1、专业：材料工程技术专业：材料工程技术 课型：理论课型：理论+实践实践 项目三项目三 镁合金压铸工艺镁合金压铸工艺 任务一任务一 压铸流程原理及其特点压铸流程原理及其特点 任务二任务二 压铸工艺参数（一）压铸工艺参数（一）任务三任务三 压铸工艺参数（二）压铸工艺参数（二）任务四任务四 涂料及压铸件清理涂料及压铸件清理压力压力123胀型力胀型力速度速度1 1 1教学要求：教学要求：掌握压力、速度的表示形式；掌握压力、速度的表示形式；熟悉压射力、比压及胀型力的计算方法；熟悉压射力、比压及胀型力的计算方法；了解比压的选择、压射速度和内浇口速度对铸件力学了解比压的选择、压射速度和内浇口速度对铸件力学 性
2、能的影响。性能的影响。压铸工艺是把压铸合金、压铸模和压铸机这三大生产要素有机组合压铸工艺是把压铸合金、压铸模和压铸机这三大生产要素有机组合和运用的过程。和运用的过程。压铸时，影响金属液充填成型的因素很多，压铸时，影响金属液充填成型的因素很多，正确选择和调整压铸正确选择和调整压铸工艺参数，是保证压铸件质量、发挥压铸机的最大生产率和正确设计压工艺参数，是保证压铸件质量、发挥压铸机的最大生产率和正确设计压铸模的依据。铸模的依据。压铸工艺参数主要有压射压力、压射速度、充填时间和压铸模温度压铸工艺参数主要有压射压力、压射速度、充填时间和压铸模温度等。等。一、压力一、压力 压力的产生：压力的产生：压铸过程
3、中的压力是由压铸机的压射机构产压铸过程中的压力是由压铸机的压射机构产生的，压射机构通过工作液体将压力传递给压射生的，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。的金属液上。压力表示形式：压力表示形式：压射力和比压两种。压射力和比压两种。压力传递方向示意图压力传递方向示意图1、压射力、压射力 压铸机压射缸内的工作液作用于压射冲头，使其推动金属液充填模具压铸机压射缸内的工作液作用于压射冲头，使其推动金属液充填模具型腔的力称为压射力。型腔的力称为压射力。压射力计算：压射力计算：42gyDPP式中式中：Py压射力，
4、压射力，N Pg压射缸内工作液的压力，压射缸内工作液的压力，MPa；D压射缸直径，压射缸直径，mm。2、比压、比压 sYFPP b42SdF 压射过程中，压室内单位面积上金属液所受到的静压力压射过程中，压室内单位面积上金属液所受到的静压力即压射力与即压射力与压室截面面积的比值。压室截面面积的比值。式中：式中：Py压射力，压射力，N Pb 比压，比压，MPa Fs压室截面积，可用压室直径表示，压室截面积，可用压室直径表示，mm2。d压室直径，压室直径，mm。3、比压的选择、比压的选择 表表3-5 各种压铸合金的计算压射比压各种压铸合金的计算压射比压 MPa 二、胀型力二、胀型力 压铸过程中，填充
5、结束并转为增压阶段时，作用在凝固的金属上的比压压铸过程中，填充结束并转为增压阶段时，作用在凝固的金属上的比压(增压增压比压比压)通过金属通过金属(铸件浇注系统、排溢系统铸件浇注系统、排溢系统)传递于型腔壁面，此压力称为胀型力传递于型腔壁面，此压力称为胀型力(又又称为反压力称为反压力)。胀型力可用下式表示：胀型力可用下式表示：APFbzz式中:Fz胀型力，N；Pbz增压比压，Pa；A承受胀型力的投影面积，m2。当胀型力作用在分型面上时，便为当胀型力作用在分型面上时，便为分型面胀型力分型面胀型力，而作用在型腔各个侧壁方向，而作用在型腔各个侧壁方向时，则称为时，则称为侧壁胀型力侧壁胀型力。分型面胀型
