壓鑄工藝就是利用機器、模具和合金等三大要素，將壓力、速度及時間統一的過程。用於金屬熱加工，壓力的存在是壓鑄工藝區別其他鑄造方法的主要特點.。壓力鑄造是近代金屬加工工藝中發展較快的一種少無切削的特種鑄造方法。它是將熔融金屬在高壓高速下充填鑄型，並在高壓下結晶凝固形成鑄件的過程。高壓高速是壓力鑄造的主要特徵。常用的壓力為數十兆帕，填充速度（內澆口速度）約為16～80米/秒，金屬液填充模具型腔的時間極短，約為0.01～0.2秒。
基本介紹
- 中文名：壓鑄工藝
- 外文名：Die casting process
- 特點：少無切削的特種鑄造方法
- 用途：金屬熱加工
定義,壓力,壓射力,比壓,壓力的作用,比壓的選擇,相關的力,定義,計算方法,壓射速度,速度選擇,測定分析,
定義
由於用這種方法生產產品具有生產效率高，工序簡單，鑄件公差等級較高，表面粗糙度好，機械強度大，可以省去大量的機械加工工序和設備，節約原材料等優點，所以現已成為我國鑄造業中的一個重要組成部分。
壓鑄工藝是將壓鑄機、壓鑄模和合金三大要素有機地組合而加以綜合運用的過程。而壓鑄時金屬按填充型腔的過程，是將壓力、速度、溫度以及時間等工藝因素得到統一的過程。同時，這些工藝因素又相互影響，相互制約，並且相輔相成。只有正確選擇和調整這些因素，使之協調一致，才能獲得預期的結果。因此，在壓鑄過程中不僅要重視鑄件結構的工藝性，壓鑄模的先進性，壓鑄機性能和結構優良性，壓鑄合金選用的適應性和熔煉工藝的規範性；更應重視壓力、溫度和時間等工藝參數對鑄件質量的重要作用。在壓鑄過程中應重視對這些參數進行有效的控制。
壓力
壓射力
壓射力是壓鑄機壓射機構中推動壓射活塞運動的力.它是反映壓鑄機功能的
一個主要參數.
壓射力的大小,由壓射缸的截面積和工作液的壓力所決定.壓射力的計算公式如下:
P壓射力=P壓射油缸×π×D2/4
式中:P壓射力-壓射力(N-牛)
P壓射油缸-壓射油缸內工作液的壓力(Pa-帕)
D-壓射缸的直徑(m-米)
π=3.1416
比壓
壓室內熔融金屬在單位面積上所受的壓力稱為比壓.比壓也是壓射力與壓室
截面積的比值關係換算的結果.其計算公式如下:
P比壓=P壓射力/F壓室截面積
式中:P比壓-比壓(Pa-帕)
P壓射力-壓射力(N-牛)
F壓室截面積-壓室截面積(m2-米2)
即F壓室截面積=πD2/4 式中D(m-米)為壓室直徑
π=3.1416
壓力的作用
(1)比壓對鑄件機械性能的影響
比壓增大,結晶細,細晶層增厚,由於填充特性改善,表面質量提高,氣孔
影響減輕,從而抗拉強度提高,但延伸率有所降低.
(2)對填充條件的影響
合金熔液在高比壓作用下填充型腔,合金溫度升高,流動性改善,有利於鑄
件質量的提高.
比壓的選擇
(1)根據鑄件的強度要求考慮
將鑄件分為有強度要求的和一般要求的兩類,對於有強度要求的,應該具有
良好的緻密度.這是應該採用高的增壓比壓.
(2)根據鑄件壁厚考慮
在一般情況下,壓鑄薄壁鑄件時,型腔中的流動阻力較大,內澆口也採用較薄的厚度,因此具有大的阻力,故要有較大的填充比壓,才能保證達到需要的內澆口速度. 對於厚壁鑄件,一方面選定的內澆口速度較低,並且金屬的凝固時間較長,可以採用較小的填充比壓;另一方面,為了使鑄件具有一定的緻密度,還需要有
足夠的增壓比壓才能滿足要求. 對於形狀複雜的鑄件,填充比壓應選用高一些.此外,如合金的類別,內澆口速度的大小,壓鑄機合模能力的功率及模具的強度等,都應作適當考慮. 填充比壓的大小,主要根據選定的內澆口速度計算得到. 至於增壓比壓的大小,根據合金類別,可參考下表數值選用.當型腔中排氣條件良好,內澆口厚度與鑄件壁厚的比值適當的情況下,可選用低的增壓比壓.而排氣條件愈差,內澆口厚度與鑄件壁厚比值愈小時,則增壓比壓應愈高.
