壓鑄工藝成型原理及特點
壓鑄,即壓力鑄造,是將液態(tài)金屬或半液態(tài)金屬,在高壓作用下,以高的速度填充到壓鑄模的型腔中,并在壓力下快速凝固而獲得鑄件的一種方法。
壓鑄時常用壓力是從幾兆帕至幾十兆帕,填充起始速度在0.5-70m/s;壓鑄時的熔料溫度,鋁合金一般是610-670℃,鋅合金一般是400-450℃,模具溫度一般為合金溫度的三分之一。
壓鑄件的設(shè)計要求
(1) 壓鑄件設(shè)計的形狀結(jié)構(gòu)要求
合理的壓鑄件結(jié)構(gòu)不僅能簡化壓鑄模具的結(jié)構(gòu),降低制造成本,同時也能改善壓鑄件的質(zhì)量。
應(yīng)注意如下要求:
a、避免內(nèi)部側(cè)凹或盲孔結(jié)構(gòu);
b、避免或減少垂直于分型面的孔或外部盲孔結(jié)構(gòu)。
(2) 壓鑄件設(shè)計的壁厚要求
壓鑄件壁厚度(通常稱壁厚)是壓鑄工藝中的關(guān)鍵因素,如熔料填充時間的計算、凝固時間的計算、模具溫度梯度的分析、壓力(最終比壓)的作用、留模時間的長短、壓鑄件頂出溫度的高低及操作效率等等,都與壁厚有著直接的聯(lián)系。
應(yīng)注意如下要求:
a、壓鑄件壁厚偏厚會使壓鑄件的力學(xué)性能明顯下降,薄壁壓鑄件致密性好,相
對提高了鑄件強度及耐壓性;
b、壓鑄件壁厚不能太薄,太薄會造成鋁合金熔液填充不良,成型困難,使鋁合
金熔液熔接不好,并給壓鑄工藝帶來困難;
c、壓鑄件隨壁厚的增加,其內(nèi)部氣孔、縮孔等缺陷也隨之增加;
d、應(yīng)盡量保持壁厚截面的厚薄均勻一致。
根據(jù)壓鑄件的表面積大小劃分,鋅鋁合金壓鑄件的合理壁厚如下表所示:
鋅鋁合金壓鑄件的合理壁厚
(3)壓鑄件的加強筋/ 肋的設(shè)計要求
加強筋 / 肋的作用是增加壓鑄件的強度和剛性,減少鑄件收縮變形,避免工件從模具內(nèi)頂出時發(fā)生變形,作為熔料填充時的輔助回路(熔料流動的通路)。
應(yīng)注意如下要求:
壓鑄件的加強筋/肋的厚度應(yīng)小于所在壁的厚度,一般取該處壁厚的 2/3~3/4;
(4)壓鑄件的圓角設(shè)計要求
設(shè)計適當(dāng)?shù)墓に噲A角,有利于壓鑄成型,避免應(yīng)力及產(chǎn)生裂紋,并可延長壓鑄模具的壽命;當(dāng)壓鑄件需要進(jìn)行電鍍或涂覆時,圓角處可防止鍍(涂)料沉積,獲得均勻鍍(涂)層。
應(yīng)注意如下要求:
a. 壓鑄件上凡是壁與壁的連接處(模具分型面的部位除外)都應(yīng)設(shè)計成圓角;
b. 壓鑄件圓角一般取:1/2 壁厚≤R≤壁厚;
(5)壓鑄件設(shè)計的鑄造斜度要求
鑄造斜度是在脫模時,減少壓鑄件與模具型腔的摩擦,使壓鑄件容易被取出;減少鑄件表面被劃傷;延長壓鑄模使用壽命。
鋅鋁合金壓鑄件的一般最小鑄造斜度如下表所示:
鋅鋁合金壓鑄件的一般最小鑄造斜度
(6)壓鑄件的常用材料
常用壓鑄鋁合金一般有:ADC12、YL113、YL102、A380、A360 等;
常用壓鑄鋅合金一般有:3#Zn;
目前,珠江三角洲地區(qū)比較普遍的鋁合金材料是 ADC12,它在壓鑄成型性、切削性、機械性能等各方面均有較好的表現(xiàn)。
(7)壓鑄模具的常用材料
壓鑄模具型腔材料要求具有較高的冷熱疲勞抗力、良好的斷裂韌性及熱穩(wěn)定性。
常用壓鑄模具型腔材料牌號
(8)壓鑄鋁合金的壓射比
鑄件壁厚< 3mm 結(jié)構(gòu)簡單 25~35
結(jié)構(gòu)復(fù)雜 35~45
鑄件壁厚3~6mm 結(jié)構(gòu)簡單 45~60
結(jié)構(gòu)復(fù)雜 60~70
對于未注拔模角度的壓鑄件,鑄件的外側(cè)壁拔摸角度可參考表一數(shù)值,內(nèi)側(cè)壁的拔模角可參考取表一值的1/2,圓型芯按表二 數(shù)據(jù)。(以下數(shù)據(jù)是鋁合金的數(shù)據(jù))
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