简述压力铸造技术
简述压力铸造技术
1.引言
1.1 压铸技术的起源
压铸技术最早用于泥制备青铜生活器具、钱币等，后来发展了金属型制备简单的武器，如青铜箭头。金属型的大量使用在印刷机械中出现制备铅字以后，国外在1872年发明了世界上第一台最简单的手动小型压铸机，并于1920年制造出了冷室压铸机，1927年发明了立式冷室压铸机。
1.2 我国压铸技术的发展
我国的压铸件工业化生产开始于20世纪50年代，那时靠仿制原捷克斯洛伐克和前苏联生产的500KN和1000KN卧式冷室压铸机和进口他们的立式压铸机和卧式冷室压铸机；发展到今天国内现在的压铸机厂家可生产最大的280000KN卧式冷室压铸机和4000KN以下热室压铸机及3150KN以下立式冷室压铸机。
1.3 近几年国际压铸技术的发展
⑴压铸计算机模拟技术分析压铸过程有了大的理论突破。
⑵压铸机和辅助设备方面有了很大的发展。
⑶压铸产品检测方面，特别是内部缺陷的无损检测：如X射线、
荧光、超声波探测等得到了发展。
⑷压铸模具材料和寿命的发展。
⑸快速成型设计及制造技术在压铸生产中得到应用。
⑹压铸材料的发展，如镁合金及金属基复合材料。
⑺压铸新技术的开发，如真空压铸、充氧压铸、局部加压压铸等
2.压铸特点和应用范围
2.1 压铸工艺过程
压力铸造（简称压铸）是在高压作用下将液态或半液态金属快速压入铸型中，并在压力下凝固而获得铸件的方法。
压铸所用的压力一般为30~70MPa，充型速度可达5~100m/s，充型时间为0.05~0.2s。金属的压力铸造广泛用于汽车、冶金、机电、建材等行业。目前90%的镁铸件和60%的铝铸件都采用压力铸造成型。
金属液在高压下以高速填充铸型，并在压力下冷却，是压铸区别于其他铸造工艺的重要特征。
压力铸造的主要工序可分为：合型、压射、顶出三个阶段。压铸机的主要结构简图如图2-1所示。
图2-1 压铸机主要结构简图
1—拉杆；2—合模座；3—动模座；4—定模座；5—压铸模
2.2 压铸的特点
（1）优点
①生产率高，压铸机没小时可压铸50～150次，甚至有的可达500次；便于实现自动化或半自动化；
②铸件的尺寸精度高，标准公差可达IT8～11；表面粗糙度低，Ra=0.8～
3.2,可直接铸造出螺纹；
③由于在压力下凝固，且速度快，因此，铸件晶粒细小、表面紧实、强度和硬度高；
④便于采用镶铸法（嵌铸法）。
（2）缺点
①压铸时由于液态金属填充速度高，液态不稳定，故采用一般压铸法时，铸件易产生气孔，不能进行热处理；
②对内凹复杂的铸件，压铸较为困难；
③高熔点合金（如铜，黑色金属），压铸型寿命较低；
④不宜小批量生产，其主要原因是压铸型制造成本高，压铸机生产效率高，小批量生产不经济。
2.3 压铸应用范围和注意点
①压铸是实现少无切削加工的精密铸造技术，在汽车、航空、仪表、国防等工业部门广泛用于非铁金属的小型、薄壁、形状复杂件的大批量生产。
②铸件壁厚均匀，以3-4mm的壁厚为宜，最大壁厚应小于8mm，以防止缩孔、缩松等缺陷。
③铸件不宜进行热处理或在高温下工作，以免铸件内气孔中的气体膨胀而导致铸件变形或断裂。
④由于内部疏松，铸件塑性和韧性差，故它不适合于制造受冲击的零件。
⑤铸件应尽量避免机械加工，以防内部孔洞外漏。
3.压力铸造的种类
根据压力机的不同，压力铸造可分为冷室压铸和热室压铸两大类型。而按压铸机压力传递方式可分为立式和卧式两种。冷室压铸机的压室与保温坩埚炉是分开的，压铸时从保温坩埚中舀取金属液倒入压铸机上的压室后进行压射。而热室压铸机的压室和保温坩埚连成一体。
3.1卧式冷室压铸
卧式压铸机的压室和压射机构处于水平位置。其工作原理及过程如图3-1所示。
(c)压射室充满（d）压射完毕
图3-1 卧式冷室压铸机工作过程
整个过程经浇注，冲头前进、压射开始，压射室充满，压射完毕等工序。这些过程又可分为慢速压射（封孔）、一级快速压射（填充）、二级快速压射、增压等几个阶段。在压铸过程中，冲头所受的压力与速度变化如图3-2所示。多级压射的主要目的是减少压铸过程中气体的卷入，提高压铸件的致密性和质量。
