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压铸工艺:高效压力下获得高质铸件

【摘要】:压力铸造是在高压作用下,使液态或半液态金属以较高的速度充填金属型型腔,并在压力作用下成型和凝固从而获得铸件的方法,简称为压铸。压力铸造生产率高,可实现半自动化及自动化生产。

压力铸造是在高压作用下,使液态或半液态金属以较高的速度充填金属型型腔,并在压力作用下成型和凝固从而获得铸件的方法,简称为压铸。

4.5.3.1 压铸机和压铸工艺过程

压铸是在压铸机上完成的。根据压室工作条件不同,压铸机可分为冷压室和热压室两类。热压室压铸机的压室与坩埚连成一体,而冷压室压铸机的压室是与坩埚分开的。冷压室压铸机又可分为立式冷压室压铸机和卧式冷压室压铸机两种,目前卧式冷压室压铸机应用较多,其工作原理如图4-39所示。冷压室压铸机可用于压铸熔点较高的非铁金属,如铜、铝和镁合金等。

图4-39 卧式冷压室压铸机的工作原理

压铸型是压铸生产铸件的模具,可分为定型和动型。将定量液态金属浇入压室,活塞向前推进,液态金属经浇道压入压铸型型腔中,经冷凝后开型,由推杆将铸件推出,完成压铸过程。

4.5.3.2 压力铸造的特点及应用

(1)压铸件尺寸精度高,表面质量好,尺寸公差等级为IT13~IT11,表面粗糙度Ra为6.3~1.6 μm,可不经机械加工直接使用,而且互换性好。

(2)压力铸造可以压铸壁薄、形状复杂以及具有很小的孔和螺纹的铸件,如锌合金的压铸件最小壁厚可达0.8 mm,最少铸出孔径可达0.8 mm,最小可铸螺距达0.75 mm,还能压铸镶嵌件。

(3)压铸件的强度和表面硬度较高。由于金属在压力作用下结晶且冷却速度快,铸件表层晶粒细密,其抗拉强度比砂型铸件高25%~40%。

(4)压力铸造生产率高,可实现半自动化及自动化生产。

压力铸造也存在一些不足。由于充型速度快,型腔中的气体难以排出,在压铸件内部易产生气孔,故压铸件不能进行热处理,也不宜在高温下工作,否则气孔中气体产生的热膨胀压力可能使铸件开裂。液态金属凝固快,厚壁处来不及补缩,易产生缩孔和缩松。压力铸造设备投资大,铸型制造周期长,造价高,不宜小批量生产。

压力铸造应用广泛,可用于生产锌合金、铝合金、镁合金和铜合金等铸件。铝合金铸件是产量最高的压铸件,占30%~50%;其次为锌合金压铸件;铜合金和镁合金铸件产量很小。应用压铸件最多的是汽车、拖拉机制造业,其次为仪表和电子仪器工业。此外,在农业机械、国防工业、计算机、医疗器械等制造业中,压铸件也用得较多。