壓鑄模具設(shè)計(jì)第二章

壓鑄模具設(shè)計(jì)第二章壓鑄過程原理及常用壓鑄合金1第2章壓鑄過程原理及常用壓鑄合金2.1壓鑄壓力和壓鑄速度2.2液態(tài)金屬充填鑄型的特點(diǎn)2.3常用壓鑄合金22.1壓鑄壓力和壓鑄速度1、壓鑄壓力由壓鑄機(jī)的壓射機(jī)構(gòu)通過工作液體將壓力傳遞給壓射活塞，然后由壓射活塞經(jīng)壓射沖頭施加于壓室內(nèi)的金屬液上。表示形式：壓射力和壓射比壓。32.1壓鑄壓力和壓鑄速度1、壓鑄壓力壓射力：壓鑄機(jī)壓射機(jī)構(gòu)中推動(dòng)壓射活塞的力。當(dāng)無增壓機(jī)構(gòu)時(shí)，當(dāng)有增壓機(jī)構(gòu)時(shí)，42.1壓鑄壓力和壓鑄速度1、壓鑄壓力壓射比壓：壓室內(nèi)金屬液在單位面積上所受到的壓力。壓射比壓與壓射力成正比，而與壓射沖頭的截面積成反比。壓鑄壓力通常是指壓射比壓。52.1壓鑄壓力和壓鑄速度2、壓射比壓變化曲線I、慢速封孔階段II、充填階段III、增壓階段IV、持壓階段62.1壓鑄壓力和壓鑄速度2、壓射比壓變化曲線一是熔融合金在流動(dòng)中的流體動(dòng)壓力，完成充填和成型過程；二是在充填結(jié)束后，以流體靜壓力形式出現(xiàn)的最終壓力，對(duì)凝固過程中的合金進(jìn)行“壓實(shí)”。72.1壓鑄壓力和壓鑄速度3、壓鑄速度概念：壓射速度和充填速度。壓射速度：壓鑄機(jī)壓射缸內(nèi)的液壓推動(dòng)壓射沖頭前進(jìn)的速度。充填速度：液體金屬在壓力作用下，通過內(nèi)澆道進(jìn)入型腔的線速度。82.1壓鑄壓力和壓鑄速度3、壓鑄速度充填速度需根據(jù)合金的特性和鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來確定，并且受壓射速度、壓射比壓和內(nèi)流道截面積三個(gè)因素影響。壓鑄速度通常是指充填速度。92.1壓鑄壓力和壓鑄速度3、壓鑄速度壓射比壓與充填速度的關(guān)系考慮摩擦引起動(dòng)能損失102.2液液態(tài)態(tài)金金屬屬充充填填鑄鑄型型的的特特點(diǎn)點(diǎn)1、、噴噴射射充充填填理理論論1932年年弗弗洛洛梅梅爾爾（（Frommer））根根據(jù)據(jù)鋅鋅合合金金壓壓鑄鑄的的實(shí)實(shí)際際經(jīng)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)提提出出液液體體金金屬屬的的充充填填過過程程是是遵遵循循流流體體力力學(xué)學(xué)定定律律，，并并且且有有摩摩擦擦和和渦渦流流現(xiàn)現(xiàn)象象。。112.2液液態(tài)態(tài)金金屬屬充充填填鑄鑄型型的的特特點(diǎn)點(diǎn)2、、全全壁壁厚厚充充填填理理論論勃蘭蘭特特（（Brandt））1937年年用用鋁鋁合合金金壓壓入入一一矩矩形形截截面面鑄鑄型型中中得得出出：：液液體體金金屬屬壓壓入入型型腔腔后后，，隨隨即即擴(kuò)擴(kuò)展展至至型型壁壁，，然然后后沿沿整整個(gè)個(gè)型型腔腔截截面面向向前前充充填填，，直直到到整整個(gè)個(gè)型型腔腔充充滿滿金金屬屬液液為為止止。。122.2液液態(tài)態(tài)金金屬屬充充填填鑄鑄型型的的特特點(diǎn)點(diǎn)3、、三三階階段段充充填填理理論論巴頓頓（（Barton））于于1944年年提提出出液液體體金金屬屬充充填填鑄鑄型型的的過過程程是是一一個(gè)個(gè)包包含含著著流流體體力力學(xué)學(xué)和和熱熱力力學(xué)學(xué)的的復(fù)復(fù)雜雜過過程程，，充充填填過過程程可可分分為為三三個(gè)個(gè)階階段段。。