压铸模设计第三章_压铸原理及压铸合金课件

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1、第三章压铸过程原理及常用压铸合金压铸压力和压铸速度液态金属充填持型的特点常用压铸合金1第一节压铸压力和压铸速度一、压铸压力压铸压力在压铸工艺中是主要的参数之一，其表示形式有：压射力来源于高压泵，它是压铸机压射机构中推动压射活塞的力，其大小随压铸机的规格不同而异。压射比压是压室内金属液在单位面积上所受的压力。2压射力的计算公式：式中：Fγ是压射力(N)；Pg是液压系统的管路工作压力(Pa)；AD是压铸机压射缸活塞的截面积(m2)。压射比压的计算公式：式中，Pb是压射比压(Pa)；Fγ是压射力(N)；Ad是压射冲头(近似压室)截面积(m2)。3液体金属在压室与压铸模中的运动可分

2、解为四个阶段，图3－1表示在不同阶段，压铸过程中压射比压的变化曲线。第一阶段Ⅰ：慢速封孔阶段第二阶段Ⅱ：充填阶段第三阶段Ⅲ：增压阶段第四阶段Ⅳ：持压阶段压铸过程压射比压的变化4图3－1压铸过程中压射比压的变化曲线5二压铸速度在压铸中，压铸速度有压射速度和充填速度两个不同概念。压射速度是指压铸机压射缸内的液压推动压射冲头前进的速度；充填速度是指液体金属在压力作用下，通过内浇道进入型腔的线速度。678图3-2液态金属的喷射填充形态9勃兰特1937年提出了一种与当时流传的费罗梅尔理论完全不同的金属充填型腔形态理论，如图3-3所示。填充理论：金属液经内浇口进入型腔后，即扩展至型壁，

3、后沿整个型壁向前填充，直至充满为止。充型条件：内浇口速度低于0.3m/s，内浇口厚度δ与压铸件厚度t之比＞（2/3-1/2）。应用范围：一般用于结晶温度区间较宽的合金和形状较简单的压铸件。二、全壁厚填充理论10图3-3全壁厚填充理论111944年巴顿认为：充填过程是包含力学、热力学和流体力学因素的复合问题，大致可分为三个阶段，如图3-4所示。第一阶段液态金属以接近内浇道的形状进入型腔，首先冲击对面的型壁，沿型腔表面向个方向扩展，并形成压铸件表面的薄壳层。影响铸件的表面质量。第二阶段随后进入的液态金属沉积在薄壳层内的空间进行充填，直至充满。影响铸件的硬度。三、三阶段填充理论1

4、2图3-4三阶段充填理论第三阶段在型腔完全充满的同时，压力通过处于尚未凝固的中心部分作用在铸件上，型腔内的金属得到压实。影响铸件的强度。13三阶段填充理论与喷射填充理论的实验结果基本一致，全壁厚填充理论只在特定的条件下出现，上述三种理论不是孤立的，它随压铸件的形状、尺寸和工艺参数而改变。在同一压铸件上，由于各部位结构尺寸的差异也会出现不同的填充形态。总　结14压铸的充型过程模拟15一、对压铸合金的要求合金材料的性能包括使用性能和工艺性能，见表3-1。性能类别项目内容使用性能力学性能抗拉强度、高温强度、伸长率、硬度物理性能密度、液相线温度、固相线温度、线膨胀率、体膨胀率、比热

5、容、热导率化学性能耐热性、耐蚀性工艺性能铸造工艺性流动性、抗热裂性、模具粘附性切削加工性、焊接性能、电镀性能、热处理性能表3-1压铸合金使用性能和工艺性能第三节常用压铸合金16根据压铸的工艺特点，对压铸合金应有如下基本要求：过热温度不高时，具有较好的流动性；线收缩率和裂纹倾向小；结晶温度范围小；具有一定的高温强度；在常温下有较高的强度；与型壁间产生物理-化学作用的倾向性小；具有良好的加工性能和一定的抗蚀性。一、对压铸合金的要求（续）17二、压铸合金分类及主要性质在压铸生产中，常用的压铸合金为铝合金、锌合金、镁合金和铜合金，最早用于压铸的铅、锡合金现在仅用于个别场合。近年来，

6、黑色金属压铸特别是不锈钢的压铸已有一定的进展，但仍处于初始阶段，在国内用于生产者尚少。18（一）、锌合金锌合金的压铸性能很好，具有填充成形容易．可以压铸形状复杂、簿壁的精密件，铸件表面光滑，尺寸精度高；结晶温度范围小、不易产生疏松；浇注温度较低、模具的使用寿命较长；不易粘附模具型壁，不腐蚀模具等特点。力学性能也较高，特别是抗压和耐磨性都很好；锌合金铸件能够很好地接受各种表面处理，如电镀、喷涂、喷漆等；19锌合金的缺点老化现象。它是锌合金的应用范围受到限制的主要原因。温度低于0℃时．其冲击韧度急剧地降低；温度升高时，力学性能下降，且易发生蠕变。尺寸变化。锌合金在压铸成为铸件后

7、会发生尺寸的收缩，开始收缩速度比较快，到三五天以后，大约完成了2/3后收缩速度减慢，尺寸逐渐趋于稳定。尺寸变化是由于压铸后内部组织的变化、湿空气和高温引起的腐蚀作用的结果。20合金牌号合金代号特点用途锌合金YZZnAl4YX040熔点低，模具寿命长；铸造工艺性好，可压铸特别复杂的薄壁件；不宜粘模，具有良好的常温性能；焊接和电镀性能良好；密度大；抗蚀性差；锌对有害杂质的作用极为敏感，必须采用纯度高的原材料进行熔制，并对合金严格管理。尺寸稳定的合金，用于高精度零件YZZnAl4Cu1YX041中强度合金，用于镀铬及不镀