6、力公式：分型面胀型力公式：21zfzfzfFFF式中Fzf分型面胀型力(N)；Fzf1与分型面上金属的投影面积有关的胀型力(N)。Fzf2-由侧向胀型力Fzc分解到沿锁模力(合模力)方向的分力(N)。Fzf1=PbzS S=Sz+Sj+Sy+Sc式中 S-铸件总的投影面积(m2)；Sz-铸件在分型面上的投影面积(m2)；Sj-浇注系统在分型面上的投影面积(m2)；Sy-余料在分型面上的投影面积(m2)；Sc-溢流槽在分型面上的投影面积(m2)；Fzf2=Fzctg式中 Fzc-形成型腔侧壁的成型滑块活动块上所受的总压力(N)；-抽芯机构中楔块的斜面与分型面之间的夹角。其中：其中：三、速度三、速
7、度 压室内的压射冲头推动熔融金属移动时的速度称速度压室内的压射冲头推动熔融金属移动时的速度称速度(又称为冲头速度又称为冲头速度)。在压铸过程中，速度受压力的直接影响又与压力共同对内部质量、表面要求和在压铸过程中，速度受压力的直接影响又与压力共同对内部质量、表面要求和轮廓清晰程度起着重要作用。轮廓清晰程度起着重要作用。所以说，压力是速度的基础。所以说，压力是速度的基础。速度的表示形式有压射速度和内浇口速度两种。速度的表示形式有压射速度和内浇口速度两种。1、压射速度、压射速度 压射速度分为两级：压射速度分为两级：级压射速度和级压射速度和级压射速度。级压射速度。级压射速度又称为慢压射速度，级压射速度
8、又称为慢压射速度，是指冲头起始动作直至冲头将室内的金属液送是指冲头起始动作直至冲头将室内的金属液送入内浇口之前的运动速度。在这一阶段中，要求将压室中的金属液充满压室，在入内浇口之前的运动速度。在这一阶段中，要求将压室中的金属液充满压室，在既不过多降低合金液温度，又有利于排除压室中的气体的原则下，该阶段的速度既不过多降低合金液温度，又有利于排除压室中的气体的原则下，该阶段的速度应尽量的低，一般应低于应尽量的低，一般应低于0.3 m/s。级压射速度又称为快压射速度，级压射速度又称为快压射速度，该速度由压铸机的特性决定。压铸机所给定该速度由压铸机的特性决定。压铸机所给定的最高压射速度一般在的最高压射
9、速度一般在45m/s。（1）快压射速度的作用和影响）快压射速度的作用和影响 a、快压射速度对铸件力学性能的影响、快压射速度对铸件力学性能的影响 提高压射速度，提高压射速度，则动能转化为热能，可提高合金熔液的流动性，这有利于消则动能转化为热能，可提高合金熔液的流动性，这有利于消除流痕、冷隔等缺陷，也可提高力学性能和表面质量。除流痕、冷隔等缺陷，也可提高力学性能和表面质量。但速度过快时，但速度过快时，合金熔合金熔液呈雾状与气体混合，产生严重涡流包气，使力学性能下降。液呈雾状与气体混合，产生严重涡流包气，使力学性能下降。图图3-12 压射速度对力学性能的影响压射速度对力学性能的影响 图图3-12是是
10、AM60B，在浇注温度，在浇注温度680，模具，模具180下试验下试验,压射速度对力学压射速度对力学性能的关系。性能的关系。b、压射速度对填充特性的影响、压射速度对填充特性的影响 提高压射速度，使合金熔液在填充型腔时的温度上升，如图3-13所示。图图3-13 压射速度与温度上升的关系压射速度与温度上升的关系 内浇道流速有利于改善填充条件，可压铸出质量优良的复杂薄壁铸件。但压射速度过高时，填充条件恶化，在厚壁铸件中尤为显著。内浇道流速与填充流程长度的关系如图3-14所示，图中s为铸件厚度。图图3-14 内浇道流速与填充流程长度的关系内浇道流速与填充流程长度的关系（2）快压射速度的选择和考虑的因素
