金属液凝固后，压铸模具打开，取出铸件，完成一个压铸循环。 压铸工艺的特点 优点 （1） 可以制造形状复杂、轮廓清晰、薄壁深腔的金属零件。。压铸件的尺寸精度较 高，表面粗糙度达—，互换性好。
（2）材料利用率高。由于压铸件的精度较高，只需经过少量机械加工即可装配使用，有的压铸件可直接装配使用。生产效率高。由于高速充型，充型时间短，金属 业凝固迅速，压铸作业循环速度快。方便使用镶嵌件。 （3）缺点 （1）由于高速填充，快速冷却，型腔中气体来不及排出，致使压铸件常有气孔及氧化夹杂物存在，从而降低了压铸件质量。不能进行热处理。 （2）压铸机和压铸模费用昂贵，不适合小批量生产。 （3）压铸件尺寸受到限制。压铸合金种类受到限制。主要用来压铸锌合金、铝合金、镁合金及铜合金。 1.13压铸工艺的应用范围 压铸生产效率高，能压铸形状复杂、尺寸精确、轮廓清晰、表面质量及强度、硬度都较高的压铸件，故应用较广，发展较快。目前，铝合金压铸件产量较多，其次为锌合金压铸件。 第二章压铸合金 压铸合金 压铸合金是压铸生产的要素之一，要生产优良的压铸件，除了要有合理的零件构造、设计完善的压铸模和工艺性能优越的压铸机外，还需要有性能良好的合金。压铸件的断面厚度取决于它承受的应力和合金材料本身的强度，具有较高强度是压铸合金的优点之一。选用压铸合金时，应充分考虑其使用性能、工艺性能、使用场合、生产条件和经济性等多种因素。 各类压铸铝合金 Al-Si 合金 由于Al-Si合金具有结晶温度间隔小、合金中硅相有很大的凝固潜热和较大的比热容、线收缩系数也比较小等特点，因此其铸造性能一般要比其他铝合金为好，其充型能力也较好，热裂、缩松倾向也都比较小。Al-Si合金是目前应用最为广泛的压铸铝合金。 Al-Mg 合金
压铸操作工艺流程
班前准备事项一 1压铸工上班必须按规定穿戴劳保用品，包括：工作服、工作鞋、工作帽，严禁穿背心、短裤、赤膊。 2压铸工必须提前20 分钟到岗，进行上岗前准备，包括：查看交接班记录 查看上个班次本班及其它班产品质量情况 每班交接班前提前15 分钟。检查机床、模具状态是否正常。压铸操作规范二 生产准备验证: 生产前必须按《生产准备作业验证》进行验证，其中工艺验证包括：核对现场实际工艺和工艺卡是否一致；将没有输入的工艺逐项输入并核对。 压铸操作规范三 1机床启动。 2启动机床前，必须全面检查机床确保机床处于正常状态。 3启动机床前，手动润滑后再开机。 4点动启动机床并观察机床运转情况，如有异常立即停机。 5机床启动后，应开冷却水，以防油温升高。 6机床发生故障或报警信号响起，应立即查看原因后报修，严禁机床带病工作。 压铸操作工艺流程作步骤四 模具安装f调试T清理预热模具f喷刷涂料f合模f涂料准备f 涂料配制 f 压铸 f 冷却与凝固 f 开模 f 顶出铸件f质量检验T成
品T废品f合金熔化 一、模具安装 模具安装前，压铸工必须全面了解模具结构状况，包括： 1模具有无抽芯；动模抽芯，还是静模抽芯；滑块抽芯，还是液压抽芯。 2是否需要安装复位杆。 3浇口套大小，溶杯大小，结合尺寸是否一致。 5 是否中心浇口。 6 顶棒位置、大小、长短是否合适。 二、操作规范 1根据模具情况更换熔杯冲头，必要时调节压射升降机构。 2检查动静模板，确保表面无异物、无高点。 3正确安装吊具，在确定安全的情况下起吊，并确保模具进入机床前无摇动，以免撞伤机床。 4根据模具情况，正确安装模具。特别注意，带有液压抽芯的模具，必须将机床相对应抽芯状态调到“选择”并且抽芯在动模的，要调到“锁模前”插芯；抽芯在静模的，要调到“锁模后”插芯状态。 5压紧模具，接好油管及冷却水管完成模具安装。 三、模具调试 1安装完毕后进行模具调试，装有抽芯器的先调试抽芯器，调试时必须注意。
铸造工艺流程介绍
