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压铸设备压铸设备科：李国正科：李国正 压铸工艺技术培训 浙江浩天实业有限公司 外贸压铸厂 压铸设备压铸设备科：李国正科：李国正 压铸基本原理 压铸设备压铸设备科：李国正科：李国正 压铸材料 牌 号 Si Fe Cu Mn Mg Ni Zn Tin Ti 其他杂质总 和 A380 7.5-9.5 0.8max 3.0-4.0 0.5max 0.1max 0.5max 3.0max 0.35 max / 0.5 max 383 9.5-11.5 0.8max 2.0-3.0 0.5max 0.1max 0.3max 3.0max 0.15 max / 0.5 max ADC10 7.5-9.5 08ma x 2.0-4.0 0.5max 0.3max 0.5max 1.0max 0.2max 余量 ADC12 9.6-12.0 08ma x 1.5-3.5 0.5max 0.3max 0.5max 1.0max 0.2max 余量 压铸所用材料多为有色合金,如铝合金、锌合金、镁合金、铜合金，因我公司都 是铝合金，所以介绍压铸铝合金的材料。 压铸设备压铸设备科：李国正科：李国正 压铸铝合金各元素的组成和影响 1. 硅（Si） 硅是大多数压铸铝合金的主要元素。它能改善合金的铸造性能。硅与铝能组成固溶体。 2. 铜（Cu） 铜和铝组成固溶体，当温度在548时，铜在铝中的溶解度应为5.65，室温时降至0.1左右，增加含铜量， 能提高合金的流动性，抗拉强度和硬度，但降低了耐蚀性和塑性，热裂倾向增大。 3. 镁（Mg） 在高硅铝合金中加入少量（约0.20.3）的镁，可提高强度和屈服极限，提高了合金的切削加工性。 含镁8的铝合金具有优良的耐蚀性，但其铸造性能差，在高温下的强度和塑性都低，冷却时收缩大，故易产 生热裂和形成疏松。 4. 锌（Zn） 锌在铝合金中能提高流动性，增加热脆性，降低耐蚀性，故应控制锌的含量在规定范围中。 5. 铁（Fe） 在所有铝合金中都含有害杂质。 6.锰（Mn） 锰在铝合金中能减少铁的有害影响，能使铝合金中由铁形成的片状或针状组织变为细密的晶体组织，故一般 铝合金允许有0.5以下的锰存在。含锰量过高时，会引起偏析。 7. 镍（Ni） 镍在铝合金中能提高合金的强度和硬度，降低耐蚀性。镍与铁的作用一样，能减少合金对模具的熔蚀，同时 又能中和铁的有害影响，提高合金的焊接性能。当镍含量在11.5时，铸件经抛光能获得光洁的表面。由 于镍的来源缺乏，应尽量少采用含镍的铝合金。 8. 钛（Ti） 铝合金中加入微量的钛，能显著细化铝合金的晶粒组织，提高合金的机械性能 压铸设备压铸设备科：李国正科：李国正 压铸过程主要工艺参数压铸过程主要工艺参数 工艺参数工艺参数:生产中的过程工艺参数对产品质量和过程的稳定起到很关键的作用，主要 的参数有压射力、压射速度、快压射行程、温度以及保压时间和留模时间 压铸设备压铸设备科：李国正科：李国正 压铸过程主要工艺参数压铸过程主要工艺参数 压射力压射力:压射力是压铸机压射机构中推动压射活塞运动的力 ， 压射力大，结晶细，细晶层增厚，由于填充特性改善，表面质 量提高，气孔影响减轻，从而抗拉强度提高，但延伸率有所降 低。 压射速度压射速度：压室内的压射冲头推动金属移动时的速度称为压射 速度 ，而压射速度分为两级，级压射速度亦称为慢压射速度， 这级速度是指冲头起始动作直至冲头将室内的金属送入内浇口 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，在既不过多地降低合金液温度又有利于排除压室中的气体 的原则下，该阶段速度应尽量低，一般为0.2-0.3米/秒。级压 射速度又称快压射速度。这个速度由压铸机的特性所决定。 