推薦選用增壓比壓範圍表
零件類型 鋁合金 鋅合金 黃銅
承受輕負荷的零件 30～40MPa 13～20MPa 30～40MPa
承受較大負荷的零件 40～80MPa 20～30MPa 40～60MPa
氣密性面大壁薄零件 80～120MPa25～40MPa 80～100MPa
相關的力
定義
壓鑄過程中,填充結束並轉為增壓階段時,作用於正在凝固的金屬上的比壓(增壓比壓)，通過金屬(鑄件澆注系統,排溢系統)傳遞型腔壁面，此壓力稱為脹型力(又稱反壓力)。
鎖模力(即合模力)是選用壓鑄機時首先要確定的重要參數。
計算方法
當脹型力作用在分型面上時,便為分型面脹型力,而作用在型腔各個側壁方向時,則稱為側面脹型力.脹型力
可用下式表示：
P脹型力=P比壓×A投影面積
式中：P脹型力 表示 脹型力(單位：N-牛)
P比壓 表示 增壓比壓(單位：Pa-帕)
A投影面積 表示 承受脹型力的投影面積(單位m2-米2)
通常情況下必須使鎖模力大於計算得到的脹型力。否則，在金屬液壓射時,模具分型面會脹開，從而產生金屬飛濺，並使型腔中的壓力無法建立，造成鑄件尺寸公差難以保證，甚至難以成型。
鎖模力一般應滿足下面公式的要求：
P鎖模力≥ K×P脹型力
式中：P鎖模力-壓鑄機的鎖模力(N-牛)
K-安全係數(一般取K=1.3)
P脹型力-脹型力(N-牛)
壓射速度
1、通常以沖頭速度和內澆口速度兩種，2），壓射速度慢速沖頭推動金屬液至內澆口0.3米/秒,3),快速內澆口填充滿型腔4-9米/秒,快壓射作用的影響,提高壓射速度,功能轉為熱能,流動性好,有利於消除流痕,冷隔等缺陷,提高機械性能和表面質量,壓射速度的選擇項和考慮因素:
1）具導熱和比熱性,凝固溫度範圍。
2）模具溫度低速度可低，反之速度可高。
3）複雜的鑄件採用高壓射速度。
內澆口速度15-70米/秒，（金屬液）4、沖頭壓射速度與內澆口速度的關係：
沖頭壓奧射速度越高，則金屬液經口速度越高。
速度選擇
1、直澆道15-25米/秒，
2、橫澆道20-35米/秒，內澆口碑載道30寬大70米/秒，薄鑄件3毫米以下的選用內澆口速度38-46米/秒，厚鑄件5毫米選用內澆口速度46-40米/秒，較厚鑄件5毫米以上選用內澆口速度47-27毫米/秒，調節器整方法：調節器整壓射沖頭速度，更換壓室直徑，改變內澆口截面積，
測定分析
1、 壓鑄參數測試儀,一級、二級及增壓轉換點時間，
2、 增壓起點對壓鑄質量的影響：
當一級起始後填充80%時，換二級及增壓起始轉換點時間，最後持壓，否則將影響質量。
3、 壓射沖頭磨損受阻,壓射不暢對壓鑄參數的影響；
4、壓射室和沖頭磨損原因的分析：
壓射室與沖頭的配合度間隙小於0.1毫米,沖頭與壓室來回磨擦產生高溫易損,壓室直徑變大,沖頭變小,將沖頭有鋁屑卡住,影響壓室傳遞速度及壓而不服力,至所以沖頭要使用耐高溫的潤滑油,壓射桿必開通冷卻水,同時也要選擇沖頭材料,一般選用球墨鐵或鈹青銅等。