铸造生产的工艺流程 铸造生产是一个复杂的多工序组合的工艺过程，它包括以下主要工序： 1）生产工艺准备，根据要生产的零件图、生产批量和交货期限，制定生产工艺方案和工艺文件，绘制铸造工艺图； 2）生产准备，包括准备熔化用材料、造型制芯用材料和模样、芯盒、砂箱等工艺装备； 3）造型与制芯； 4）熔化与浇注； 5）落砂清理与铸件检验等主要工序。 成形原理 铸造生产是将金属加热熔化，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的铸型型腔中，在重力或外力（压力、离心力、电磁力等）的作用下充满型腔，冷却并凝固成铸件（或零件）的一种金属成形方法。
图1 铸造成形过程 铸件一般作为毛坯经切削加工成为零件。但也有许多铸件无需切削加工就能满足零件的设计精度和表面粗糙度要求，直接作为零件使用。 型砂的性能及组成 1、型砂的性能 型砂（含芯砂）的主要性能要求有强度、透气性、耐火度、退让性、流动性、紧实率和溃散性等。 2、型砂的组成 型砂由原砂、粘接剂和附加物组成。铸造用原砂要求含泥量少、颗粒均匀、形状为圆形和多角形的海砂、河砂或山砂等。铸造用粘接剂有粘土（普通粘土和膨润土）、水玻璃砂、树脂、合脂油和植物油等，分别称为粘土砂，水玻璃砂、树脂砂、合脂油砂和植物油砂等。为了进一步提高型（芯）砂的某些性能，往往要在型（芯）砂中加入一些附加物，如煤份、锯末、纸浆等。型砂结构，如图2所示。
图2 型砂结构示意图 工艺特点 铸造是生产零件毛坯的主要方法之一，尤其对于有些脆性金属或合金材料（如各种铸铁件、有色合金铸件等）的零件毛坯，铸造几乎是唯一的加工方法。与其它加工方法相比，铸造工艺具有以下特点：1）铸件可以不受金属材料、尺寸大小和重量的限制。铸件材料可以是各种铸铁、铸钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金、锌合金和各种特殊合金材料；铸件可以小至几克，大到数百吨；铸件壁厚可以从0．5毫米到1米左右；铸件长度可以从几毫米到十几米。 2）铸造可以生产各种形状复杂的毛坯，特别适用于生产具有复杂内腔的零件毛坯，如各种箱体、缸体、叶片、叶轮等。 3）铸件的形状和大小可以与零件很接近，既节约金属材料，又省切削加工工时。 4）铸件一般使用的原材料来源广、铸件成本低。 5）铸造工艺灵活，生产率高，既可以手工生产，也可以机械化生产。 铸件的手工造型 手工造型的主要方法 砂型铸造分为手工造型（制芯）和机器造型（制芯）。手工造型是指造型和制芯的主要工作均由手工
压铸工艺流程图示
压铸(BODY)工艺流程图示 i，压铸机调试 2，压铸模安装呻3，压铸模设计与制造 斗8，合金熔炼保温6，模具清理—7,合型(合模) 9,嵌件准备 12,开模、抽芯取件 13，表面质量检查 > 16,铸件浸渗、喷丸处理
d 压室（冲头）直径（MM ） 1、压射压力 注：t1 ------ 金属液在压室中未承受压力的时间； P1为一级（慢速） t2 ----- 金属液于压室中在压射冲头的作用下， 通过内浇口充填型腔的 时间；P2为二级（快速） t3 ------ 充填刚刚结束时的舜间； P3为三级（增压） t4 ------ 最终静压力；P4为补充压实铸件 4P y P b = 刃d 2 式中：Pb ------ 比压（Mpa ） ; Py --------- 机器的压射力（N ）； （压射力=压射缸直径x 蓄压器压射时间最小压力）
选择比压考虑的的主要因素 艺参数 压铸各种合金常用比压表( Mpa) 压力损失折算系数K
压射速度 浇注金属液量占压室容积百分数 (%) 压射速度(cm/s) < 30 30-40 30-60 20-30 >60 10-20 高压速度计算公式 V Vh= ----------- 2__ 1/4 刃 dT x [1+(n-1) x 0.1] 压铸合金 铸件壁厚v 2.5MM 铸件壁厚〉2,5?6MM 锌合金 1?2 3?7 铝合金 1?2 3?8 镁合金 1?2 3?8 铜合金 2?3 5?10 式中: o CM/S);