由3-2图可以看出在第Ⅰ阶段速度较慢，这个阶段主要是封孔阶段，除了封住浇注孔外还可以将压室里的气体排出；该阶段的压力主要是抵抗压射冲头和压实还有压射冲头和活塞之间的摩擦力。第Ⅱ阶段是一级快速压射阶段，该阶段主要是填充阶段，速度较快，由于金属液还没有进入到型腔中，因此，该阶段压射冲头压力仍较小，在这个阶段后期速度突然下降，而压力骤升，主要是由于金属液在浇注口突然改变流动方向，冲头受金属液回流导致压力升高。第Ⅲ阶段为二级快速压射阶段，该阶段主要是将金属液压入到型腔中，由于水锤作用，该阶段压射冲头所受压力较大。第Ⅳ阶段为增压阶段，该阶段主要是压射正在凝固的金属液，是形成的铸件晶粒细小，组织致密；这时压射冲头只做小位移移动。
图3-2 压铸不同阶段压射冲头的压力与运动速度的变化
卧式冷室压铸广泛用于铝合金的压铸。其压铸过程示意图如图3-3。
图3-3 卧室压铸机压铸过程示意图
1—浇道；2—型腔；3—金属液浇入口；4—金属液；5—压射冲头；6—动模；7—定模；
8—顶杆；9—铸件及涂料
3.1.1 卧式压铸优点：
①结构简单，操作程序少，生产效率高，易实现自动化；
②金属消耗少；
③能量损失少，使用更为广泛。
3.2 立式冷室压铸
立式冷室压铸机的压室和压射机构是处于垂直位置的。其压铸过程示意图如图3-4所示。
由3-4图可以看出，和卧式冷室压铸最大的优点是立式冷室压铸多了一个返料冲头。其工作原理为：开始阶段时，返料
冲头8上升将喷嘴口6挡住，然后往压射2中加入适量金属液，其后压射冲头1慢慢向下压入，同时返料冲头8下降，这时金属液从喷嘴压入型腔7，整个
压射过程结束。待金属液凝固后压射冲头1上升，同时在液压驱动下返了冲头上升，并切断余料9，送出压室。
图3-4立式压铸机压铸过程示意图
1—压射冲头；2—压室；3—金属液；4—定模；5—动模；6—喷嘴；7—型腔；
8—返料冲头；9—余料
3.2.1 立式压铸优点：
①有余料切断、顶出功能；
②空气不易随金属进入压室；
③金属液进入型腔经过转折，压力消耗大。
3.3热室压铸
热室压铸的工作过程如图3-5所
示。当压射冲头3上升时，金属液1通
过进口5进入压室4，随着压射冲头下
压，液体金属沿着通道6经喷嘴7填充
铸型8；冷却后压射冲头回升，多余的
液体金属回流至压室中，然后打开铸型
取出铸件。
热室压铸机的特点是生产工序简
单、生产效率高、易实现自动化，金属
消耗少、工艺稳定、无氧化杂物、铸件质量好；但由于压室和冲头长时间浸泡在高温金属液中，影响使用寿命，常用于锌合金压铸。图3-5 热室压铸机压铸过程示意图
1—金属液；2—坩埚；3—压射冲头；4—压室
5—进口；6—通道；7—喷嘴；8—铸模
图3-6 热室压铸机结构示意图
1—金属液；2—坩埚；3—压射冲头；4—压射室；5—进口；6—通道；7—型腔；
8—返料冲头
3.4 压铸机的选择
实际生产中并不是每台压铸机都能满足压铸各种产品的需要，而必须根据具体情况进行选用，一般应从下述两方面进行考虑：
（1）按不同品种及批量选择
在组织多品种，小批量生产时，一般要选用液压系统简单，适应性强，能够快速进行调整的压铸机，在组织少品种大量生产时，要选用配各种机械化和自动化控制机构的高效率压铸机；对单一品种大量生产的铸件可选用专用压铸机。
（2）按铸件结构及工艺参数选择
铸件外形尺寸，重量，、壁厚等参数对选用压铸机有重要影响。铸件重量（包括浇注系统和溢流槽）不应超过压铸机压定的额定容量，但也不能过小，以免造成压铸机功串的浪费。一般压铸机的额定容量可查说明书。
压铸机都有一定的最大和最小型距离，所以压型厚度和铸件高度要有一定限度，如果压铸型厚度或铸件高度太大就可能取不出铸件。
4 压力铸造技术新发展
压铸件的主要缺陷是气孔和疏松，通常不能进行热处理。为了解决此问题，目前主要有两个途径：一是改进现有设备；二是发展特殊压铸工艺，如真空压铸，充氧压铸等，下面逐一介绍。
4.1 真空压铸
为了减少或避免压铸过程中气体随金属液高速卷入而使得铸件产生气孔和疏松，压铸前采用对铸型抽真空压铸最为普遍。根据压室和型腔内的真空度大小又可将真空压铸分为普通真空压铸和高真空压铸。
