压铸工艺基础及优化.ppt

* 压铸工艺 基础与优化 壓鑄工藝 熔解及固化是壓鑄工藝中兩個最重要的過程 熔解 由于合金内包含不同的元素，合金从固态转为液态 ，或由液态转为固态，是在一个熔解温区内出现，与单一元素的熔点有异。 “铸造温度” 是高于合金的熔解温区，而此温度差异称为 “过热”，因应不同的铸造工艺，温度差距在 100°C 或以上。 固化 不同的鑄造工藝，鑄件的組織及其質量完全取決於冷卻(固化)的速度及方式。 枝状 较沙铸小 微秒 最 快 压 铸 枝状 约 250μm 分 …秒 分 …秒 最 慢 较 快 沙 铸 重力铸造 组织 计时单位 固化 (冷却)速度 铸造种类 在高壓鑄造的過程中，液態合金以極高速度射進模腔，溫度一般在固化溫度 +300°C。 以 A380鋁合金為例： 壓射溫度為 680°C ± 20 °C 鑄件取出溫度為 350 °C 固化所需移除熱能約為 700 – 800 kJ/kg (即模具冷 卻值) - 注射週期取決於冷卻能力 压铸过程可分三个部分 第一階段 液态金属以较低速送达浇口 时间设定一般在 1-4 秒 第二階段 根据不同工艺或模具，液态金属以高速充填模腔， 所需时间一般约为 0.01 – 0.3 秒 第三階段 保壓，一般壓力設定在 400 – 1000 bar 之間 第一階段 可控进给 一般进给 第一阶段中如可控制进给的速度，可避免液态金属卷入空气，提高最终铸件质量。 料筒充填率對壓鑄過程的影響 60 % 40 % 热含量高，较省能源 较短周期 较短料筒 料筒内壁侵蚀较大 第一阶段调控困难 料筒较短，可能上料有困難 料筒較長，一速較易調控 料筒內壁侵蝕較少 需移走的空氣較多 熱含量低，需較大能源 槌頭與料筒的配合 料筒末端錐度 冷卻管道 槌頭 間隙 由於槌頭及料管物料膨脹度有異，造成兩者之間的間隙變化。間隙大於 0.12mm 時，液態金屬可穿越間隙倒射，做成危險。 一般建議室溫下槌頭與料管間隙值為： 槌頭直徑 (mm) 間隙 (mm) 60 0.05 80 0.06 100 – 140 0.08 第二階段 (充填) 要達致合適及對模具沖蝕最少的理想壓射效果，我們必須考慮以下各點 - 澆口速度 vMA - 模腔充填時間 tF 第二階段 (充填) 澆口速度 vMA 标准范围 20-60 m/s 大部分模具 40-60 m/s 实时控制应用 20-120 m/s 模腔充填時間 tF 标准范围 0.01 – 0.3 s 大部分模具 0.03 – 0.1 s (取決於鑄件最小壁厚及最後充填部分的厚度) 0.08 – 0.30 6.4 0.05 – 0.10 3.0 0.02 – 0.06 2.0 0.01 – 0.03 1.5 充填時間 (s) 鑄件壁厚(mm) 澆口速度 vMA 最高澆口速度受以下因素影响： 1) 冲击角 2) 金属温度 3) 金属种类 4) 金属质量 5) 模具表面 6) 模具溫度 澆口速度應用實例 最高澆口速度在 20 – 30 m/s 紅色部分較易被沖蝕 最高澆口速度在 30 – 45 m/s 紅色部分較易出現氣孔 最高澆口速度在 40 – 60 m/s 紅色部分較易出現氣孔 应注意那儿 ? 较满的料筒与浇口速度有否关连 ? 较小量的料筒与浇口速度有否关连 ? 金屬流動 要達到理想的充填效果，必須了解金屬在模腔內的流動情況，以下因素必須考慮： 1) 澆口位置 2) 澆口速度 3) 第一階段轉入第二階段點 4) 進入模腔時金屬流速 5) 金屬溫度 6) 合金種類 (黏度) 7) 模具溫度 (充填中固化情況) 8) 脫模劑薄膜 (模腔表面) 最理想的狀態是金屬能平穩而順暢地填滿模腔，並把所有模腔中的空氣經由溢流池排出 (自然或真空輔助)。 過程亦不應對模具做成太大損害，包括侵蝕、氣蝕、沖刷或黏合。 基本流層概念 主要分為兩種 平 流 在流道中应维持此状态 乱 流 在浇口或模腔中状态 实