留模时间 浇注温度 ②含铝的锌合金温度不宜超过不去450C，否则结晶粗大。 压铸模温度 T m= 3 式中：Tm -------------------- 压铸模所需的工作温度（C）； Th ------- 合金浇注温度（C）； △ t ----- 温度控制公差（一般为25C）
压铸机的工作原理与本体结构
第2章压铸设备 2.1 压铸机的工作原理与分类 2.1.1 压铸成型特点 熔融合金在高压、高速条件下充型，并在高压下冷却凝固成型的一种精密铸造方法。 压铸特点： ①压铸件尺寸精度和表面质量高； ②压铸件表层组织致密，硬度和强度较高，表层较耐磨。 ③可采用镶铸法简化装配和制造工艺； ④生产率高，易实现机械化和自动化； ⑤由于压铸速度极快，型腔气体难于完全排除，厚壁难以补缩，使压铸件易出现气孔和缩松； ⑥压铸模具结构复杂、材料及加工的要求高。 2.1.2 压铸机的分类、型号 1．分类 按熔炼炉设置、压射装置、锁模装置布局等。 热压室压铸机 卧式冷压室压铸机 立式冷压室压铸机 全立式冷压室压铸机 2．型号 J1113B J表示金属性铸造设备；第一位数字表示所属列，共有两列，“1”为冷压室，“2”为热压室；第二位数字表示所属“组”，共有9组，“1”表示卧式，“5”表示立式；第二位数字后数字表示锁模力的1/100kN;型号后的字母表示第几次改型设计。 2.1.3 压铸机的工作原理 2.1. 3.1 热压室压铸机
热压室压铸机工作原理图 1-动模；2-定模；3-喷嘴；4-压射冲头；5-压室；6-坩埚 a-压室通道；b-鹅颈嘴；c-鹅颈通道 压射部分与金属熔化部分连为一体，并浸在金属液中。鹅颈嘴b的高度应比坩埚内金属液最高液面略高，使金属液不致自行流入模腔。 模具闭合。压射时，冲头向下封住通道a时，压室、鹅颈通道、模腔构成密闭系统。冲头以一定的推力和速度将金属液压入模腔，充满型腔并保压适当时间后，冲头提升复位。 2.1. 3.2 立式冷压室压铸机 锁模部分呈水平设置，负责模具的开、合及压铸件的顶出。压射部分呈垂直设置，压室与金属熔炉分开。压铸时，模具闭合，舀取一定金属液倒入压室，反料冲头应上升堵住浇道b，以防金属液自行流入模腔。当压射冲头下降接触金属液时，返料冲头随压射冲头下移，使压射室与模具浇道相通，金属液迅速充满模腔a 。冷却后，压射冲头上升复位，反料冲头往上移动，切断余料e并将其顶出压室，接着开模顶出压铸件。 立式冷压室压铸机工作原理图 a)合模；b)压射；c)开模、取件 1-动模；2-定模；3-压射冲头；4-压室；5-反料冲头 a-模腔；b-浇道；c-金属液；d-压铸件；e-余料 2.1. 3.3 卧式冷压室压铸机 压室与熔炉分开设置，压室水平布置，并可从锁模中心向下偏移一定距离。 压铸时，金属液c注入压室→冲头向前压射→金属液经内浇道a压射入模腔b→保压冷却→开模，同时，冲头继续前推，将余料e推出压室，让余料随动模1移动，压射冲头复位。动模开模结束、顶出压铸件d，再合模。
(工艺流程)压铸工艺流程图示
一、压铸工艺流程图示
二、压射压力 注：t1 金属液在压室中未承受压力的时间；P1为一级（慢速） t2 金属液于压室中在压射冲头的作用下，通过内浇口充填型腔的时间；P2为二级（快速） t3 充填刚刚结束时的舜间；P3为三级（增压） t4 最终静压力；P4为补充压实铸件 4P y P b= Лd2 式中：P b 比压（Mpa）; Py 机器的压射力（N）； （压射力=压射缸直径×蓄压器压射时间最小压力） d 压室（冲头）直径（MM） 选择比压考虑的的主要因素
