D4,第四章 压铸件结构设计及压铸工艺,第一节 压铸件结构设计 第二节 压铸工艺参数的选择 第三节 压铸用涂料 第四节 压铸件的清理、浸渗、后处理和表面处理 第五节 半固态压铸 第六节 其他特殊压铸工艺,D4,第一节 压铸件结构设计,一、压铸工艺对压铸件结构的要求 二、压铸件基本结构的设计 三、压铸件的精度、表面粗糙度及加工余量,D4,一、压铸工艺对压铸件结构的要求,(一)从简化模具结构、延长模具使用寿命考虑,图4-1 避免在分型面上有圆角,D4,一、压铸工艺对压铸件结构的要求,图4-2 改进铸件结构保证镶块足够的厚度,D4,一、压铸工艺对压铸件结构的要求,图4-3 压铸件应避免有交叉的不通孔,D4,一、压铸工艺对压铸件结构的要求,图4-4 内侧凹结构及消除,D4,一、压铸工艺对压铸件结构的要求,图4-5 压铸件支承部位形状与抽芯,(二)改进模具结构，减少抽芯部位,D4,一、压铸工艺对压铸件结构的要求,图4-6 压铸件 形状与抽芯,(三)方便压铸件脱模和抽芯,D4,二、压铸件基本结构的设计,1.壁厚及肋 2.铸造圆角,表4-1 正常壁厚及最小壁厚(单位：mm),D4,二、压铸件基本结构的设计,表4-2 铸造圆角半径的计算,D4,二、压铸件基本结构的设计,表4-3 压铸件脱模斜度,3.脱模斜度,D4,二、压铸件基本结构的设计,表4-4 铸孔最小孔径以及孔径与深度的关系,5.压铸镶嵌件 压铸时可以将金属或非金属制件铸入压铸零件上，从而使压铸件的某一部位能够具有特殊的性质或用途。,4.铸孔设计,D4,三、压铸件的精度、表面粗糙度及加工余量,(一)压铸件的尺寸精度,表4-5 压铸件基本尺寸公差等级(GB/T6414-1999),表4-6 压铸件线性尺寸受分型面和压铸模活动部分影响时的附加公差(单位：mm),D4,三、压铸件的精度、表面粗糙度及加工余量,表4-7 厚度尺寸公差(单位：mm),表4-8 圆角半径尺寸的公差(单位：mm),D4,三、压铸件的精度、表面粗糙度及加工余量,表4-9 自由角度和自由锥度尺寸公差,D4,三、压铸件的精度、表面粗糙度及加工余量,表4-10 孔中心距尺寸公差(单位：mm),(二)表面形状和位置公差,表4-11 压铸件平面度和直线度公差(单位：mm),D4,三、压铸件的精度、表面粗糙度及加工余量,表4-12 压铸件平行度、垂直度和倾斜度公差(单位：mm),D4,三、压铸件的精度、表面粗糙度及加工余量,表4-13 压铸件同轴度和对称度公差(单位：mm),(三)表面粗糙度 在填充条件良好的情况下，压铸件表面粗糙度一般比模具成型表面的粗糙度低两级。,D4,三、压铸件的精度、表面粗糙度及加工余量,表4-14 机械加工余量(单位：mm),（四)加工余量,D4,第二节 压铸工艺参数的选择,一、压铸压力的选择 二、压铸速度的选择 三、温度参数的选择 四、充填、持压和开模时间,D4,一、压铸压力的选择,表4-15 选择压射比压要考虑的主要因素,D4,二、压铸速度的选择,表4-16 常用的充填速度(单位：m/s),D4,三、温度参数的选择,(一)浇注温度,表4-17 各种压铸合金的浇注温度(单位：),D4,三、温度参数的选择,图4-7 压铸件力学性能与压铸模工作温度的关系 1ZL105 2ZM5,(二)压铸模的温度,D4,四、充填、持压和开模时间,(一)充填时间,表4-18 不同压铸合金的压铸模工作温度(单位：),D4,四、充填、持压和开模时间,表4-19 铸件的平均壁厚与充填时间的推荐值,D4,四、充填、持压和开模时间,表4-20 生产中常用的持压时间(单位：s),(二)持压时间和铸件在型中停留时间,D4,四、充填、持压和开模时间,表4-21 各种压铸合金常用停留时间(单位：s),D4,第三节 压铸用涂料,一、压铸涂料的作用 二、对涂料的要求 三、压铸涂料的使用,D4,一、压铸涂料的作用,1)高温时保持良好的润滑性能。 2)减少模具的热导率，保持熔融金属的流动性，从而改善金属的成形性。 3)保护模具，避免熔融金属对模具的冲刷作用，改善模具工作条件，延长模具的使用寿命。 4)预防粘模(对铝、锌合金而言)。 5)减少铸件与模具成形部分(尤其是型芯)之间的摩擦，从而减少型芯和型腔被磨损并提高铸件表面质量。,D4,二、对涂料的要求,1)在高温状态下具有良好的润滑性。 2)挥发点低，在100150时，稀释剂能很快挥发，不增加型内气体。 3)对压铸模及压铸件没有腐蚀作用。 4)性能稳定，在空气中稀释剂不应挥发过快而变稠，存放期长。 5)在高温时不会析出有害气体，并不会在压铸模型腔表面产生积垢。 6)配制工艺简单，材料来源丰富、价廉。