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1、压铸模具设计压铸模具设计第二章第二章压铸过程原理压铸过程原理(yunl)及常用压及常用压铸合金铸合金1第一页，共27页。第第2章压铸过程章压铸过程(guchng)原理及常用原理及常用压铸合金压铸合金2第二页，共27页。n1、压铸压力、压铸压力n由由压压铸铸机机的的压压射射机机构构通通过过工工作作液液体体将将压压力力传传递递给给压压射射活活塞塞，然然后后由由压压射射活活塞塞经经压压射射冲冲头头施施加加于于压压室室内内的的金金属属液液上。上。n表表示示(biosh)形形式式：压压射射力力和和压压射射比比压。压。3第三页，共27页。n1、压铸压力、压铸压力n压压射射力力：压压铸铸机机压压射射机机构构
2、中中推推动动(tu dng)压射活塞的力。压射活塞的力。n当无增压机构时，当无增压机构时，n当有增压机构时，当有增压机构时，4第四页，共27页。n1、压铸压力、压铸压力n压压 射射 比比 压压：压压 室室 内内 金金 属属 液液 在在 单单 位位(dnwi)面积上所受到的压力。面积上所受到的压力。n压压射射比比压压与与压压射射力力成成正正比比，而而与与压压射射冲头的截面积成反比。冲头的截面积成反比。n压铸压力通常是指压射比压。压铸压力通常是指压射比压。5第五页，共27页。n2、压射比压变化、压射比压变化(binhu)曲线曲线nI、慢慢速速封封孔孔阶阶段段(jidun)nII、充充 填填 阶阶
3、段段(jidun)nIII、增增 压压 阶阶 段段(jidun)nIV、持持 压压 阶阶 段段(jidun)6第六页，共27页。n2、压射比压变化曲线、压射比压变化曲线n一一是是熔熔融融合合金金(hjn)在在流流动动中中的的流流体体动压力，完成充填和成型过程；动压力，完成充填和成型过程；n二二是是在在充充填填结结束束后后，以以流流体体静静压压力力形形式式出出现现的的最最终终压压力力，对对凝凝固固过过程程中中的的合金合金(hjn)进行进行“压实压实”。7第七页，共27页。n3、压铸速度、压铸速度n概念概念(ginin)：压射速度和充填速度。：压射速度和充填速度。n压压射射速速度度：压压铸铸机机压
4、压射射缸缸内内的的液液压压推推动压射冲头前进的速度。动压射冲头前进的速度。n充充填填速速度度：液液体体金金属属在在压压力力作作用用下下，通过内浇道进入型腔的线速度。通过内浇道进入型腔的线速度。8第八页，共27页。n3、压铸速度、压铸速度n充充填填(chn tin)速速度度需需根根据据合合金金的的特特性性和和铸铸件件的的结结构构特特点点来来确确定定，并并且且受受压压射射速速度度、压压射射比比压压和和内内流流道道截截面面积积三个因素影响。三个因素影响。n压压铸铸速速度度通通常常是是指指充充填填(chn tin)速速度。度。9第九页，共27页。n3、压铸速度、压铸速度n压射比压与充填速度的关系压射比
5、压与充填速度的关系n考虑摩擦考虑摩擦(mc)引起动能损失引起动能损失10第十页，共27页。n1、喷喷射射充充填填(chn tin)理论理论 n1932年年 弗弗 洛洛 梅梅 尔尔（Frommer）根根据据锌锌合合金金压压铸铸的的实实际际经经验验提提出出液液体体金金属属的的充充填填(chn tin)过过程程是是遵遵循循流流体体力力学学定定律律，并并且且有有摩摩擦擦和和涡涡流流现现象。象。11第十一页，共27页。n2、全壁厚充填理论、全壁厚充填理论n勃勃兰兰特特（Brandt）1937年年用用铝铝合合金金压压入入一一矩矩形形截截面面铸铸型型中中得得出出：液液体体金金属属压压入入型型腔腔后后，随随即