比压 因素选择条件 高低 壁厚薄壁厚壁压铸件结构形状复杂简单 工艺性差些好些 结晶温度范围大小压铸合金特性流动性差好 密度大小 比强度大小 阻力大小浇注系统散热速度快慢 公布合理不太合理排溢系统截面积大小 内浇口速度快慢 温度合金与压铸模具温度大小 ●压铸各种合金常用比压表（Mpa） 铸件壁厚≤3(mm) 铸件壁厚>3(mm)合金结构简单结构复杂结构简单结构复杂 锌合金20-30 30-40 40-50 50-60 铝硅、铝铜合金25-35 35-45 45-60 60-70 铝、镁合金30-40 40-50 50-65 65-75 镁合金30-40 40-50 50-65 65-80 铜合金40-50 50-60 60-70 70-80 ●压力损失折算系数K 直浇道导入口截面F1，K值与内浇铸口截面F2之比>1 =1 <1 立式冷室压铸机0.66-0.70 0.72-0.74 0.76-0.78 卧式冷室压铸机0.88
上海旭东压铸技术咨询培训资料压铸工艺参数 ●压射速度 浇注金属液量占压室容积百分数(%) 压射速度(cm/s) ≤30 30-40 30-60 20-30 >60 10-20 ●高压速度计算公式： V Vh= ×[1+(n-1)×0.1] 1/4Лd2T 式中：Vh 高速压射速度（CM/S）； V 型腔容积（CM3）； N 型腔数； D 冲头直径（CM）； T 适当的充填时间。 ●持压时间 压铸合金铸件壁厚＜2.5MM 铸件壁厚＞2,5～6MM 锌合金1～2 3～7 铝合金1～2 3～8 镁合金1～2 3～8 铜合金2～3 5～10
压铸工艺流程图示
一、压铸(BODY)工艺流程图示
二、压射压力 注：t1 金属液在压室中未承受压力的时间；P1为一级（慢速）t2 金属液于压室中在压射冲头的作用下，通过内浇口充填型腔的时间；P2为二级（快速） t3 充填刚刚结束时的舜间；P3为三级（增压） t4 最终静压力；P4为补充压实铸件 4P y P b= Лd2 式中：P b 比压（Mpa）; Py 机器的压射力（N）； （压射力=压射缸直径×蓄压器压射时间最小压力） d 压室（冲头）直径（MM）
●选择比压考虑的的主要因素 上海旭东压铸技术咨询培训资料压铸工艺参数 比压 因素选择条件 高低 壁厚薄壁厚壁压铸件结构形状复杂简单 工艺性差些好些 结晶温度范围大小压铸合金特性流动性差好 密度大小 比强度大小 阻力大小浇注系统散热速度快慢 公布合理不太合理排溢系统截面积大小 内浇口速度快慢 温度合金与压铸模具温度大小 ●压铸各种合金常用比压表（Mpa） 铸件壁厚≤3(mm) 铸件壁厚>3(mm)合金结构简单结构复杂结构简单结构复杂 锌合金20-30 30-40 40-50 50-60 铝硅、铝铜合金25-35 35-45 45-60 60-70 铝、镁合金30-40 40-50 50-65 65-75 镁合金30-40 40-50 50-65 65-80 铜合金40-50 50-60 60-70 70-80 ●压力损失折算系数K 直浇道导入口截面F1，K值 与内浇铸口截面F2之比>1 =1 <1 立式冷室压铸机0.66-0.70 0.72-0.74 0.76-0.78 卧式冷室压铸机0.88
●压射速度 浇注金属液量占压室容积百分数(%) 压射速度(cm/s) ≤30 30-40 30-60 20-30 >60 10-20 ●高压速度计算公式： V Vh= ×[1+(n-1)×0.1] 1/4Лd2T 式中：Vh 高速压射速度（CM/S）； V 型腔容积（CM3）； N 型腔数； D 冲头直径（CM）； T 适当的充填时间。 ●持压时间 压铸合金铸件壁厚＜2.5MM 铸件壁厚＞2,5～6MM 锌合金1～2 3～7 铝合金1～2 3～8 镁合金1～2 3～8 铜合金2～3 5～10
压铸机的工作原理与本体结构
