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壓鑄原理和理論
发布时间:2009-11-20 10:22:15 来源：互联网文字【大 中 小】
“模”一詞在以前的澆鑄中意謂熔化金屬被鑄進金屬型模中并在模中冷卻成形. 模是
由兩半构成的, 可以打開并取出鑄件. 壓鑄過程變化很多, 沒有一個鑄造過程適用于所有的鑄造產品或所有的生產條件, 這些過程通常分為三种主要類型, 它們的主要區別是施加給液体金屬和金屬射料系統的壓力是不同的.
金屬型鑄造模 金屬型鑄造的鎚頭
? — 金屬型鑄造(永久金屬模鑄造) Permanent Mold Casting (Gravity Die
Casting)
? 除過金屬型模可用來代替類似的砂型之外, 這种過程所用的方法和傳統砂型鑄造所
用的方法相似. 金屬型模廣泛應用于有色金屬鑄件的生產, 而且要求生產超過一百多件時最為合算.
? 金屬型鑄造所用的模通常結構簡單, 通常由兩半构成. 這兩半具有通過模腔的垂直
接縫. 流道、澆口及气孔和砂型類似而且可以使用砂芯. 模具要涂上一層耐火材料, 暫時延遲冷卻直到熔化金屬可以均勻地流入模中.
? 基本的操作包括澆鑄熔化金屬, 冷卻階段, 頂出鑄件, 清理模具, 固定松弛的型芯,
合模准備下一次循環. 圖示2-1展示了金屬型鑄造模的鋁質自動柱塞具有可動的半模和多件位于中部的型芯. 圖示2-2展示的是和圖示2-1相同的模, 但是它們的自動柱塞在從模中移出前冷卻.
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— 金屬型鑄造的优點(Advantages of Permanent Mold Casting )
這种鑄造過程的主要優點是經濟和优良鑄造品質. 生產率通常比砂型鑄造高。 這种
鑄造鑄出的鑄件比砂型鑄造鑄出的鑄件具有更細的晶粒結構和更好的強度特征. 而且, 鑄件可以設計成具有更薄的件壁. 另外, 鑄造表面比砂型鑄造件的表面更光滑, 而且由于可以保持更為緊密的尺寸公差, 因此很少要求机加工. 金屬型鑄件的孔隙率小于砂型鑄件, 因而具有优越的氣密性, 金屬型模的壽命通常是50000到70000啤之間.
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— 金屬型鑄造的缺點(Disadvantages of Permanent Mold Casting )
這种鑄造過程由于工模成本高、生產期短而不經濟合算. 這种鑄造過程要進行大批
量的生產既慢且成本昂貴. 高壓壓鑄過程可以更好地滿足大批量生產的要求, 當要求不同尋常的可靠性和高机械特征時, 金屬型鑄造件就不會滿足零件的要求了.
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— 低壓壓鑄 (Low Pressure Die Casting )
要想使熔化金屬進入模中的工藝自動化, 就要開發出一種技朮代替人工操作熱金
屬。
? 使用低壓壓鑄机, 熔化金屬裝在絕熱的、加壓密封的坩堝或熔爐中. 管道垂直向下通
過熔爐, 它的底端浸入熔化金屬中且頂端法蘭用熔爐蓋密封, 模裝在熔爐上方的壓鑄机上, 并密封管道的開口端, 當給熔爐施加氣壓時, 熔爐排出熔化金屬并使熔化金屬沿著管道向上運行并進入模腔.
? 冷卻過程從模的未端依次進行, 最后到達給料頭, 給料頭是管道的嘴. 一旦鑄件開
始冷卻, 那么通過松弛空氣壓力的方法就把不需要的金屬返回到了熔爐之中。 開模, 取出鑄件并開始下一輪循環.
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— 低壓壓鑄的優點(Advantages of Low Pressure Die Casting )
低壓壓鑄超過高壓壓鑄的最大優點是孔隙率降低. 特別是壁厚部分。 因為沒有流道,
冒口或澆口, 所以鑄造的效率是90~95%. 很少有殘渣碎屑需要再熔化, 這樣就節約了熔化金屬所需燃料的成本. 模具壽命比金屬型鑄造的模壽命長, 且模具成本比高壓壓鑄的成本低. 低壓壓鑄比高壓壓鑄有更多的合金選擇余地. 由于使用的是熱處理合金, 且減小了空氣的夾帶量, 因此可以改善机械特征. 低壓壓鑄過程中可以任意使用型芯, 但對于高壓壓鑄過程卻很難生產, 鎂合金鑄造也可采納這種過程.
? — 低壓壓鑄的缺點(Disadvantages of Low Pressure Die Casting )
模 模腔 澆口 司筒 鎚頭 連杆 熔化金屬 蓄壓瓶 控制閥
圖示2-3. 冷室机基本的液壓射料系統
? 這种過程比高壓鑄過程生產率低, 且一般不適宜鑄造更小的零件, 表面處理和尺寸
范圍不佳, 最低壁厚較大, 模具壽命比用高壓壓鑄壽命要短, 工模成本也高于金屬型鑄造.
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— 高壓壓鑄(High Pressure Die Casting )
這是一種在壓鑄工業中較為廣泛使用的過程. 在北美 ,“壓鑄”一詞的含義通常是指
高壓壓鑄. 在壓鑄中熔化金屬高速壓入鋼模中, 從而保証了熔化金屬完全注入到兩個半模之間的模腔空間內. 強行射料冷卻收縮. 在熔化金屬進入模中的同時, 熱量流動离開金屬并進入模中, 金屬冷卻, 在完全冷卻之時, 開模并取出冷卻的鑄件.
? 把熔化金屬射入模中有兩种類型的机理. “冷室”机理是金屬在高溫條件下熔化, 而且
熔化金屬如鋁、黃銅和鎂与鐵有親合力. 在冷室過程中有水平射料和垂直射料兩種射料系統. “熱室”机理常用鋅和鉛金屬, 金屬是在低溫條件下熔化且降低了与鐵的親合力.
? — 壓鑄過程的主要說明如下:(A brief definition of the die casting Process is
as follows)
? 高壓壓鑄是在壓力條件下把熔化金屬強行壓入一個已安全鎖定的模腔內的過程. 模
腔內保持強大的壓力一直到模腔內的金屬冷卻下來, 金屬冷卻下來之后, 開模、頂出鑄件并
取出, 鑄件取出之后, 潤滑模具, 合模并鎖定, 准備下一次循環. 圖示2-3展示的是冷室机基本的液壓頂出系統.
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在冷室壓鑄過程中, 熔化金屬用手工或自動化系統舀入冷室机的開口中。 液壓操作
的鎚頭頂端前移并封住這個開口, 在高壓高速的條件下迫使熔化金屬進入模中. 鑄件冷卻后, 鎚頭回退, 開模、頂出鑄件、潤滑模具, 然后准備下一次循環. 圖示2-4展示的是冷室過程中的金屬流動系統.
? 熱室机的射料設備浸入熔爐的熔化金屬槽內, 當壓射鎚頭移動時迫使熔化金屬通過
鵝頸和射咀進入模具中. 此系統所用壓力低于冷室過程中所用的壓力. 由于熱室壓鑄机的打料時間比冷室壓鑄机的打料時間縮短, 所以熱室壓鑄机的生產率比冷室壓鑄机的生產率要高. 圖示2-5展示了熱室壓鑄机的金屬流動系統.
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