壓力鑄造的基礎(chǔ)知識(shí)

　　壓力鑄造的基礎(chǔ)知識(shí)

　　一、鑄造原理和工藝循環(huán)

　　壓力鑄造是在高壓的作用下，以很高的速度把液態(tài)或半液態(tài)金屬壓入壓鑄模型腔，并在壓力下快速凝固而獲得鑄件的鑄造方法。

　　二、壓鑄機(jī)分類與比較

　　壓鑄機(jī)按其工作原理結(jié)構(gòu)形式分為冷壓式壓鑄機(jī)(有臥式、立式、全立式三種)和熱壓式(有普通熱室、臥式熱室兩種)壓鑄機(jī)。

　　冷室壓鑄機(jī)的壓室和熔爐是分開的，壓鑄時(shí)要從保溫爐中舀取金屬液倒入壓室內(nèi)，再進(jìn)行壓鑄。熱室壓鑄機(jī)的壓室與合金熔化爐聯(lián)成一體，壓室浸在保溫坩堝的液體金屬中，壓射機(jī)構(gòu)裝在坩堝上面，用機(jī)械機(jī)構(gòu)或壓縮空氣所產(chǎn)生的壓力進(jìn)行壓鑄。

　　三、鑄造特點(diǎn)

　　壓力鑄造的基本特點(diǎn)是高壓高速，壓力從幾MPa到幾十MPa，甚至高達(dá)500MPa，高速(從10～120m/s)，以極短的時(shí)間(0.01～0.2s)填充鑄型。壓力鑄造的特點(diǎn)如下：

　　1、生產(chǎn)率高，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化或自動(dòng)化，鑄件產(chǎn)量在3000件以上時(shí)可考慮采用(見(jiàn)圖2-32);

　　2、生產(chǎn)適用性好，能生產(chǎn)出從簡(jiǎn)單到相當(dāng)復(fù)雜的鑄件，并可生產(chǎn)中間鑲嵌其他金屬的鑄件，能直接鑄出齒形和螺紋，壓鑄件的重量從幾克到數(shù)十千克;

　　3、產(chǎn)品質(zhì)量好，具有較高的尺寸精度(最高達(dá)CT4)和表面質(zhì)量(最高達(dá)Ra3.2)，力學(xué)性能好，尺寸穩(wěn)定性好，互換性好，輪廓清晰，適用于大量生產(chǎn)有色合金的小型、薄壁、復(fù)雜鑄件;

　　4、普通壓鑄法生產(chǎn)的鑄件易產(chǎn)生氣孔，不能進(jìn)行熱處理，壓鑄某些內(nèi)凹件、高熔點(diǎn)合金鑄件還比較困難;

　　5、壓力鑄造設(shè)備投資大，壓鑄模制造復(fù)雜，周期長(zhǎng)，費(fèi)用大，一般不宜于小批生產(chǎn)。

　　壓力鑄造是所有的鑄造方法中生產(chǎn)速度最快的一種方法，應(yīng)用很廣，發(fā)展很快。廣泛用于汽車、儀表、航空、航天、電器及日用品鑄件;以鋁、鋅、鎂材料為主。

　　四、壓鑄模

　　壓鑄模是進(jìn)行壓鑄生產(chǎn)的主要工藝裝備。壓鑄模主要由動(dòng)模和定模兩大部分組成。定模固定在定模板上。動(dòng)模固定在開模機(jī)構(gòu)上，在開模機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)壓鑄模的開合。合模后，澆道將壓鑄機(jī)的壓室與型腔連通，金屬液從壓室內(nèi)被壓入金屬型腔并保持一定的壓力，凝固形成符合要求的鑄件。然后，動(dòng)模在開合型機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下打開，鑄件由動(dòng)模從定模中帶出，并附在動(dòng)模上，最后由頂桿將鑄件從動(dòng)模上頂出并被取走。

　　五、壓力鑄造的發(fā)展

　　由于壓力鑄造是在極短的時(shí)間內(nèi)完成充型過(guò)程的，很容易造成氣體的卷入而影響壓鑄件的質(zhì)量。為此發(fā)展了加氧壓鑄機(jī)和真空壓鑄機(jī)，中壓壓鑄機(jī)也獲得了較快的發(fā)展，有些壓鑄機(jī)的合型機(jī)構(gòu)采用傾斜形式。壓鑄過(guò)程自動(dòng)化和壓鑄計(jì)算機(jī)控制及壓鑄柔性加工單元(FMC)也逐步得到發(fā)展。

　　1、加氧壓力鑄造是在鋁金屬液充填型腔之前，用氧氣充填壓室和型腔，以取代其中的空氣和其他氣體。其特點(diǎn)是：消除或減少了氣孔，提高鑄件的質(zhì)量;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，投資少。

　　2、真空壓力鑄造是先將壓鑄型腔內(nèi)空氣抽除，然后再壓入液體金屬。其特點(diǎn)是：可消除或減少壓鑄件內(nèi)部的氣孔，提高鑄件的力學(xué)性能和表面質(zhì)量;壓鑄時(shí)大大減少了型腔的反壓力，可使用較低的比壓和鑄造性能較差的合金。缺點(diǎn)是：密封結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造和安裝較困難。

　　六、壓力鑄造計(jì)算機(jī)控制和柔性制造單元

　　壓鑄生產(chǎn)中對(duì)壓鑄過(guò)程的壓射速度、壓射力、增壓時(shí)間及對(duì)自動(dòng)化裝置(噴涂、澆注、取件裝置等)采用計(jì)算機(jī)控制，以滿足多品種小批量生產(chǎn)的要求，提高生產(chǎn)率和穩(wěn)定鑄件質(zhì)量。在此基礎(chǔ)上又發(fā)展了壓鑄柔性加工單元(FMC)，即在其規(guī)定的范圍內(nèi)，按照預(yù)先確定的工藝方案，生產(chǎn)各種零件的控制過(guò)程，其核心技術(shù)是快速更換模具和與之相關(guān)的其他零部件。