(a)形形成成薄薄殼殼層層(b)繼繼續(xù)續(xù)充充填填(c)即即將將充充滿滿(d)充充滿滿型型腔腔后后形形成成封封閉閉水水力力學(xué)學(xué)系系統(tǒng)統(tǒng)132.3常常用用壓壓鑄鑄合合金金1、、對(duì)對(duì)壓壓鑄鑄合合金金的的要要求求高溫溫下下強(qiáng)強(qiáng)度度和和硬硬度度高高，，塑塑性性好好。。收縮縮率率小小，，產(chǎn)產(chǎn)生生裂裂紋紋和和變變形形的的傾傾向向小小。。結(jié)晶晶溫溫度度范范圍圍小小，，產(chǎn)產(chǎn)生生縮縮孔孔、、疏疏松松傾傾向向小小。。過熱熱溫溫度度不不高高時(shí)時(shí)流流動(dòng)動(dòng)性性好好，，便便于于填填充充復(fù)復(fù)雜雜型型腔腔。。與型型壁壁產(chǎn)產(chǎn)生生物物化化作作用用的的傾傾向向小小，，減減小小粘粘模模和和相相互互合合金金化化。。142.3常常用用壓壓鑄鑄合合金金2、、鋅鋅合合金金壓鑄鑄性性能能很很好好，，易易填填充充結(jié)晶晶溫溫度度范范圍圍小小、、不不易易產(chǎn)產(chǎn)生生疏疏松松澆注注溫溫度度較較低低、、模模具具壽壽命命較較長長不粘粘附附模模具具型型壁壁，，不不腐腐蝕蝕模模具具力學(xué)學(xué)性性能能較較高高，，抗抗壓壓和和耐耐磨磨性性好好能夠夠接接受受各各種種表表面面處處理理優(yōu)點(diǎn)152.3常常用用壓壓鑄鑄合合金金2、、鋅鋅合合金金老化化現(xiàn)現(xiàn)象象：：溫溫度度低低于于0℃℃時(shí)時(shí)，，其其沖沖擊擊韌韌度度急急劇劇降降低低；；溫溫度度升升高高時(shí)時(shí)，，力力學(xué)學(xué)性性能能下下降降，，且且易易發(fā)發(fā)生生蠕蠕變變。。尺寸寸變變化化：：由由于于鋅鋅合合金金壓壓鑄鑄后后內(nèi)內(nèi)部部組組織織的的變變化化、、濕濕空空氣氣和和高高溫溫引引起起的的腐腐蝕蝕作作用用，，使使得得壓壓鑄鑄后后的的鑄鑄件件發(fā)發(fā)生生尺尺寸寸收收縮縮。。缺點(diǎn)162.3常常用用壓壓鑄鑄合合金金2、、鋅鋅合合金金172.3常常用用壓壓鑄鑄合合金金3、、鋁鋁合合金金密度度較較鋅鋅合合金金小小，，比比強(qiáng)強(qiáng)度度大大，，高高溫溫、、低低溫溫力力學(xué)學(xué)性性能能均均很很好好具有有良良好好的的耐耐蝕蝕性性導(dǎo)電電性性和和導(dǎo)導(dǎo)熱熱性性均均很很好好，，切切削削性性能能也也好好具有有較較大大的的比比熱熱容容和和凝凝固固潛潛熱熱線收收縮縮率率較較小小，，具具有有良良好好的的填填充充性性能能、、較較小小的的熱熱裂裂傾傾向向優(yōu)點(diǎn)182.3常常用用壓壓鑄鑄合合金金3、、鋁鋁合合金金較大大的的體體收收縮縮率率，，易易在在最最后后凝凝固固處處發(fā)發(fā)生生集集中中縮縮孔孔；；鋁硅硅系系合合金金、、純純鋁鋁易易發(fā)發(fā)生生粘粘模模；；純鋁鋁鑄鑄造造性性差差，，易易氧氧化化，，只只能能用用來來壓壓鑄鑄電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子。。