（1）普通真空压铸
即采用机械泵抽空压铸模腔内的空气，建立真空后注入金属液的压铸方法该方法。该方法是在动模座和动模座之间用一个密封的真空罩连接，然后通过机械泵将整个真空罩中的气体抽出。真空罩如图4-1所示。
图4-1 真空罩安装示意图
1—真空罩；2—动模座；3—动模安装板；4—定模安装板；5—压铸模；6—抽气孔；
7—弹簧垫衬
（2）高真空压铸
高真空压铸的关键是能在很短的时间内获得高真空。图4-2为吸入式高真空压铸机的工作原理图，它采用真空吸入金属液至压室内，然后进行快速压射，可获得较高的压铸真空度。
图4-2 吸入式高真空压铸机的工作原理图
高真空压铸的原理：压铸工作前，先从抽真空管将整个压室和型腔中的空气抽出，这个抽真空过程速度一定要尽可能快，使得坩埚中的金属液和压室产生较大的压力差，从而使得坩埚中的金属液体沿着升液管进入压室，接着压射冲头开始向右进行压射。
4.1.1 真空压铸法的优点
①真空压铸法可以消除或减少压铸件内部的气孔，提高压铸件的机械性
能和表面质量，改善镀覆性能；
②真空压铸法大大减少型腔的反压力，可使用较低的比压及铸造性能较
差的合金，有可能用小机器压铸较大的铸件；
③可以改善填充条件，可压铸较薄铸件；
4.1.2 真空压铸法的缺点
①密封结构复杂，制造及安装困难；
②真空压铸法若控制不当，压铸效果不
明显。
4.2 充氧压铸
充氧压铸是将干燥的氧气充入压室和压铸
模型腔内，以取代其中的空气和其他气体。充氧
压铸工艺原理图如图4-3所示。
充氧压铸仅适用于铝合金。当铝合金液体压
入压室和压铸模型腔时与氧气发生化合反应，生
成AL
2O
3
，形成均匀分布的AL
2
O
3
小颗粒（直径在1um以下），从而减少或消除了
气孔，提高了铸件的致密性。这些小颗粒分散在铸件中，约占总质量的0.1%-0.2%，不影响机械加工。
图4-3 充氧压铸工艺原理4.2.1 充氧压铸的特点
消除或减少了铸件内部的气孔，强度提高了10%、伸长率增加了1.5-2倍，
铸件可进行热处理；AL
2O
3
有防腐蚀作用，充氧压铸件可在200-300℃的环境中工
作；与真空压铸相比，充氧压铸的结构简单、操作方便、投资少。
局限性： 1.必须使用润滑剂或固体粉末脱模；
2.氧气置换和除去水分的时间稍长；
3.铸造合金中Fe和Mn的含量要适当；
4.熔液和氧气完全反应下的铸造条件优化比较难。
4.3 精、速、密压铸
精、速、密压铸（双压射冲头）时采用一种由两个套在一起的内外压射冲头。在开始压射时，两个压射冲头同时前进；当充填完毕，型腔达到一定压力后，限时开关启动，内压射冲头继续前进，补充压实铸件。
这种方法的基本特征是：
1）内浇口较厚，一般为3～5mm；
2）充填速度较低，一般为4～6m/s；
3）压铸后用内压射冲头补充加压。此时比压是3500KN～10000KN，内压射冲头的行程为50～150mm。
4）控制铸件的凝固。
4.4 定向、抽气、加氧压铸
70MN锻造水压机液压缸的设计计算
主缸的结构设计 采用三缸分级压力,主缸30MN ，侧缸每个20MN 。 柱塞尺寸的确定： z D =0232.1105.3610304466 =????=ππp P m ，取1100=z D mm （主缸活塞直径） c D = 698.0105.361020446 6 =????=ππp P m ，取 710=c D mm （侧缸活塞直径） 70MN 锻造水压机主要技术参数 压机结构形式：三梁四柱预应力组合上传动式； 传动形式：油泵直传； 介质压力：36.5MPa ； 公称压力：70MN ； 压力分级：20MN/40MN/60MN(墩粗70MN) 回程力：6.4MN ； 活动横梁行程：2500mm ； 最大净空距(开启高度)：6000mm ； 锻造偏心距：200mm ×200mm ； 活动横梁速度： 下降：300mm/s ； 工作：75～100mm/s(60MN)； 60mm/s(70MN) 回程：300mm/s 工作台尺寸：3400×9000mm ； 工作台行程：左右各6000mm ； 移动工作台速度：150～200mm/s 移动工作台承重：≤170T 立柱中心距：5200×2300mm ；