压铸设备压铸设备科：李国正科：李国正 压铸过程主要工艺参数压铸过程主要工艺参数 快压射行程快压射行程：指快压射开始到结束中间的距离，对产品质量的影响最为关 键，行程太大则卷气严重，太小则可能充填不良 温度温度：温度包括金属液温度和模具温度，温度控制是获得优良铸件的重要 因素。 一般铝合金压铸铝液的温度要求为620-680，模具的温度为180-250 保压时间保压时间：指压射结束后，作用在模具型腔上的压力维持在恒定值的时间， 根据铸件内浇口和铸件壁厚的不同，一般为2-5秒 留模时间留模时间：留模时间是压铸过程中，从持压终了至开模顶出铸件的这段时 间。足够的留模时间，是使铸件在模具内得到充分凝固和适度的冷却使之 具有一定的强度，在开模和顶出时，铸件不致产生变形或拉裂。 留模时间 的选择，通常以顶出铸件不变形、不开裂的最短时间为宜。一般铝合金根 据壁厚的不同在5-12秒之间。 压铸设备压铸设备科：李国正科：李国正 压铸件设计压铸件设计 为从根本上防止不良品的发生，并以低成本大批量生产压铸件，必须使压铸件的设计适合 于压铸生产，良好的压铸件设计可以保证模具的寿命和生产的可靠性以及良好的良品率，下 面从压铸件的结构和工艺方面讲解一下设计的原则和要求。 一、设计时避免内侧凹和尽量减少侧抽芯数量 压铸设备压铸设备科：李国正科：李国正 压铸件设计压铸件设计 二、压铸件壁厚的设计 压铸件的壁厚一般为2-5毫米，一般认为7毫米以上的壁厚是不好的，因为其强 度随壁厚的增加而下降。另外壁厚的设计应遵循尽量等壁厚的原则，主要防止局部 热节和不同厚度产生的收缩应力有大的差异而引起内部气孔和变形、裂纹等缺陷。 压铸设备压铸设备科：李国正科：李国正 压铸件设计压铸件设计 三、压铸件的截面设计 下图为压铸件典型的截面形状 下图为的截面形状左三个是厚壁的截面形状，右面三个是壁减薄了的形状，但 需要侧抽芯才能成型，增加了模具成本，同时还可能产生变形，所以不是理想的截 面形状 压铸设备压铸设备科：李国正科：李国正 压铸件设计压铸件设计 四、压铸件的加强筋设计 加强筋的作用是壁厚减薄后提高零件的强度和刚性，减少铸件的收缩或顶出变 形，有的筋还起到液流的导向作用，一般筋的厚度小于所连接的壁厚厚度，一般为 壁厚的2/3-3/4，筋的布置原则一是要尽量对称，二是尽量避免筋与筋之间对同一部 位的加固和交叉，尽量避免筋的数量过于密集，三是筋的布置方案考虑避免零件包 定模的情况，四是考虑设置防零件变形的筋 压铸设备压铸设备科：李国正科：李国正 压铸件设计压铸件设计 五、压铸件的圆角设计 铸件除有特殊配合要求的地方，尽量所有的部位都设计圆角，圆角的作用是避 免应力集中而开裂，同时延长模具寿命，另外当零件有表面处理要求时，圆角处可 获得均匀涂层 压铸设备压铸设备科：李国正科：李国正 压铸件设计压铸件设计 六、压铸件的拔模斜度设计 拔模斜度的作用是使产品顺利脱模，减少零件的包紧力和避免零件拉伤，下表 中列出的是可压铸零件的最小斜度，允许的情况下尽量取大的斜度，一般范围为单 边1-3度 压铸设备压铸设备科：李国正科：李国正 压铸件设计压铸件设计 七、压铸件的工艺顶出位置的设计 压铸过程中开模后产品包在动模上，必须靠模具的顶针顶出，所以产品要有足 够的位置放置顶针，压铸产品的顶针直径一般都是5毫米以上，5毫米以下的生产中 经常折断，所以不建议采用，设计压铸产品时要事先考虑有否足够的顶出空间和位 置，尽量避免采用异形顶针而采用圆形顶针，同时注意顶针的位置要与型壁之间保 留足够距离，一般大于3毫米 压铸设备压铸设备科：李国正科：李国正 压铸件设计压铸件设计 八、压铸件的减少后续加工设计 压铸件能达到较高的尺寸精度，故多数表面和部件不需要机械加工，可直接装配 使用，同时因以下两个原因也不支持机械加工，一是铸件的表皮坚硬耐磨，加工后会 失去这个冷硬层，二是压铸件内部通常会有气孔的存在，分散细小的气孔是不影响使 用的，加工后反而暴漏了气孔影响外观和使用功能，即使有特殊的要求需要机械加工 也应合理控制加工余量，减少加工时间和暴漏气孔的机会，一般加工余量都控制在 