缺點(diǎn)192.3常常用用壓壓鑄鑄合合金金3、、鋁鋁合合金金汽車車上上應(yīng)應(yīng)用用摩托托車車上上應(yīng)應(yīng)用用電動(dòng)動(dòng)工工具具上上應(yīng)應(yīng)用用202.3常常用用壓壓鑄鑄合合金金4、、鎂鎂合合金金最輕輕的的金金屬屬結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)材材料料，，純純鎂鎂密密度度為為1.74g/cm3，鎂鎂合合金金密密度度為為1.75～～1.90g/cm3，僅僅次次于于鑄鑄鈦鈦合合金金和和高高強(qiáng)強(qiáng)度度結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼鋼。。鎂合合金金具具有有明明顯顯的的性性能能優(yōu)優(yōu)勢(shì)勢(shì)，，被被譽(yù)譽(yù)為為““21世世紀(jì)紀(jì)的的綠綠色色工工程程材材料料”。。212.3常常用用壓壓鑄鑄合合金金4、、鎂鎂合合金金質(zhì)輕輕，，密密度度是是鋁鋁的的2/3、、鋼鋼的的1/4，，比比強(qiáng)強(qiáng)度度和和比比剛剛度度高高阻尼尼減減振振性性能能好好，，疲疲勞勞強(qiáng)強(qiáng)度度比比鋁鋁合合金金高高受沖沖擊擊載載荷荷所所吸吸收收的的能能量量比比鋁鋁合合金金大大一一半半以以上上熔點(diǎn)點(diǎn)低低、、凝凝固固快快、、收收縮縮小小、、不不腐腐蝕蝕鋼鋼質(zhì)質(zhì)模模具具易于于回回收收和和切切削削加加工工良好好的的電電磁磁屏屏蔽蔽性性能能、、導(dǎo)導(dǎo)熱熱導(dǎo)導(dǎo)電電性性能能脫模模性性能能好好，，較較小小的的出出模模斜斜度度也也不不會(huì)會(huì)出出現(xiàn)現(xiàn)粘粘模?，F(xiàn)現(xiàn)象象優(yōu)點(diǎn)222.3常常用用壓壓鑄鑄合合金金4、、鎂鎂合合金金鎂與與氧氧的的化化學(xué)學(xué)親親和和力力很很大大，，氧氧化化劇劇烈烈很很易易燃燃燒燒，，在在熔熔煉煉和和鑄鑄造造時(shí)時(shí)均均需需采采用用專專門門的的防防護(hù)護(hù)措措施施。。結(jié)晶晶溫溫度度間間隔隔較較大大，，體體收收縮縮和和線線收收縮縮均均較較大大，，壓壓鑄鑄時(shí)時(shí)易易產(chǎn)產(chǎn)生生縮縮松松和和熱熱裂裂。。鎂的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)電極電電位較低低，抗蝕蝕性較低低，需進(jìn)進(jìn)行表面面氧化處處理和涂涂漆保護(hù)護(hù)。缺點(diǎn)232.3常用用壓鑄合金金4、鎂合金金

鎂合金輪轂奔馳坐椅框架發(fā)動(dòng)機(jī)筆記本外殼殼手機(jī)外殼照相機(jī)外殼殼242.3常用用壓鑄合金金5、銅合金金力學(xué)性能高高，絕對(duì)值值超過鋅、、鋁和鎂等等合金在大氣中及及海水中都都有良好的的抗蝕性能能具有小的摩摩擦因數(shù)，，耐磨性也也很好疲勞極限和和導(dǎo)熱性都都很高線膨脹系數(shù)數(shù)較小導(dǎo)電性能好好，具有抗抗磁性能優(yōu)點(diǎn)252.3常用用壓鑄合金金5、銅合金金銅合金管件件水龍頭內(nèi)燃機(jī)軸瓦瓦裝飾器件262.3常用用壓鑄合金金6、壓鑄合合金的選用用能滿足壓鑄鑄件的力學(xué)學(xué)性能、精精度、使用用溫度等要要求；熔點(diǎn)低，結(jié)結(jié)晶溫度范范圍小，熔熔點(diǎn)以上溫溫度時(shí)有良良好的流動(dòng)動(dòng)性，凝固固后收縮量量小；在高溫下有有足夠的強(qiáng)強(qiáng)度和可塑塑性，熱脆脆性?。挥辛己玫奈镂锢砘瘜W(xué)性性能，如耐耐磨性、導(dǎo)導(dǎo)電性、抗抗蝕