此时，第一级压力为6695.344 1 21== P p D z πMN ， 第二级压力为MN p D p D z c 1132.496695.344437.144 1 41222=+=+=P ππ 第三级压力为5569.636695.348874.284 1 42222=+=+=P p D p D z c ππMN 主缸内径1110101100211=+=?+==t D r D z mm ，即5552 1110 1==r mm 工作 缸 材 料 选 择 为 20MnMo ， 许 用 应 力 [] σ取110～ 150Mpa(MPa MPa s b 372350,570 ==σσ)，根据强度公式可以得到 主工作缸的外径： [][]p r r D 3221 22- ==σσ（[]σ=110 Mpa ），08.17022=D mm ，取180 2=D mm ， 即9002 1800 2== r mm 34512=-=r r δmm ，690~5.517345)2~5.1()2~5.1(=?==δt mm ，取 600=t mm 690~5.517345)2~5.1()2~5.1(=?===δh mm ，取600=h mm ， 2225554.04.011=?==r R mm ， 75.39615.11==δδmm ，25.86~75.51)25.0~15.0(==δR mm ，取 70=R mm ， 5.5175.1==δL mm ，??=15~101a ，取?10 筒壁部分： 最大应力点在缸筒内壁，计算当量应力为 01.102105.36555 900900336 2 22212222max =??-?=?-=p r r r σMPa 570≥b σMPa 372≥s σMpa 安全系数为 6467.301 .102372 == s n
锻造工艺
复杂弯轴类锻件辊锻-摩擦压力机模锻复合锻造工艺 一、前言 复杂弯轴类锻件的最佳成形法一直是锻造行业致力研究的问题，前些年我国轻轿车生产数量不大，没有形成规模经营，故轻轿车复杂弯轴锻件的生产主要以传统的锤上模锻工艺进行小批量生产，有的厂家甚至采用自由锻—胎模锻工艺，需几火次才能锻成。近年来，我国轻轿车生产迅速发展，生产批量越来越大，整机制造水平越来越高，对复杂弯轴类锻件而言，不仅形状复杂，而且锻件尺寸精度，表面质量等方面的要求也更加严格，故探索轻轿车复杂弯轴类锻件的合理锻造方法，显得尤为重要。根据一汽轻轿车生产实际需求，在试验研究的基础上，我们采用了辊锻制坯—摩擦压力机模锻复合工艺替代传统的锤上模锻，生产了轻型车左转向节臂，奥迪轿车左、右下控制臂等五种复杂弯轴类锻件，其锻件技术水平达到了轻型车、奥迪轿车原图纸设计要求，各项技术经济指标均达到了预期目标。 二、工艺分析与方案确定 轻轿车复杂弯轴类锻件，其特点是轴线呈空间曲线形，多向弯曲，截面差与落差大，外形复杂，锻造成形与模具加工难度较大。以左转向节臂（图1）为例，按传统的锤上模锻工艺，一般要采用拨长—滚压—弯曲—锻造等工步。其突出缺点是锻件精度较差，工作时震动噪音大，材料消耗与能耗大，劳动条件差。如采用较先进的热模锻压力机成形法，虽然工人劳动条件好，生产率及锻件尺寸精度较高，也便于实现机械化和自动化，但其突出缺点是制造成本高，不便于拔长、滚压等制坯工步，需配其它辅助设备制坯。 图1 针对现有锻造工艺的诸多问题及复杂弯轴类锻件自身的技术特点，我们确定了辊锻——摩擦压力机模锻复合锻造工艺的方案，其工艺流程为：下料→中频感应加
材料成形技术基础知识点总结