0.8以下，为了尽量减少机械加工，一就要求合理制订图纸的公差，能保证零件的安 装即可，不适当的公差范围就会增加后续的机械加工，二是合理设计减少零件的收缩 变形，三是有角度的安装孔可以考虑对接异形孔 C 椭圆中心详见局部视图 椭圆 2 (长轴 22mm,短轴 21.4mm) 椭圆 1 (长轴 15.6 mm,短轴 14.6mm) 压铸设备压铸设备科：李国正科：李国正 压铸件设计压铸件设计 九、压铸件设计中的嵌入嵌件设计 压铸件中能铸入金属或非金属嵌件，主要为了提高局部的强度耐磨性或形成难以 成型的内腔，嵌件埋入金属的部分要设计防转和防止轴向移动的形状同时要考虑嵌件 放入模具的方便性和承受金属液冲击的稳定性 压铸设备压铸设备科：李国正科：李国正 压铸件常见缺陷压铸件常见缺陷 缺陷类 型 图片 特征 产生原因 排除措施 流痕 铸件表面上 呈现与金属液流 动方向相一致的， 用手感觉得出的 局部下陷光滑纹 路。 两股金属流不同步充满型 腔而留下的痕迹. 模具温度低，如锌合金模 温低于150，铝合金模温低 于 180，都易产生这类缺 陷. 填充速度太高. 涂料用量过多. 调整内浇口截面积或位置。 调整模具温度，增大溢流槽。 适当调整填充速度以改变金属液填充型腔的 流态。 涂料适用薄而喷匀。 冷隔 温度较低的 金属流互相对接 但未熔合而出现 的缝隙。呈现不 规则的线形，有 穿透的和不穿透 的两种，在外力 作用下有发展趋 势。 金属液浇注温度低或模具 温度低. 合金成分不符合标准，流 动性差. 金属液分股填充，融合不 良. 浇口不合理，流程太长. 填充速度低或排气不良. 比压偏低. 适当提高浇注温度和模具温度。 改变合金成分，提高流动性。 改进浇注系统，改善填充条件。 改善排溢条件，加大溢流量。 提高压射速度，改善排气条件。 提高比压。 拉伤、 粘模伤 痕 顺着脱模方 向，由于金属粘 附，模具制造斜 度太小而造成铸 件表面的拉伤痕 迹，严重时称为 拉伤面。 型芯、型壁的铸造斜度大 小或出现倒斜度。 型芯、型壁有压伤痕。 合金粘附模具。 铸件顶出偏斜或型芯轴线 偏斜。 型壁表面粗糙。 涂料常喷涂不到。 铝合金中含铁量低于0.6。 修正模具，保证制造斜度。 打光压痕。 合理设计浇注系统避免金属流对冲型芯型壁， 适当降低填充速度。 修正模具结构。 打光表面。 涂料用量薄而均匀，不能漏喷涂料 适当增加含铁量至适当增加含铁量至0.6 0.8。 压铸设备压铸设备科：李国正科：李国正 压铸件常见缺陷压铸件常见缺陷 凹 陷 缩 凹 缩 陷 铸件 平滑表面 上出现凹 瘪的部分， 其表面呈 自然冷却 状态。 铸件结构设计不合理， 有局部厚实部位，产生 热节。 合金收缩率大。 内浇口截面积太小。 比压低。 模具温度太高 改善铸件结构，使壁厚稍为均匀，厚薄相差较大的连接 处应逐步缓和过渡，消除热节。 选择收缩率小的合金。 正确设置浇注系统，适当加大内浇口的截面积。 增大压射力。 适当调整模具热平衡条件，采用温控装置以及冷却等。 气 泡 鼓 泡 铸件 表皮下， 聚集气体 鼓胀所形 成的泡。 模具温度太高。 填充速度太高，金属 液流卷入气体过多。 涂料发气量大，用量 过多，浇注前未燃尽， 使挥发气体被包在铸件 表层 排气不畅。 开模过早。 合金熔炼温度过高。 冷却模具至工作温度。 降低压射速度，避免涡流包气。 选用发气量小的涂料，用量薄而均匀，燃尽后合模。 清理和增设溢流槽和排气道。 调整留模时间。 修整熔炼工艺。 气 孔 卷入 压铸件内 部的气体 所形成的 形状较为 规则，表 面较为光 滑的空洞。 主要是包卷气体引起： 浇口位置选择和导流 形状不当，导致金属液 进入型腔产生正面撞击 和产生旋涡。 浇道形状设计不良。 压室充满度不够。 内浇口速度太高，产 生湍流. 排气不畅。 模具型腔位置太深。 涂料过多，填充前未 燃尽。 炉料不干净，精炼不 良。 机械加工余量太大。 