第2章压铸设备 2.1压铸机的工作原理与分类 2.1.1压铸成型特点熔融合金在高压、高速条件下充型，并在高压下冷却凝固成型的一种精密铸造方法。压铸特点： ①压铸件尺寸精度和表面质量高； ②压铸件表层组织致密，硬度和强度较高，表层较耐磨。 ③可采用镶铸法简化装配和制造工艺； ④生产率高，易实现机械化和自动化； ⑤由于压铸速度极快，型腔气体难于完全排除，厚壁难以补缩，使压铸件易出现气孔和缩松； ⑥压铸模具结构复杂、材料及加工的要求高。 2.1.2压铸机的分类、型号 1 .分类 按熔炼炉设置、压射装置、锁模装置布局等。 热压室压铸机卧式冷压室压铸机立式冷压室压铸机全立式冷压室压铸机 2 .型号 J1113B J表示金属性铸造设备；第一位数字表示所属列，共有两列，“1”为冷压室， 字表示所属“组”，共有9组，“1 ”表示卧式，“ 5 ”表示立式；第二位数字后数字表示锁模力的型号后的字母表示第几次改型设计。 2.1.3 压铸机的工作原理 2.1. 3.1 热压室压铸机 热压室压铸机工作原理图 2 ”为热压室；第二位数 1/100kN;
1-动模；2-定模；3-喷嘴；4-压射冲头；5-压室；6-坩埚 a-压室通道；b-鹅颈嘴；c-鹅颈通道 压射部分与金属熔化部分连为一体，并浸在金属液中。鹅颈嘴b的高度应比坩埚内金属液最高液面略高， 使金属液不致自行流入模腔。 模具闭合。压射时，冲头向下封住通道a时，压室、鹅颈通道、模腔构成密闭系统。冲头以一定的推力和 速度将金属液压入模腔，充满型腔并保压适当时间后，冲头提升复位。 2.1. 3.2 立式冷压室压铸机 锁模部分呈水平设置，负责模具的开、合及压铸件的顶出。压射部分呈垂直设置，压室与金属熔炉分开。 压铸时，模具闭合，舀取一定金属液倒入压室，反料冲头应上升堵住浇道b，以防金属液自行流入模腔。 当压射冲头下降接触金属液时，返料冲头随压射冲头下移，使压射室与模具浇道相通，金属液迅速充满模腔a。冷却后，压射冲头上升复位，反料冲头往上移动，切断余料e并将其顶出压室，接着开模顶出压铸 件。 立式冷压室压铸机工作原理图 a）合模；b）压射；c）开模、取件 1-动模；2-定模；3-压射冲头；4-压室；5-反料冲头 a-模腔；b-浇道；c-金属液；d-压铸件；e-余料 2.1. 3.3 卧式冷压室压铸机 压室与熔炉分开设置，压室水平布置，并可从锁模中心向下偏移一定距离。 压铸时，金属液c注入压室T冲头向前压射T金属液经内浇道a压射入模腔b T保压冷却T开模，同时， 冲头继续前推，将余料e推出压室，让余料随动模1移动，压射冲头复位。动模开模结束、顶出压铸件d , 再合模。 卧式冷压室压铸机工作原理图 a）合模；b）压射；c）开模、取件 1-动模；2-定模；3-压室；4-压射冲头； a-内浇道；b-模腔；c-金属液；d-压铸件；e-余料 2.1. 3.4 全立式冷压室压铸机 （1 ）压射冲头上压式压铸机
生产工艺流程图和铸造工艺流程
生产工艺流程图 铸造生产的工艺流程 铸造生产是一个复杂的多工序组合的工艺过程，它包括以下主要工序： 1）生产工艺准备，根据要生产的零件图、生产批量和交货期限，制定生产工艺方案和工艺文件，绘制铸造工艺图； 2）生产准备，包括准备熔化用材料、造型制芯用材料和模样、芯盒、砂箱等工艺装备；3）造型与制芯； 4）熔化与浇注； 成形原理 铸造生产是将金属加热熔化，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的铸型型腔中，在重力或外力（压力、离心力、电磁力等）的作用下充满型腔，冷却并凝固成铸件（或零件）的一种金属成形方法。 图1 铸造成形过程 铸件一般作为毛坯经切削加工成为零件。但也有许多铸件无需切削加工就能满足零件的设计精度和表面粗糙度要求，直接作为零件使用。 型砂的性能及组成 1、型砂的性能 型砂（含芯砂）的主要性能要求有强度、透气性、耐火度、退让性、流动性、紧实率和溃散性等。 2、型砂的组成