材料成形技术基础第一章 1-1 一、铸造的实质、特点与应用 铸造：将熔融的液体浇注到与零件的形状相适应的铸型型腔中，冷却后获得逐渐的工艺方法。 1、铸造的实质 利用了液体的流动形成。 2、铸造的特点 A适应性大（铸件重量、合金种类、零件形状都不受限制）； B成本低 C工序多，质量不稳定，废品率高 D力学性能较同样材料的锻件差。力学性能差的原因是：铸造毛胚的晶粒粗大，组织疏松，成分不均匀 3、铸造的应用 铸造毛胚主要用于受力较小，形状复杂（尤其是腔内复杂）或简单、重量较大的零件毛胚。 二、铸造工艺基础 1、铸件的凝固 （1）铸造合金的结晶结晶过程是由液态到固态晶体的转变过程。它由晶核的形成和长大两部分组成。通常情况下，铸件的结晶有如下特点： A以非均质形核为主 B以枝状晶方式生长为主。 结晶过程中，晶核数目的多少是影响晶粒度大小的重要因素，因此可通过增加晶核数目来细化晶粒。晶体生长方式决定了最终的晶体形貌，不同晶体生长方式可得到枝状晶、柱状晶、等轴晶或混合组织等。 （2）铸件的凝固方式 逐渐的凝固方式有三种类型：A逐层凝固B糊状凝固C中间凝固 2、合金的铸造性能 （1）流动性合金的流动性即为液态合金的充型能力，是合金本身的性能。它反映了液态金属的充型能力，但液态金属的充型能力除与流动性有关，还与外界条件如铸型性质、浇注条件和铸件结构等因素有关，是各种因素的综合反映。 生产上改善合金的充型能力可以从一下各方面着手： A选择靠近共晶成分的趋于逐层凝固的合金，它们的流动性好； B 提高浇注温度，延长金属流动时间； C 提高充填能力 D 设置出气冒口，减少型内气体，降低金属液流动时阻力。 （2）收缩性 A 缩孔、缩松形成与铸件的液态收缩和凝固收缩的过程中。对于逐层凝固的合金由于固液两相共存区很小甚至没有，液固界面泾渭分明，已凝固区域的收缩就能顺利得到相邻液相的补充，如果最后凝固出的金属得不到液态金属的补充，就会在该处形成一个集中的缩孔。适当控制凝固顺序，让铸件按远离冒口部分最先凝固，然后朝冒口方向凝固，最后才是冒口本身的凝固（即顺序凝固方式），就把缩孔转移到最后凝固的部位——冒口中去，而去除冒口后的铸件则是所要的致密铸件。 具有宽结晶温度范围，趋于糊状凝固的合金，由于液固两相共存区很宽甚至布满整个断
压铸成型工艺与模具设计
1.充氧压铸技术概念：是金属液充填压铸型腔前，将氧气充入压铸模具型腔取代其中的氧气，当能与氧气发生反应的金属液压入型腔时，一部分氧气通过排气槽排出，而残留在型腔中的氧气就与金属液发生反应，生成氧化物颗粒，呈弥散状分布在铸件中，从而消除了压铸件的气孔。 优点：减少了铸件废品，提高了性能，节省了机械加工费用，对质量要求较高的铸件反而可以节约成本10%~30% 2.影响压铸金属流动的因素： 1）压射速度度金属流充填型腔的影响：（1）高速压射，则金属流喷射和喷射流的方式充填，金属流直冲端部尔后折回，在内浇口附近，金属液变为压力流， 气体被卷入其中。（2）低速压射开始，待金属流充填到型腔容积的1/3时转为高速压射，则前面的金属流在后续金属流的推动下以压力流方式进行充填，能获得无气孔的铸件。 2）内浇口位置和形状对压铸金属流充填型腔的影响：横浇道与内浇口开设在型腔的同一外侧，则金属液的喷射就会很快封住分型面，导致型腔内气体无法排出，形成气孔。 3.金属流动状态与压铸件的质量： （1）表面质量：金属液流速越快，表面质量越好，因此喷射流充填的部位比压入流充填部位的避免质量好。 （2）内部质量：金属液流速越慢，内部缺陷越少，所以压力流的压铸件比压力流成型的压铸件内部缺陷要少。但是压力流充填的型腔。最后充填的地方一定要开溢流槽和排气槽，防止压铸件中产生气孔和金属夹杂物等缺陷。 4.压力铸造与砂型铸造的特点比较： （1）由模具材料的导热性引起的成型特点：由于冷却速度快，表面晶粒细化，强度高，耐磨，其二是由于冷却速度快，薄壁充填困难，其三是为了减缓金属液的冷却速度，有利充型，压铸凹凸模时每次成型均需喷涂料。 （2）由模具材料无退让性引起的成型特点：（1）铸件温度在合金的再结晶温度以上时，由于补充金属液，裂纹影响大；（2）以下时，易产生冷裂。 （3）由于膜具材料无透气性引起的成型特点：易使铸件形成气孔，并易形成气孔，造成压铸件上有充不足的缺陷，长期使用的压铸模，在模具的成型零件表面出现许多裂纹，充填金属液后裂纹中的气体受热膨胀，通过涂料层渗入液态金属，使铸件出现针孔，所以应合理设计排气系统。