鋁合金壓鑄件成型原理

　　鋁合金壓鑄件成型原理

　　鋁合金壓鑄件必須有模具成型，與壓鑄機(jī)、鋁合金組合加以綜合運(yùn)用的過程。壓鑄工藝原理是利用高壓將金屬液高速流入一精密金屬模具型腔內(nèi)，金屬液在壓力作用下冷卻凝固成鑄件。冷、熱室壓鑄是壓鑄工藝的兩種基本方式。冷室壓鑄中金屬液由手工或自動(dòng)澆注裝置澆入壓室內(nèi)，然后壓射沖頭前進(jìn)，將金屬液壓入型腔。在熱室壓鑄工藝中，壓室垂直于坩堝內(nèi)，金屬液通過壓室上的進(jìn)料口自動(dòng)流入壓室。壓射沖頭向下運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)金屬液通過鵝頸管進(jìn)入型腔，金屬液凝固后，壓鑄模具打開，取出鑄件，完成整個(gè)壓鑄形成工藝過程。

合理設(shè)計(jì)加工余量壓鑄件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免機(jī)加工

合理設(shè)計(jì)加工余量

　　壓鑄件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免機(jī)加工，機(jī)加工會(huì)破壞零件表面的致密層，影響零件機(jī)械性能;會(huì)使壓鑄件的內(nèi)部的氣孔暴露，影響表面質(zhì)量，同時(shí)也會(huì)增加零件成本。壓鑄件無法避免機(jī)加工時(shí)，應(yīng)盡量避免切削量較大的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)盡量便于機(jī)加或減小機(jī)加面積，減小機(jī)加成本。

　　壓鑄件上部分尺寸精度要求較高，或某些平面表面粗糙度要求高，壓鑄工藝很難達(dá)到要求，這時(shí)候就需要進(jìn)行后續(xù)加工，對(duì)這部分結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量預(yù)留加工余量。壓鑄件表面的強(qiáng)度，硬度比內(nèi)部高，機(jī)加工時(shí)要注意保留表面的致密度，所以機(jī)加工的余量也不能余量過度，機(jī)加過多很可能會(huì)產(chǎn)生氣孔，外表面缺陷。表4為機(jī)加余量預(yù)留參考。

壓鑄有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

1、非常高的尺寸性，在鑄件部件中小公差是可能的；

2、需要更低的機(jī)械公差和更少的加工；

3、可生產(chǎn)空心柱狀鑄件，例如軸承體、窄鉆孔鑄件和在鑄件上刻字的鑄件；

4、生產(chǎn)率高，生產(chǎn)時(shí)間短；

5、壓鑄中模具在壓強(qiáng)為15～120MPa的條件下填充。在凝固過程中壓力一直起作用。壓力在鑄造機(jī)器中產(chǎn)生，并且通過活塞應(yīng)用于熔體中，而活塞漿熔融金屬注入到模具中。通過這種方法可以生產(chǎn)出壁厚少于1mm、具有鋒利邊緣的鑄件。較高的鑄造壓力導(dǎo)致了較高的金屬流動(dòng)粘度（10～150m/a）和較短的填充時(shí)間（150～20ms）。這也意味著當(dāng)逐漸與模具表面接觸時(shí)，盡管冷卻速度很快，但是在模具沒有完全填滿之前是不會(huì)凝固的。真因?yàn)檫@個(gè)原因，的模具填充是非常重要的。在模具表面起作用的高壓也會(huì)產(chǎn)生壓力，使兩個(gè)半模具分開，而這個(gè)力與相應(yīng)的“緊鎖力”相反。這些力給模具很大的負(fù)載，不像再冷鑄中那樣，需要使用熱工作鋼和小盒及帶有穩(wěn)定夾架的固態(tài)模具。與機(jī)器有關(guān)聯(lián)的水壓?jiǎn)卧惭b了一個(gè)高壓蓄水池，并且控制機(jī)器需要廣泛的自動(dòng)化。所有的這些都加倍了機(jī)械和工具的成本。生產(chǎn)的高尺寸性和表面性質(zhì)，和高產(chǎn)量共同使這個(gè)工藝更加經(jīng)濟(jì)，尤其是對(duì)于長(zhǎng)周期的工藝。這些也是為和壓鑄比其他鑄造工藝更廣泛用于鋁合金的原因。所有模具部件的負(fù)載增大了鑄件的壓力，因此砂芯使用時(shí)不能超過特定的溫度（比低壓壓鑄中的溫度高）。金屬核心必須拔出以便允許鑄件能從模具中取出，他在實(shí)踐中是不能用做凹槽的，這也限制了壓鑄件的設(shè)計(jì)。然而在很多情況下，可以找到合適的方法彌補(bǔ)這個(gè)缺陷。

鋅合金的液態(tài)收縮和凝固收縮愈大，縮孔的體積就愈大。

　　1、縮松

　　縮松是鋅合金壓鑄件凝固的區(qū)域沒能獲得液態(tài)合金的補(bǔ)造成的分散、細(xì)小的縮孔。

　　根據(jù)的分布形態(tài)，縮松分為宏觀縮松和微觀縮松兩類：

　　(1)宏觀縮松指用肉眼或放大鏡可以看到的細(xì)小孔洞。通常出現(xiàn)在縮孔的下方。

　　(2)微縮縮松是指分布在枝晶間的微小孔洞，在顯微鏡下才能看到。這種縮松的分布面更大，甚至遍及鑄件整個(gè)截面，也很難完全避免。對(duì)于一般鑄件也不作為非良品對(duì)待，除非一些對(duì)致密性和機(jī)械性能要求很高的鋅合金壓鑄件。

　　總之，傾向于逐層凝固的合金，如純金屬、共晶成分的合金或結(jié)晶溫度范圍窄的合金，形成縮孔的傾向大，不易形成縮松;而另一些傾向于糊狀凝固的合金如結(jié)晶溫度范圍寬的合金，產(chǎn)生縮孔的傾向小，卻極易產(chǎn)生縮松。因此縮孔和縮松可在一定范圍內(nèi)互相轉(zhuǎn)化。

　　縮孔和縮松的防止妙招：

　　采用適當(dāng)?shù)墓に嚧胧?，使鑄件實(shí)現(xiàn)“順序凝固”，即可獲得無縮孔的鑄件。

　　所謂順序凝固是指，采用一些適當(dāng)?shù)墓に嚧胧?，使鑄件遠(yuǎn)離冒口或澆口的部位先凝固。這樣，鑄件先凝固部位I的由凝固引起的體積縮減，可由較后凝固的部位II的液態(tài)合金補(bǔ)充;部位II的收縮由部位III的液態(tài)合金補(bǔ)充;部位III的收縮由冒口中的液態(tài)合金來補(bǔ)充，使鑄件各部位的收縮均能獲得補(bǔ)充，將縮孔轉(zhuǎn)移至冒口中。去除冒口，獲得致密的鑄件。