型砂由原砂、粘接剂和附加物组成。铸造用原砂要求含泥量少、颗粒均匀、形状为圆形和多角形的海砂、河砂或山砂等。铸造用粘接剂有粘土（普通粘土和膨润土）、水玻璃砂、树脂、合脂油和植物油等，分别称为粘土砂，水玻璃砂、树脂砂、合脂油砂和植物油砂等。为了进一步提高型（芯）砂的某些性能，往往要在型（芯）砂中加入一些附加物，如煤份、锯末、纸浆等。型砂结构，如图2所示。 图2 型砂结构示意图 工艺特点 铸造是生产零件毛坯的主要方法之一，尤其对于有些脆性金属或合金材料（如各种铸铁件、有色合金铸件等）的零件毛坯，铸造几乎是唯一的加工方法。与其它加工方法相比，铸造工艺具有以下特点： 1）铸件可以不受金属材料、尺寸大小和重量的限制。铸件材料可以是各种铸铁、铸钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金、锌合金和各种特殊合金材料；铸件可以小至几克，大到数百吨；铸件壁厚可以从0．5毫米到1米左右；铸件长度可以从几毫米到十几米。 2）铸造可以生产各种形状复杂的毛坯，特别适用于生产具有复杂内腔的零件毛坯，如各种箱体、缸体、叶片、叶轮等。 3）铸件的形状和大小可以与零件很接近，既节约金属材料，又省切削加工工时。 4）铸件一般使用的原材料来源广、铸件成本低。 5）铸造工艺灵活，生产率高，既可以手工生产，也可以机械化生产。 铸件的手工造型 手工造型的主要方法 砂型铸造分为手工造型（制芯）和机器造型（制芯）。手工造型是指造型和制芯的主要工作均由手工完成；机器造型是指主要的造型工作，包括填砂、紧实、起模、合箱等由造型机完成。泊头铸造工量具友介绍手工造型的主要方法： 手工造型因其操作灵活、适应性强，工艺装备简单，无需造型设备等特点，被广泛应用于单件小批量生产。但手工造型生产率低，劳动强度较大。手工造型的方法很多，常用的有以下几种： 1．整模造型 对于形状简单，端部为平面且又是最大截面的铸件应采用整模造型。整模造型操作简便，造型时整个模样全部置于一个砂箱内，不会出现错箱缺陷。整模造型适用于形状简单、最大截面在端部的铸件，如齿轮坯、轴承座、罩、壳等（图2）。 图整模造型 2．分模造型 当铸件的最大截面不在铸件的端部时，为了便于造型和起模，模样要分成两半或几部分，这种造型称为分模造型。当铸件的最大截面在铸件的中间时，应采用两箱分模造型（图3），模样从最大截面处分为两半部分（用销钉定位）。造型时模样分别置于上、下砂箱中，分模面（模样与模样间的接合面）与分型面（砂型与砂型间的接合面）位置相重合。两箱分模造型广泛用于形状比较复杂的铸件生产，如水管、轴套、阀体等有孔铸件。
压铸操作工艺流程
班前准备事项一 1 压铸工上班必须按规定穿戴劳保用品，包括：工作服、工作鞋、工作帽，严禁穿背心、短裤、赤膊。 2 压铸工必须提前20分钟到岗，进行上岗前准备，包括： 查看交接班记录 查看上个班次本班及其它班产品质量情况 每班交接班前提前15分钟。检查机床、模具状态是否正常。 压铸操作规范二 生产准备验证:生产前必须按《生产准备作业验证》进行验证，其中工艺验证包括：核对现场实际工艺和工艺卡是否一致；将没有输入的工艺逐项输入并核对。 压铸操作规范三 1 机床启动。 2 启动机床前，必须全面检查机床确保机床处于正常状态。 3 启动机床前，手动润滑后再开机。 4 点动启动机床并观察机床运转情况，如有异常立即停机。 5 机床启动后，应开冷却水，以防油温升高。 6 机床发生故障或报警信号响起，应立即查看原因后报修，严禁机床带病工作。 压铸操作工艺流程作步骤四 模具安装→调试→清理预热模具→喷刷涂料→合模→涂料准备→涂料配制→压铸→冷却与凝固→开模→顶出铸件→质量检验→成品→废品→合金熔化 一、模具安装 模具安装前，压铸工必须全面了解模具结构状况，包括：
1 模具有无抽芯；动模抽芯，还是静模抽芯；滑块抽芯，还是液压抽芯。 2 是否需要安装复位杆。 3 浇口套大小，溶杯大小，结合尺寸是否一致。 5 是否中心浇口。 6 顶棒位置、大小、长短是否合适。 二、操作规范 1 根据模具情况更换熔杯冲头，必要时调节压射升降机构。 2 检查动静模板，确保表面无异物、无高点。 3 正确安装吊具，在确定安全的情况下起吊，并确保模具进入机床前无摇动，以免撞伤机 床。 4 根据模具情况，正确安装模具。特别注意，带有液压抽芯的模具，必须将机床相对应抽 芯状态调到“选择”并且抽芯在动模的，要调到“锁模前”插芯；抽芯在静模的，要调到“锁模后”插芯状态。 