,D4,三、压铸涂料的使用,表4-22 压铸用涂料及配制方法,D4,第四节 压铸件的清理、浸渗、后处理和表面处理,一、压铸件的清理 二、压铸件浸渗处理 三、压铸件的后处理和表面处理,D4,一、压铸件的清理,图4-8 螺壳式振动清理机 1电动机 2弹簧 3螺壳 4格栅 5喷水管 6橡皮衬 7铸件出口 8放铸件处 9铸件和磨料运动方向,D4,二、压铸件浸渗处理,压铸件内部缺陷如气孔、针孔或疏松等，可压入密封剂(浸渗剂)使其具有耐压性(气密性、防水性)，这种方法叫浸渗处理。 浸渗处理常用的方法是真空加压法。其处理工艺是：压铸件洗净、烘干，装入浸渗罐，用真空泵抽真空，使罐内真空度高于80kPa，然后吸入预热到5070的浸渗剂液体，待完全覆盖压铸件后，关闭阀门并加0.51.0MPa气压，保持1015min后除去浸渗液，取出铸件洗净，经824h干燥即成。,D4,三、压铸件的后处理和表面处理,1.压铸件的后处理,表4-23 压铸件时效退火和负温时效处理规范,2.压铸件的表面处理 为了提高压铸件的耐蚀性和美观，有时进行表面处理。,D4,第五节 半固态压铸,一、半固态压铸特点 二、半固态合金的制备 三、半固态压铸成形方法 四、半固态压铸的应用,D4,一、半固态压铸特点,1)由于降低了浇注温度，而且半固态金属在搅拌时已有50%的熔化潜热散失掉，成形模具工作温度低于普通压铸，所以大大减少了对压室、压铸型腔和压铸机组成部件的热冲击，因而可以提高压铸模的使用寿命。 2)由于半固态金属粘度比全液态金属大，内浇道处流速低，因而充填时少喷溅，无湍流，卷入的空气少，对于需要进行热处理的厚壁铸件也能压铸。 3)半固态金属浆料像软固体一样输送到压室，但压射到内浇道处或薄壁处，由于流动速率提高，使粘度降低，充模性能提高。,D4,一、半固态压铸特点,4)可精确地计量压射金属的质量，取消通常需要的保温炉，从而节约金属及能量，同时还可以改善工作环境。,D4,二、半固态合金的制备,1.机械搅拌法:由M.C.Flemings等采用的由两个同心带齿圆筒组成的搅拌装置，内筒静止，外筒旋转，从而得到非枝晶组织的半固态浆料 2.电磁搅拌法:电磁搅拌法是利用电磁感应在熔融的金属液中产生感应电流，感应电流在外加旋转磁场的作用下促使金属固液浆料激烈的搅动，使传统的枝晶组织转变为非枝晶的搅拌组织。 3.应变激活法:将常规铸锭经热态挤压预变形制成半成品棒料，通过变形破碎铸态组织，最后按需要将变形后的金属棒料分切成一定大小，加热到固液两相区等温一定时间，快速冷却后即可获得非枝晶组织铸锭。,D4,三、半固态压铸成形方法,图4-9 半固态压铸装置原理示意图 a)流变压铸 b)触变压铸 1压铸合金 2感应加热器 3冷却器 4流变铸锭 5坯料 6坯料重新加热装置 7压射室 8压铸模 9软度指示针,1.流变压铸,D4,四、半固态压铸的应用,(1)半固态金属坯料的制备技术，包括制备工艺和设备的研究，重点是如何解决成形全过程温度及固相率的严格控制问题。 (2)基础理论的研究工作，重点是半固态金属流变性能的理论研究，为半固态压铸工艺的正确设计和优化提供理论依据。 (3)半固态压铸技术在工业应用方面的试验研究工作，将实验室研究成果尽快转化为生产力。 (4)计算机应用。,2.触变压铸,D4,第六节 其他特殊压铸工艺,一、真空压铸 二、充氧压铸 三、精速密压铸 四、黑色金属压铸,D4,一、真空压铸,(一)真空压铸的特点 (二)真空压铸装置及抽空方法,图4-10 真空系统示意图 1压铸模 2真空表 3过滤器 4接头 5真空阀 6电真空表 7真空罐 8真空管道 9真空泵 10电动机,D4,一、真空压铸,图4-11 真空罩安装示意图 1真空罩 2动模 3动模架 4定模架 5压铸模 6接真空阀 通道 7弹簧垫衬,D4,一、真空压铸,图4-12 由分型面抽真空示意图 1压射室 2定模 3动模 4液压缸 5真空阀 6行程开关,(三)真空压铸模具设计,D4,二、充氧压铸,(一)充氧压铸的特点 (二)充氧压铸装置及工艺参数,图4-13 充氧压铸装置示意图 1氧气瓶 2氧气表 3氧气软管 4干燥器 5电磁阀 6节流阀 7接嘴 8动模 9定模 10压射冲头,D4,三、精速密压铸,(一)精、速、密压铸的特点,图4-14 精速密压铸原理示意图 a)开始状态 b)中间状态 c)终了状态 1外压射冲头 2内压射冲头,D4,三、精速密压铸,图4-15 补充压射冲头示意图 1补充压射冲头 2推杆,(二)精、速、密压铸的工艺控制,D4,四、黑色金属压铸,(一)黑色金属压铸模的设计特点 (二)压射机构的选择,表4-24 压射冲头与压室配合间隙(单位：mm),D4,四、黑色金属压铸,表4-25 黑色金属压铸涂料,(三)工艺规范,