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时间:2020-03-22
《特种铸造教学配套课件作者陈维平《特种铸造》第6章-挤压铸造(5-6学时)-程远胜.ppt》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第6章挤压铸造特种铸造6-1挤压铸造(SqueezeCasting),亦称液态模锻(liquidDieForging)。是一种将一定量金属熔液,直接注入开式的金属模膛内,随之封闭模膛,对其施以静压力,以实现流变充填,高压凝固和少量塑性变形,最终获得优质制件的金属加工过程。图6-12014年4月3日通用汽车镁合金立式挤压铸造实验成功运行6.1挤压铸造工艺特点及适用范围6.2挤压铸造基本理论简介6.3挤压铸造模具、工艺及设备6.4挤压铸造件组织性能与质量控制6.5挤压铸造生产实例第6章挤压铸造6-26.1挤压铸造工艺特点及实用范围一、工
2、艺方法分类二、工艺特点三、工艺实用范围6-36-4一、工艺方法分类依据外载荷施加方式,可以分为直接加压和间接加压两种。1)直接加压直接加压方式与热模锻极为相似,即压力直接加在制件上,挤压铸造的显著优势,亦直接表现在:压力传递路程短,液态金属承受的等静压大,高压凝固效应显著。按其加压冲头端面不同,直接加工又可以细分平冲头加压,凸式冲头加压,凹式冲头加压和复式冲头加压。6-5(1)平冲头直接加压图6-2为平冲头直接加压示意图,制件成形是在金属浇入凹模型腔中实现。冲头施压时,金属液不产生明显流动,仅使液态金属在压力下凝固和补缩。它适用于制
3、造供压力加工用的锭料,或形状简单的厚壁件成形。图6-2平冲头直接加压(教材图6-1)(a)实心制件(b)空心制件(a)(b)6-6(2)凸式冲头直接加压图6-3为凸式冲头直接加压示意图,制件成形是在合模施压后实现的。在成形过程中,金属液要沿着下型腔壁和上模端面作向上、径向流动来充填型腔。施压时,冲头直接加压于制件上端面和内表面上,加压效果较好,适用于壁薄(>2mm),形状较复合制件成形。图6-3凸式冲头直接加压(教材图6-2)(a)杯形件(固定下模)(b)筒形件(可动底板)(c)杯形件(可动下模)(a)(b)(c)6-7(3)凹式冲
4、头直接加压图6-4为凹式冲头直接加压示意图。合模时,冲头插入液态金属中,使部分金属液向上流动,以填充由凹模壁和冲头组成的型腔,获得制件的最终形状。冲头的压力是通过冲头端面或内型面直接施加在制上的,加压效果好。适用于壁较薄,形状较复杂的制件成形。图6-4凹式冲头直接加压(教材图6-3)(a)加压前(b)加压时(a)(b)6-8(4)复合式冲头直接加压图6-5为复合式冲头直接加压示意图。合模时,冲头凸起部位插入金属液,使其反向流动,填充冲头的凹部,并在冲头端面和内凹面的作用下成形,从而获得制件。适用于复杂制件成形。图6-5复合式冲头直接
5、加压(教材图6-4)(a)法兰盘成形件(b)通孔法兰盘成形件(活动底盘)(a)(b)6-92)间接加压挤压铸造间接加压,与液态压铸相近,如图6-6所示。制件形状由合模后形成的型腔来保证。冲头的作用将液态金属挤入型腔。充填结束后,维持一段保压时间,此时压力通过余料端和内浇口金属,把压力传递至制件上。显然传递压力有限,适用于批量大,形状较复杂或小尺寸零件的生产。图6-6间接加压(教材图6-5)(a)加压前(b)加压时(a)(b)6-10二、工艺特点1)挤压铸造的工艺特点(1)在成形过程中,液态金属自始至终承受等静压,并在压力作用下完成结
6、晶凝固的成形过程;(2)已凝固的金属壳层,在压力作用下产生塑性变形,使制件外壳紧贴型腔壁,同时发生强制补缩,从而液态金属恢复或获得等静压;(3)由于己凝固层产生塑性变形,要消耗一部分能量,因此金属液承受等静压不是定值,随着凝固层增厚而下降。根据工艺分类及其特点,可以与压力铸造和热模锻作一比较。6-112)与压力铸造比较若采用直接加压,液态金属直接注入型腔,避免了压铸金属液在短时间内,沿着浇道充填时卷入气体的危险,成形时,压力是直接施加在金属液或凝固壳层上,避免了压铸时大的压力损失;由于挤压铸造获得的制件组织比之压铸更细密,挤压铸造可
7、以成形壁厚较大的制件,而压铸仅限于均匀薄壁件,但制件形状复杂性,压铸比之挤压铸造具有较大的优势。若采用间接加压,与压铸比,挤压铸造工艺较简单,包括模具和设备,其工艺成本较低。6-123)与热模锻比较与热模锻比较,挤压铸造是在单一型腔内利用金属液流动性好,在较小能量消耗下填充型腔,避免了采用多个型腔和充填时的那种镦挤的强制塑性流动方式,使其成形能耗大大低于热模锻;由于成形主要是压力下结晶凝固,缺少大的塑性流动,因此挤压铸造获得的制件组织,尽管有细化,但还是典型的结晶组织,性能改善有限。6-12三、工艺适应范围1)对加工材料的适应挤压铸
8、造加工材料没有限制,如铝合金、锌合金、铜合金、镁合金、钛合金及碳钢,合金钢,模具钢等,均能实现成形。但为了更显得其压力下凝固及小量塑性变形的优势,最好加工流动性能较差的、具有大的结晶温度区间的合金,如锻造铝、镁合金、铜合金等。2)对制
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