另外，合理的浇注系统设计也是减少压铸件气孔的有效方法。 5.压铸成型的优点：（1）生产效率高，生产过程容易实现机械化和自动化；（2）压铸件的尺寸精度高，表面粗糙度值低；（3）压铸件的力学性能较高；（4）可压铸复杂薄壁零件；（5）压铸件中可嵌铸其他材料的零件 压铸成型的缺点：（1）压铸件中易产生气孔；（2）不适宜小批量生产；（3）压铸高熔点合金时模具寿命较低 6.压铸件的结构要求：（1）壁厚：最大壁厚与最小壁厚之比要大于3:1 ；（2）孔: 特点是能直接压铸出比较深而小的孔；（3）加强肋：当壁厚大于2.5mm时，随壁厚的增加反而抗拉强度下降，这是由于厚壁压铸件易产生气孔缩松，所以设置加强肋来增加零件强度和刚度，另外设置加强肋液可使金属液流动顺畅； （4）
铸造工艺标准经过流程介绍
铸造生产的工艺流程 铸造生产是一个复杂的多工序组合的工艺过程，它包括以下主要工序： 1）生产工艺准备，根据要生产的零件图、生产批量和交货期限，制定生产工艺方案和工艺文件，绘制铸造工艺图； 2）生产准备，包括准备熔化用材料、造型制芯用材料和模样、芯盒、砂箱等工艺装备； 3）造型与制芯； 4）熔化与浇注； 5）落砂清理与铸件检验等主要工序。 成形原理 铸造生产是将金属加热熔化，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的铸型型腔中，在重力或外力（压力、离心力、电磁力等）的作用下充满型腔，冷却并凝固成铸件（或零件）的一种金属成形方法。 图1 铸造成形过程
铸件一般作为毛坯经切削加工成为零件。但也有许多铸件无需切削加工就能满足零件的设计精度和表面粗糙度要求，直接作为零件使用。 型砂的性能及组成 1、型砂的性能型砂（含芯砂）的主要性能要求有强度、透气性、耐火度、退让性、流动性、紧实率和溃散性等。 2、型砂的组成型砂由原砂、粘接剂和附加物组成。铸造用原砂要求含泥量少、颗粒均匀、形状为圆形和多角形的海砂、河砂或山砂等。铸造用粘接剂有粘土（普通粘土和膨润土）、水玻璃砂、树脂、合脂油和植物油等，分别称为粘土砂，水玻璃砂、树脂砂、合脂油砂和植物油砂等。为了进一步提高型（芯）砂的某些性能，往往要在型（芯）砂中加入一些附加物，如煤份、锯末、纸浆等。型砂结构，如图 2 所示 图2 型砂结构示意图 工艺特点 铸造是生产零件毛坯的主要方法之一，尤其对于有些脆性金属或合金材料（如各种铸铁件、有色合金铸件等）的零件毛坯，铸造几乎是唯一的加工方法。与其它加工方法相比，铸造工艺具有以下特点： 1）铸件可以不受金属材料、尺寸大小和重量的限制。铸件材料可以是各种铸铁、铸钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金、锌合金和各种特殊合金材料；铸件可以小至几克，大到数百吨；铸件壁厚可以从0．5 毫米到1 米左右；铸件长度可以从几毫米到十几米。 2）铸造可以生产各种形状复杂的毛坯，特别适用于生产具有复杂内腔的零件毛坯，如各种箱体、缸体、叶片、叶轮等。 3）铸件的形状和大小可以与零件很接近，既节约金属材料，又省切削加工工时。 4）铸件一般使用的原材料来源广、铸件成本低。 5）铸造工艺灵活，生产率高，既可以手工生产，也可以机械化生产。 铸件的手工造型手工造型的主要方法砂型铸造分为手工造型（制芯）和机器造型（制芯）。手工造型是指造型和制芯的主要工作均由手工完成；机器造型是指主要的造型工作，包括填砂、紧实、起模、合箱等由造型机完成。泊头铸造工量具友介绍手工造型的主要方法：手工造型因其操作灵活、适应性强，工艺装备简单，无需造型设备等特点，被广泛应用于单件小批量生产。但手工造型生产率低，劳动强度较大。手工造型的方法很多，常用的有以下几种： 1．整模造型 对于形状简单，端部为平面且又是最大截面的铸件应采用整模造型。整模造型操作简便，造型时整个模样全部置于一个砂箱内，不会出现错箱缺陷。整模造型适用于形状简单、最大截面在端部的铸件，
锻造
