壓力鑄造的基礎(chǔ)知識

　　壓力鑄造的基礎(chǔ)知識

　　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、壓鑄機分類與比較

　　壓鑄機按其工作原理結(jié)構(gòu)形式分為冷壓式壓鑄機(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。

　　冷室壓鑄機的壓室和熔爐是分開的，壓鑄時要從保溫爐中舀取金屬液倒入壓室內(nèi)，再進行壓鑄。熱室壓鑄機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，壓射機構(gòu)裝在坩堝上面，用機械機構(gòu)或壓縮空氣所產(chǎn)生的壓力進行壓鑄。

　　三、鑄造特點

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

　　1、生產(chǎn)率高，可實現(xiàn)機械化或自動化，鑄件產(chǎn)量在3000件以上時可考慮采用(見圖2-32);

　　2、生產(chǎn)適用性好，能生產(chǎn)出從簡單到相當復(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CT4)和表面質(zhì)量(最高達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，不能進行熱處理，壓鑄某些內(nèi)凹件、高熔點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，費用大，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

　　壓鑄模是進行壓鑄生產(chǎn)的主要工藝裝備。壓鑄模主要由動模和定模兩大部分組成。定模固定在定模板上。動模固定在開模機構(gòu)上，在開模機構(gòu)的驅(qū)動下實現(xiàn)壓鑄模的開合。合模后，澆道將壓鑄機的壓室與型腔連通，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，動模在開合型機構(gòu)的驅(qū)動下打開，鑄件由動模從定模中帶出，并附在動模上，最后由頂桿將鑄件從動模上頂出并被取走。

　　五、壓力鑄造的發(fā)展

　　由于壓力鑄造是在極短的時間內(nèi)完成充型過程的，很容易造成氣體的卷入而影響壓鑄件的質(zhì)量。為此發(fā)展了加氧壓鑄機和真空壓鑄機，中壓壓鑄機也獲得了較快的發(fā)展，有些壓鑄機的合型機構(gòu)采用傾斜形式。壓鑄過程自動化和壓鑄計算機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。其特點是：消除或減少了氣孔，提高鑄件的質(zhì)量;結(jié)構(gòu)簡單，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。缺點是：密封結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造和安裝較困難。

　　六、壓力鑄造計算機控制和柔性制造單元

　　壓鑄生產(chǎn)中對壓鑄過程的壓射速度、壓射力、增壓時間及對自動化裝置(噴涂、澆注、取件裝置等)采用計算機控制，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。