11、）快压射速度的选择和考虑的因素 1)压铸合金的特性压铸合金的特性 熔化潜热、合金的比热和导热性、凝固温度范围。熔化潜热、合金的比热和导热性、凝固温度范围。2)模具温度模具温度高时，压射速度可适当降低；考虑到模具的热传导状况、模具设计结构高时，压射速度可适当降低；考虑到模具的热传导状况、模具设计结构制造质量，为提高模具寿命，亦可适当限制压射速度。制造质量，为提高模具寿命，亦可适当限制压射速度。3)铸件质量要求铸件质量要求 当铸件薄壁复杂且对表面质量有较高要求时，应采用较高的压当铸件薄壁复杂且对表面质量有较高要求时，应采用较高的压射速度。射速度。（3）压射过程中速度的变化）压射过程中速度的变化 图
12、图3-15 压射过程中速度的变化曲线压射过程中速度的变化曲线N为慢压射速度，为慢压射速度，O为快压射速度，为快压射速度，P为压射平均速度，为压射平均速度，Q为凝固过程加压速度。为凝固过程加压速度。2、内浇口速度、内浇口速度 熔融金属在压力的作用下，以一定速度经过浇注系统到达内浇口，然后填充入熔融金属在压力的作用下，以一定速度经过浇注系统到达内浇口，然后填充入型腔。这个速度便称为内浇口速度（也称为充填速度）。型腔。这个速度便称为内浇口速度（也称为充填速度）。通常采用的内浇口速度范围是：通常采用的内浇口速度范围是：1570m/s。内浇口速度的高低对铸件力学性能的影响极大，内浇口速度太低，铸件强度就
13、内浇口速度的高低对铸件力学性能的影响极大，内浇口速度太低，铸件强度就会下降；内浇口速度提高，强度就会上升；而速度过高，又会导致强度下降，如图会下降；内浇口速度提高，强度就会上升；而速度过高，又会导致强度下降，如图3-16所示。所示。图3-16 内浇口速度与力学性能的关系在选用内浇口速度时，应考虑下列情况。在选用内浇口速度时，应考虑下列情况。当铸件形状复杂时，内浇口速度应高些。当铸件形状复杂时，内浇口速度应高些。当合金浇入温度低时，内浇口速度可高些。当合金浇入温度低时，内浇口速度可高些。当合金和模具材料的导热性能好时，内浇口速度应高些。当合金和模具材料的导热性能好时，内浇口速度应高些。当内浇口厚
14、度较大时，内浇口速度应高些。当内浇口厚度较大时，内浇口速度应高些。为便于生产中选定内浇口速度，将铸件的壁厚与内浇口速度的关系列于表为便于生产中选定内浇口速度，将铸件的壁厚与内浇口速度的关系列于表3-7中。中。表3-7 铸件的平均壁厚与内浇口速度的关系3、压射速度与内浇口速度的关系、压射速度与内浇口速度的关系 根据连续性原理，金属流以速度根据连续性原理，金属流以速度vc流过压室截面为流过压室截面为AS的体积应等于以的体积应等于以速度速度vn流过内浇口截面积为流过内浇口截面积为An的体积。的体积。于是于是 Asvc=Anvn 即即snncAvAv4、速度与压力的关系、速度与压力的关系 因为金属液是
15、黏性液体，因为金属液是黏性液体，它在流经浇注系统时，它在流经浇注系统时，会因摩擦而引起动能损失，会因摩擦而引起动能损失，所以内浇口速度所以内浇口速度vn与比压与比压Pb的关系式为：的关系式为：b2Pnv式中:-熔融金属的密度，kg/cm3 vn-内浇口速度，m/s Pb-压室内作用于金属上的压力，Pa;-阻力系数，=0.358。小小 结结1、压力表示形式：压射力和比压两种；、压力表示形式：压射力和比压两种；4、快压射速度和内浇口速度对铸件的影响、快压射速度和内浇口速度对铸件的影响；2、压射力、比压及胀型力的计算方法；、压射力、比压及胀型力的计算方法；3、速度的表示形式：压射速度和内浇口速度两种；、速度的表示形式：压射速度和内浇口速度两种；作作 业业1、简述压力的产生。、简述压力的产生。5、压射速度与内浇口速度的关系。、压射速度与内浇口速度的关系。