1.锻造工艺的定义 锻造是一种在一定温度下借助工具或模具在冲击或压力作用下加工金属机械零件或零件毛坯的方法，锻件的生产率最高，锻件的形状，尺寸稳定性好，并有最佳的综合力学性能 2.锻造分类，按照成型方式分？按照温度划分？ 锻造根据使用工具和生产工艺的不同而分为自由锻，模锻和特种锻造。 3.模锻冲孔连皮以及各种形式的应用情况 模锻不能直接锻出透空，因此在设计热锻件图时必须在孔内保留一层连皮，然后在切边压力机上冲除掉。冲孔连皮分为平底连皮，斜底连皮，带仓连皮，拱底连皮和压凹。 ①平底连皮：常用的脸皮形式 ②斜底连皮：当锻件内孔较大时（d﹥2.5h或d﹥60mm） ③带仓连皮：若锻件形状复杂，需经预锻和终锻成型，可在预锻型槽中安排斜底连皮，而在终锻型槽中则改用带仓连皮，以便于切边时冲除 ④拱底连皮：若锻件内孔很大（d﹥15h），而高度又很小，金属向外流动困难，这时采用拱底连皮或带仓连皮 ⑤压凹：当锻件内孔直径较小（d﹤25mm），不宜锻出连皮，应该有压凹形式，其目的是使锻件饱满成型 4.锻造时考虑锻件胚料的失稳问题：坯料的高径比H/D＞3坯料镦粗时容易产生失稳，导致纵向弯曲。尤其在坯料端面不平，或坯料本身轴线不直，或坯料温度不均匀，或锤砧面不平行，都会使H/D＞3得坯料产生纵向弯曲。弯曲了的坯料若不及时校正而继续镦粗，就可能产生折叠。因此在镦粗时，对坯料的高径比应有所限制。通常，圆截面坯料 H/D不宜超过2.5-3；方形或矩形截面坯料H/A不大于3.5-4 5.自由锻和模锻的特点各是什么？优缺点 自由锻：坯料在平砧上面或工具之间经逐步的局部变形而完成 模锻：①工艺灵活，适用推广②锤头行程打击速度或打击能量可调节③充填型槽能力强④提高锻件的使用寿命⑤生产率高⑥机械加工余量小，成本较低 自由锻优缺点：①工具简单通用性强，灵活性大，适用单件和小批量锻件，适用于新产品试制等②锻件精度低加工余量大，生产效率低，劳动强度大 6.精压锻件的目的：①提高锻件精度，降低表面粗糙度②使锻件表面产生硬化，可提高零件的表面强度和耐磨性能 7.锤上锻模的安装：（工序）①模锻工序：使坯料得到锻件所要求的形状和尺寸②制坯工序：改变毛坯的形状，合理分配毛坯体积③切断工序：当采用一料多件的模锻时，切断已锻好的锻件 8.材料的缺陷 铸锭：划痕，折叠，发裂，结疤，碳化物偏析，白点，非金属夹杂流线，粗晶环钢锭：偏析夹杂气体缩孔疏松贱疤 9.锻件图的绘制 确定分模面，确定锻件的机械加工余量和公差，模锻斜度，圆角半径，肋和腹板，冲孔连皮，模锻锻件图及锻件技术条件。 10.锻前加热的目的，变化，缺陷，以及避免措施 目的：提高金属塑性，降低变形抗力，即增强金属的可锻性，从而使金属易于流动成形，并使锻件获得良好的组织和力学性能。 变化与缺陷：组织结构方面，大多数金属不但发生组织转变，其晶粒还会长大，严重时会造成过热过烧 力学性能方面，总的趋势是金属塑性提高，变形抗力降低，残余应力逐步消失，但也可能产生新的内应力，过大的内应力会引起金属开裂。 物理性能当面，金属的导热系统，导温系统，膨胀系数，密度等均随温度的升高而变化。 化学变化方面，金属表层与炉气或其他周围介质发生氧化，脱碳，吸氢等化学反应，结果产生氧化皮与脱碳层等。 避免措施，按照加热规范进行加热 11.平锻机上模锻特点，适用范围（P204计算必考；注意课本上的步骤不对） 特点：①锻造过程中坯料水平放置，其长度不受设备工作空间的限制②有两个分模面，因而可以锻出一般锻压设备难以锻成的在两个方向上有凹槽凹孔的锻件，锻件形状更接近零件形状③平锻机导向性好，行程固定，锻件长度方向尺寸稳定性比锤上模锻高。但是，平锻机传动机构受力产生的弹性变形随压力增大而增加。所以，要合理预调必和尺寸，否则将影响锻件长度方向的精度④平锻机可以进行开式和闭式模锻，可以进行终锻成型和制坯，也可以进行弯曲，压扁，切料，穿孔，切边等工布 缺点：①平锻机是模锻设备中结构最复杂的一种，价格贵投资大②靠凹模加紧棒料进行锻造成型，一般要用高温度热轧钢材或冷拔整径刚才，否则会夹不紧或在凹模间产生大的纵向毛刺③锻前必须用特殊装置清除坯料上的氧化皮，否则锻件粗糙度比锤上锻件高④平锻机工艺适用性差，不适宜模锻非对称锻件 适用范围：平锻机用于镦锻各种螺栓，铆钉类锻件，大批量生产汽门，汽车半轴，环类锻件