6、即扩扩展展至至型型壁壁，然然后后沿沿整整个个型型腔腔截截面面向向前前充充填填，直直到到(zhdo)整整个个型型腔腔充充满满金金属属液液为止。为止。12第十二页，共27页。n3、三阶段充填理论、三阶段充填理论n巴巴顿顿（Barton）于于1944年年提提出出液液体体金金属属充充填填铸铸型型(zh xn)的的过过程程是是一一个个包包含含着着流流体体力力学学和和热热力力学学的的复复杂杂过过程程，充填过程可分为三个阶段。充填过程可分为三个阶段。(a)(a)形成薄壳层形成薄壳层(b)(b)继续充填继续充填(c)(c)即将充满即将充满(chngmn)(d)(chngmn)(d)充满充满(chngmn)(c
7、hngmn)型腔型腔后形成封闭水力学系统后形成封闭水力学系统13第十三页，共27页。n1、对压铸合金的要求、对压铸合金的要求n高高温温下下强强度度和和硬硬度度(yngd)高高，塑塑性性好。好。n收缩率小，产生裂纹和变形的倾向小。收缩率小，产生裂纹和变形的倾向小。n结结晶晶温温度度范范围围小小，产产生生缩缩孔孔、疏疏松松倾倾向小。向小。n过过热热温温度度不不高高时时流流动动性性好好，便便于于填填充充复杂型腔。复杂型腔。n与与型型壁壁产产生生物物化化作作用用的的倾倾向向小小，减减小小粘模和相互合金化。粘模和相互合金化。14第十四页，共27页。n2、锌合金、锌合金n压铸性能很好，易填充压铸性能很好，
8、易填充n结晶温度范围小、不易产生疏松结晶温度范围小、不易产生疏松n浇注温度较低、模具寿命较长浇注温度较低、模具寿命较长n不粘附模具型壁，不腐蚀模具不粘附模具型壁，不腐蚀模具n力学性能较高，抗压和耐磨性好力学性能较高，抗压和耐磨性好n能够能够(nnggu)接受各种表面处理接受各种表面处理优优点点15第十五页，共27页。n2、锌合金、锌合金n老老化化现现象象：温温度度低低于于0时时，其其冲冲击击韧韧度度急急剧剧降降低低；温温度度升升高高时时，力力学学性性能能下降，且易发生蠕变。下降，且易发生蠕变。n尺尺寸寸变变化化：由由于于锌锌合合金金压压铸铸后后内内部部组组织织的的变变化化、湿湿空空气气和和高高
9、温温引引起起的的腐腐蚀蚀作作用用(zuyng)，使使得得压压铸铸后后的的铸铸件件发生尺寸收缩。发生尺寸收缩。缺缺点点16第十六页，共27页。n2、锌合金、锌合金17第十七页，共27页。n3、铝合金、铝合金n密密度度较较锌锌合合金金小小，比比强强度度大大，高高温温、低温力学性能均很好低温力学性能均很好n具有良好的耐蚀性具有良好的耐蚀性n导导电电性性和和导导热热性性均均很很好好，切切削削性性能能也也好好n具具有有较较大大(jio d)的的比比热热容容和和凝凝固固潜潜热热n线线收收缩缩率率较较小小，具具有有良良好好的的填填充充性性能能、较小的热裂倾向较小的热裂倾向优优点点18第十八页，共27页。n3