5 压紧模具，接好油管及冷却水管完成模具安装。 三、模具调试 1 安装完毕后进行模具调试，装有抽芯器的先调试抽芯器，调试时必须注意。 2 严禁在动模未插芯到位及静模未抽芯到位时，合模。 3 严禁在静模插芯时，开模。 4 严禁动模抽芯器芯未抽芯到位时，顶出。 5 装有拉杆的模具，必须先调试顶出行程，拉杆未复到位严禁插芯或合模。 6 调节机床开档选择合适的锁模力。 7 调节压射跟出行程，检查冲头冷却水，确保无泄漏。 四、压铸生产 1 压铸生产前，对模具型腔、顶杆、复位杆、导柱、导套、型芯、滑道等全面刷油。 2 在冷模状态下，在工艺无特除规定情况下应将机床二快和增压关闭。
压铸机原理
压铸的工作原理 一．压铸机的分类及其工作方式 压铸机的分类方法很多，按使用范围分为通用压铸机和专用压铸机；按锁模力大小分为小型机（≤4 000 kN）、中型机（4 000 kN～10 000 kN）和大型机（≥10 000 kN）；通常，主要按机器结构和压射室（以下简称压室）的位置及其工作条件加以分类，各种类型的压铸机的名称 压铸机 热室压铸机 冷室压铸机 常规热室压铸机 卧式热室压铸机 立式冷室压铸机 卧式冷室压铸机 全立式冷室压铸机 压铸机由下列各部分组成。 （1）合模机构 驱动压铸模进行合拢和开启的动作。当模具合拢后，具有足够的能力将模具锁紧，确保在压射填充的过程中模具分型面不会胀开。锁紧模具的力即称为锁模力（又称合型力），单位为千牛（kN），是表征压铸机大小的首要参数。 （2）压射机构 按规定的速度推送压室内的金属液，并有足够的能量使之流经模具内的浇道和内浇口，进而填充入模具型腔，随后保持一定的压力传递给正在凝固的金属液，直至形成压铸件为止。在压射动作全部完成后，压射冲头返回复位。 （3）液压系统 为压铸机的运行提供足够的动力和能量。 （4）电气控制系统 控制压铸机各机构的执行动作按预定程序运行。 （5）零部件及机座 所有零部件经过组合和装配，构成压铸机整体，并固定在机座上。 6）其他装置 先进的压铸机还带有参数检测、故障报警、压铸过程监控、计算机辅助的生产信息的存储、调用、打印及其管理系统等。 （7）辅助装置 根据自动化程度配备浇料、喷涂、取件等装置。
立式冷室压铸机的工作方式 立式冷室压铸机的工作方式如图5。压室7呈垂直放置，而上冲头8处于压室上方（图上方的位置），下冲头10则位于堵住喷嘴5孔口处，以免金属液浇入压室内自行流入喷嘴孔。模具的开、合动作呈水平移动，开模后，压铸件留在动模。工作步骤如下： （1）合拢模具； （2）以人工或其他方式将金属液浇入压室； （3）上冲头以较低的压射速度下移，进入压室内及至刚接触金属液液面；（4）上冲头转为较高的压射速度压下，而下冲头则与上冲头保持着中间一段存有金属液的相对距离同步地快速下移； （5）当下冲头下移至让出喷嘴孔口时，正好下到最底部而被撑住；于是，上、下冲头一同挤压金属液高速向喷嘴孔（直浇道6的一部分）喷射； （6）金属液通过由喷嘴、浇口套4、定模的锥孔和分流器2组成的直浇道6，从内浇口3填充进入模具型腔； （7）填充完毕，但上冲头仍保持一定的压力，直至型腔内的金属液完全凝固成压铸件1为止；浇道和压室内的金属液分别凝固为直浇口和余料饼9； （8）上冲头提升复位；同时，下冲头向上动作，将尚与直浇口相连的余料饼切离； （9）下冲头继续上升，把余料饼举出压室顶面，再以人工或其他方式取走；（10）下冲头下移复位至堵住喷嘴孔口； （11）打开模具，压铸件和直浇口一同留在动模上，随即顶出并取出压铸件；一旦切离余料饼之后，开模动作可以立即执行，也可以稍缓至适当的时候执行，与下冲头完成上举和复位的动作无关； 至此，完成一次压铸循环。 卧式冷室压铸机的工作方式 卧式冷室压铸机的工作方式如图6所示。压室7呈水平放置，压射冲头5处于压室最右端虚线位置。模具的开、合动作呈水平移动，开模后，压铸件留在动模。