压铸模具设计第二章

1压铸模具设计第二章压铸过程原理及常用压铸合金2第2章压铸过程原理及常用压铸合金2.1压铸压力和压铸速度2.2液态金属充填铸型的特点2.3常用压铸合金32.1压铸压力和压铸速度1、压铸压力由压铸机的压射机构通过工作液体将压力传递给压射活塞，然后由压射活塞经压射冲头施加于压室内的金属液上。表示形式：压射力和压射比压。42.1压铸压力和压铸速度1、压铸压力压射力：压铸机压射机构中推动压射活塞的力。当无增压机构时，当有增压机构时，42DpApFgDgy42DpApFgzDgzy52.1压铸压力和压铸速度1、压铸压力压射比压：压室内金属液在单位面积上所受到的压力。压射比压与压射力成正比，而与压射冲头的截面积成反比。压铸压力通常是指压射比压。24dFAFpydyb62.1压铸压力和压铸速度2、压射比压变化曲线I、慢速封孔阶段II、充填阶段III、增压阶段IV、持压阶段72.1压铸压力和压铸速度2、压射比压变化曲线一是熔融合金在流动中的流体动压力，完成充填和成型过程；二是在充填结束后，以流体静压力形式出现的最终压力，对凝固过程中的合金进行“压实”。82.1压铸压力和压铸速度3、压铸速度概念：压射速度和充填速度。压射速度：压铸机压射缸内的液压推动压射冲头前进的速度。充填速度：液体金属在压力作用下，通过内浇道进入型腔的线速度。92.1压铸压力和压铸速度3、压铸速度充填速度需根据合金的特性和铸件的结构特点来确定，并且受压射速度、压射比压和内流道截面积三个因素影响。压铸速度通常是指充填速度。充内冲冲vAvA内冲内冲冲充AvdAAvv42102.1压铸压力和压铸速度3、压铸速度压射比压与充填速度的关系考虑摩擦引起动能损失bpgv2充bbpgpgv258.302充112.2液态金属充填铸型的特点1、喷射充填理论1932年弗洛梅尔（Frommer）根据锌合金压铸的实际经验提出液体金属的充填过程是遵循流体力学定律，并且有摩擦和涡流现象。122.2液态金属充填铸型的特点2、全壁厚充填理论勃兰特（Brandt）1937年用铝合金压入一矩形截面铸型中得出：液体金属压入型腔后，随即扩展至型壁，然后沿整个型腔截面向前充填，直到整个型腔充满金属液为止。132.2液态金属充填铸型的特点3、三阶段充填理论巴顿（Barton）于1944年提出液体金属充填铸型的过程是一个包含着流体力学和热力学的复杂过程，充填过程可分为三个阶段。(a)形成薄壳层(b)继续充填(c)即将充满(d)充满型腔后形成封闭水力学系统142.3常用压铸合金1、对压铸合金的要求高温下强度和硬度高，塑性好。收缩率小，产生裂纹和变形的倾向小。结晶温度范围小，产生缩孔、疏松倾向小。过热温度不高时流动性好，便于填充复杂型腔。与型壁产生物化作用的倾向小，减小粘模和相互合金化。152.3常用压铸合金2、锌合金压铸性能很好，易填充结晶温度范围小、不易产生疏松浇注温度较低、模具寿命较长不粘附模具型壁，不腐蚀模具力学性能较高，抗压和耐磨性好能够接受各种表面处理优点162.3常用压铸合金2、锌合金老化现象：温度低于0℃时，其冲击韧度急剧降低；温度升高时，力学性能下降，且易发生蠕变。尺寸变化：由于锌合金压铸后内部组织的变化、湿空气和高温引起的腐蚀作用，使得压铸后的铸件发生尺寸收缩。缺点172.3常用压铸合金2、锌合金182.3常用压铸合金3、铝合金密度较锌合金小，比强度大，高温、低温力学性能均很好具有良好的耐蚀性导电性和导热性均很好，切削性能也好具有较大的比热容和凝固潜热线收缩率较小，具有良好的填充性能、较小的热裂倾向优点192.3常用压铸合金3、铝合金较大的体收缩率，易在最后凝固处发生集中缩孔；铝硅系合金、纯铝易发生粘模；纯铝铸造性差，易氧化，只能用来压铸电动机转子。缺点202.3常用压铸合金3、铝合金汽车上应用摩托车上应用电动工具上应用212.3常用压铸合金4、镁合金最轻的金属结构材料，纯镁密度为1.74g/cm3，镁合金密度为1.75～1.90g/cm3，仅次于铸钛合金和高强度结构钢。镁合金具有明显的性能优势，被誉为“21世纪的绿色工程材料”。222.3常用压铸合金4、镁合金质轻，密度是铝的2/3、钢的1/4，比强度和比刚度高阻尼减振性能好，疲劳强度比铝合金高受冲击载荷所吸收的能量比铝合金大一半以上熔点低、凝固快、收缩小、不腐蚀钢质模具易于回收和切削加工良好的电磁屏蔽性能、导热导电性能脱模性能好，较小的出模斜度也不会出现粘模现象优点232.3常用压铸合金4、镁合金镁与氧的化学亲和力很大，氧化剧烈很易燃烧，在熔炼和铸造时均需采用专门的防护措施。结晶温度间隔较大，体收缩和线收缩均较大，压铸时易产生缩松和热裂。镁的标准电极电位较低，抗蚀性较低，需进行表面氧化处理和涂漆保护。缺点242.3常用压铸合金4、镁合金镁合金轮毂奔驰坐椅框架发动机笔记本外壳手机外壳照相机外壳252.3常用压铸合金5、铜合金力学性能高，绝对值超过锌、铝和镁等合金在大气中及海水中都有良好的抗蚀性能具有小的摩擦因数，耐磨性也很好疲劳极限和导热性都很高线膨胀系数较小导电性能好，具有抗磁性能优点262.3常用压铸合金5、铜合金铜合金管件水龙头内燃机轴瓦装饰器件272.3常用压铸合金6、压铸合金的选用能满足压铸件的力学性能、精度、使用温度等要求；熔点低，结晶温度范围小，熔点以上温度时有良好的流动性，凝固后收缩量小；在高温下有足够的强度和可塑性，热脆性小；有良好的物理化学性能，如耐磨性、导电性、抗蚀性等；铸造工艺性好；经济性好，原材料的成本及对生产装备的要求低，生产成本低。28本章小结了解压铸过程原理理解压铸压力、压铸速度的概念掌握压铸合金材料的性能特点和选用原则