10、、铝合金、铝合金(hjn)n较较大大的的体体收收缩缩率率，易易在在最最后后凝凝固固处处发发生集中缩孔；生集中缩孔；n铝硅系合金铝硅系合金(hjn)、纯铝易发生粘模；、纯铝易发生粘模；n纯纯铝铝铸铸造造性性差差，易易氧氧化化，只只能能用用来来压压铸电动机转子。铸电动机转子。缺缺点点19第十九页，共27页。n3、铝合金、铝合金汽车汽车(qch)上应用上应用摩托车上应用摩托车上应用(yngyng)电动工具上应用电动工具上应用(yngyng)20第二十页，共27页。n4、镁合金、镁合金n33，仅次于铸钛合金和高强度结构钢。，仅次于铸钛合金和高强度结构钢。n镁镁合合金金具具有有明明显显的的性性能能优优势
11、势，被被誉誉为为“21世纪世纪(shj)的绿色工程材料的绿色工程材料”。21第二十一页，共27页。n4、镁合金、镁合金n质质轻轻，密密度度是是铝铝的的2/3、钢钢的的1/4，比比强强度度和和比比刚度高刚度高n阻尼减振性能好，疲劳强度比铝合金高阻尼减振性能好，疲劳强度比铝合金高n受冲击载荷所吸收的能量比铝合金大一半以上受冲击载荷所吸收的能量比铝合金大一半以上n熔点低、凝固快、收缩小、不腐蚀钢质模具熔点低、凝固快、收缩小、不腐蚀钢质模具n易于回收和切削加工易于回收和切削加工(ji gng)n良好的电磁屏蔽性能、导热导电性能良好的电磁屏蔽性能、导热导电性能n脱脱模模性性能能好好，较较小小的的出出模模
12、斜斜度度也也不不会会出出现现粘粘模模现象现象优优点点22第二十二页，共27页。n4、镁合金、镁合金n镁镁与与氧氧的的化化学学亲亲和和力力很很大大，氧氧化化剧剧烈烈很很易易燃燃烧烧，在在熔熔炼炼和和铸铸造造时时均均需需采采用用专门专门(zhunmn)的防护措施。的防护措施。n结结晶晶温温度度间间隔隔较较大大，体体收收缩缩和和线线收收缩缩均较大，压铸时易产生缩松和热裂。均较大，压铸时易产生缩松和热裂。n镁镁的的标标准准电电极极电电位位较较低低，抗抗蚀蚀性性较较低低，需进行表面氧化处理和涂漆保护。需进行表面氧化处理和涂漆保护。缺缺点点23第二十三页，共27页。n4、镁合金、镁合金 镁合金轮毂奔驰坐椅
13、框架奔驰坐椅框架发动机发动机笔记本外壳笔记本外壳(wi k)手机手机(shu j)外壳外壳照相机外壳照相机外壳(wi k)24第二十四页，共27页。n5、铜合金、铜合金n力力学学性性能能高高，绝绝对对值值超超过过(chogu)锌、铝和镁等合金锌、铝和镁等合金n在在大大气气中中及及海海水水中中都都有有良良好好的的抗抗蚀蚀性性能能n具有小的摩擦因数，耐磨性也很好具有小的摩擦因数，耐磨性也很好n疲劳极限和导热性都很高疲劳极限和导热性都很高n线膨胀系数较小线膨胀系数较小n导电性能好，具有抗磁性能导电性能好，具有抗磁性能优优点点25第二十五页，共27页。n5、铜合金、铜合金铜合金管件铜合金管件水龙头水龙
14、头内燃机轴瓦内燃机轴瓦(zhuw)装饰装饰(zhungsh)器件器件26第二十六页，共27页。n6、压铸合金的选用、压铸合金的选用n能能 满满 足足 压压 铸铸 件件 的的 力力 学学 性性 能能、精精 度度、使使 用用(shyng)温度等要求；温度等要求；n熔熔点点低低，结结晶晶温温度度范范围围小小，熔熔点点以以上上温温度度时时有有良好的流动性，凝固后收缩量小；良好的流动性，凝固后收缩量小；n在高温下有足够的强度和可塑性，热脆性小；在高温下有足够的强度和可塑性，热脆性小；n有有良良好好的的物物理理化化学学性性能能，如如耐耐磨磨性性、导导电电性性、抗蚀性等；抗蚀性等；n铸造工艺性好；铸造工艺性好；n经经济济性性好好，原原材材料料的的成成本本及及对对生生产产装装备备的的要要求求低，生产成本低。低，生产成本低。27第二十七页，共27页。