选择有利型腔内气体排除的浇口位置和导流形状，避免 金属液先封闭分型面上的排溢系统。 直浇道的喷嘴截面积应尽可能比内浇口截面积大。 提高压室充满度，尽可能选用较小的压室并采用定量浇 注。 在满足成型良好条件下，增大内浇口厚度以降低填充速 度。 在型腔最后填充部位处开设溢流槽和排气道，并应避免 溢流槽和排气道被金属液封闭。 深腔处开设排气塞，采用镶拼形式增加排气 涂料用量薄而均匀，燃尽后填充，采用发气量小的涂料。 炉料必须处理干净、干燥，严格遵守熔炼工艺 减少机械加工余量。 调整压射速度和快压射速度的转换点。降低浇注温度， 增加比压。 压铸设备压铸设备科：李国正科：李国正 压铸件常见缺陷压铸件常见缺陷 花纹 铸件表面上 呈现的光滑条纹， 肉眼可见，但用 手感觉不出，颜 色不同于基体金 属的纹路. 填充速度太快。 涂料用量太多。 模具温度偏低。 尽可能降低压射速度。 涂料用量薄而均匀。 提高模具温度。 缩孔 缩空 缩眼 压铸件在冷 凝过程中，由于 内部补偿不足所 造成的形状不规 则，表面较粗糙 的孔洞。 合金浇注温度过高。 铸件结构壁厚不均匀，产 生热节。 比压太低。 溢流槽容量不够，溢口太 薄。 压室充满度太小，余料太 薄，最终补缩起不到作用。 内浇口较小。 模具的局部温度偏高。 遵守合金熔炼规范，避免合金液过热太长， 降低浇注温度。 改进铸件结构，消除金属积聚部位，壁厚均 匀，缓慢过渡。 适当提高比压。 加大溢流槽容量，增厚溢流口。 提高压室充满度，采用定量浇注。 适当改善浇注系统，以利压力很好地传递 冷却模具局部温度偏高处。 裂纹 铸件上合金 基体被破坏或断 开形成细丝状的 缝隙，有穿透的 和不穿透的两种， 有发展趋势。 裂纹可以分为冷 裂纹和热裂纹两 种，他们的主要 区别是冷裂纹铸 件开裂处金属未 被氧化，热裂纹 铸件开裂处金属 被氧化。 铸件结构不合理，收缩收 到阻碍，铸造圆角太小。 抽芯及顶出装置在工作中 发生偏斜，受力不均匀。 模具温度低。 开模及抽芯时间太迟。 选用合金不当或有害杂质 过高，使合金塑性下降。 改进铸件结构，减少壁厚差，增大铸造圆角。 修正模具结构。 提高模具工作温度。 缩短开模及抽芯时间。 严格控制有害杂质，调整合金成分。 压铸设备压铸设备科：李国正科：李国正 压铸件常见缺陷压铸件常见缺陷 碰伤 铸件表面因 撞击而造成的伤 痕。 去浇口，清理，校正和搬运 流转过程中不小心碰伤。 清理铸件要小心，存放及搬运铸件，不应堆叠 或互相撞击，采用专用存放运输箱。 有色斑 点 油斑 黑色斑 点 铸件表面上 呈现的不同于基 体金属的斑点， 一般由涂料碳化 物形成 涂料不纯或用量过多。 涂料中含石墨过多。 涂料使用应薄而均匀，不能堆积，要用压缩 空气吹散。 减少涂料中的石墨含量或选用无石墨水基涂 料。 欠铸 浇不足 轮廓不 清 边角残 缺 金属液未充 满型腔，铸件上 出现填充不完整 的部位. （1）合金液流动不良引起： 合金液含气量高，氧化严 重，以致流动性下降。 合 金浇注温度及模具温度过低。 内浇口速度过低。 蓄能 器内氮气压力不足。 压室充满度小。 铸件壁太薄或厚薄悬殊等 设计不当。 （2）浇注系统不良引起： 浇口位置，导流方式，内 浇口股数选择不当。 内浇口截面积太小。 （3）排气条件不良引起： 排气不畅。 涂料过多，未被烘干燃尽。 模具温度过高，型腔内气 体压力较高，不易排出。 （1）改善合金的流动性： 采用正确的熔炼工艺，排除气体及非金属夹 杂物。 适当提高合金浇注温度和模具温度。 提高压射速度。 补充氮气，提高有效压 力。 采用定量浇注。 改进铸件结构，适当调整壁厚。 （2）改进浇注系统： 正确选择浇口位置和导流方式，对不良形状 铸件及大铸件采用多股内浇口为有利。 增大内浇口截面积或提高压射速度。 （3）改善排气条件： 增设溢流槽和排气道，深凹型腔处可开设通 气塞。 涂料使用薄而均匀，吹干燃尽后合模。 降低模具温度至工作温度。 压铸设备压铸设备科：李国正科：李国正 谢谢大家谢谢大家