工作步骤如下： （1）合拢模具； （2）将金属液以人工或其他方式浇入压室； （3）压射冲头按预定的速度和一定的压力推送金属液，使之通过模具的浇道3，从内浇口2填充进入模具型腔； （4）填充完毕，冲头保持一定的压力，直至金属液完全凝固成为压铸件1为止；这时，浇道和浇口套6（没有浇口套的模具在该处即为连体压室）内的金属液也同时凝固，成为浇口和余料饼4； （5）打开模具，冲头与开模动作同步移动，从而推着余料饼随着压铸件和浇口一同留在动模而脱离定模，到达一定的距离时，冲头便返回复位； （6）开模后，压铸件、浇口和余料饼留在动模上，随即顶出并取出压铸件； 至此，完成一次压铸循环。
压铸工艺流程与压射压力
? ? 上海旭东压铸技术咨询培训资料压铸工艺参数 一、压铸工艺流程图示
上海旭东压铸技术咨询培训资料 压铸工艺参数 二、压射压力 压力
T1 t2 t3 t4 保压时间 升压充填增压 注：t1 金属液在压室中未承受压力的时间；P1为一级（慢速） t2 金属液于压室中在压射冲头的作用下，通过内浇口充填型腔的时间；P2为二级（快速） t3 充填刚刚结束时的舜间；P3为三级（增压） t4 最终静压力；P4为补充压实铸件 4P y P b= Лd2 式中：P b 比压（Mpa）; Py 机器的压射力（N）； （压射力=压射缸直径×蓄压器压射时间最小压力） d 压室（冲头）直径（MM） 选择比压考虑的的主要因素 上海旭东压铸技术咨询培训资料压铸工艺参数 比压 因素选择条件 高低 壁厚薄壁厚壁压铸件结构形状复杂简单 工艺性差些好些 结晶温度范围大小压铸合金特性流动性差好 密度大小
比强度大小 阻力大小浇注系统散热速度快慢 公布合理不太合理排溢系统截面积大小 内浇口速度快慢 温度合金与压铸模具温度大小 ●压铸各种合金常用比压表（Mpa） 铸件壁厚≤3(mm) 铸件壁厚>3(mm)合金结构简单结构复杂结构简单结构复杂 锌合金20-30 30-40 40-50 50-60 铝硅、铝铜合金25-35 35-45 45-60 60-70 铝、镁合金30-40 40-50 50-65 65-75 镁合金30-40 40-50 50-65 65-80 铜合金40-50 50-60 60-70 70-80 ●压力损失折算系数K 直浇道导入口截面F1，K值与内浇铸口截面F2之比>1 =1 <1 立式冷室压铸机0.66-0.70 0.72-0.74 0.76-0.78 卧式冷室压铸机0.88 上海旭东压铸技术咨询培训资料压铸工艺参数 ●压射速度 浇注金属液量占压室容积百分数(%) 压射速度(cm/s) ≤30 30-40 30-60 20-30 >60 10-20
(完整word版)压铸机工艺参数
?压铸工艺参数分析（一） ? ? 为了便于分析压铸工艺参数，下面示出如图5-1和图5-2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5-1b)：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5-1c)：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5-1d)：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)
图 5-1 卧式冷室压铸机压射过程图 图5-2 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 1、压力参数 （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5-1所示。 表5-1 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5-3。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。