简述压力铸造技术
简述压力铸造技术 1.引言 1.1 压铸技术的起源 压铸技术最早用于泥制备青铜生活器具、钱币等，后来发展了金属型制备简单的武器，如青铜箭头。金属型的大量使用在印刷机械中出现制备铅字以后，国外在1872年发明了世界上第一台最简单的手动小型压铸机，并于1920年制造出了冷室压铸机，1927年发明了立式冷室压铸机。 1.2 我国压铸技术的发展 我国的压铸件工业化生产开始于20世纪50年代，那时靠仿制原捷克斯洛伐克和前苏联生产的500KN和1000KN卧式冷室压铸机和进口他们的立式压铸机和卧式冷室压铸机；发展到今天国内现在的压铸机厂家可生产最大的280000KN卧式冷室压铸机和4000KN以下热室压铸机及3150KN以下立式冷室压铸机。 1.3 近几年国际压铸技术的发展 ⑴压铸计算机模拟技术分析压铸过程有了大的理论突破。 ⑵压铸机和辅助设备方面有了很大的发展。 ⑶压铸产品检测方面，特别是内部缺陷的无损检测：如X射线、 荧光、超声波探测等得到了发展。 ⑷压铸模具材料和寿命的发展。 ⑸快速成型设计及制造技术在压铸生产中得到应用。 ⑹压铸材料的发展，如镁合金及金属基复合材料。 ⑺压铸新技术的开发，如真空压铸、充氧压铸、局部加压压铸等 2.压铸特点和应用范围 2.1 压铸工艺过程 压力铸造（简称压铸）是在高压作用下将液态或半液态金属快速压入铸型中，并在压力下凝固而获得铸件的方法。 压铸所用的压力一般为30~70MPa，充型速度可达5~100m/s，充型时间为0.05~0.2s。金属的压力铸造广泛用于汽车、冶金、机电、建材等行业。目前90%的镁铸件和60%的铝铸件都采用压力铸造成型。 金属液在高压下以高速填充铸型，并在压力下冷却，是压铸区别于其他铸造工艺的重要特征。 压力铸造的主要工序可分为：合型、压射、顶出三个阶段。压铸机的主要结构简图如图2-1所示。
熔模铸造工艺流程-图文.
熔模铸造工艺流程 模具制造 制溶模及浇注系 统 模料处理 模组焊接 模组清洗 上涂料及撒砂 涂料制备 重
复 型壳干燥(硬化 多 次 脱蜡 型壳焙烧 浇注 熔炼 切 割 浇 口 抛 光 或 机
工 钝化 修整焊补 热处理 最后清砂 喷丸或喷砂 磨内
口 震 动 脱 壳 模料 制熔模用模料为日本牌号：K512模料 模料主要性能： 灰分≤0.025% 铁含量灰分的10% ≤0.0025% 熔点 83℃-88℃（环球法）60℃±1℃ 针入度 100GM（25℃）3.5-5.0DMM 450GM（25℃）14.0-18.0DMM 收缩率 0.9%-1.1% 比重 0.94-0.99g/cm3 颜色新蜡——兰色、深黄色 旧蜡——绿色、棕色
蜡（模）料处理 工艺参数： 除水桶搅拌时温度 110-120℃ 搅拌时间 8-12小时 静置时温度 100-110℃ 静置时间 6-8小时 静置桶静置温度 70-85℃ 静置时间 8-12小时 保温箱温度 48-52℃ 时间 8-24小时 二、操作程序 1、从脱蜡釜泄出的旧蜡用泵或手工送到除水桶中，先在105-110℃下置6-8小时沉淀，将水分泄掉。 2、蜡料在110-120℃下搅拌8-12小时，去除水份。 3、将脱完水的蜡料送到70-85℃的静置桶中保温静置桶中保温静置8-12小时。 4、也可将少量新蜡加入静置桶中，静置后清洁的蜡料用手工灌到保温箱蜡缸中，保温温度48-52℃，保温时间8-24小时后用于制蜡模。
5、或把静置桶中的回收蜡料输入到气动蜡模压注机的蜡桶中，保温后压制浇道。 三、操用要点 1、严格按回收工艺进行蜡料处理。 2、除水桶、静置桶均应及时排水、排污。 3、往蜡缸灌蜡时，蜡应慢没缸壁流入，防止蜡液中进入空气的灰尘。 4、蜡缸灌满后应及时盖住，避免灰尘等杂物落入。 5、经常检查每一个桶温，防止温度过高现象发生。 6、作业场地要保持清洁。 7、防止蜡液飞溅。 8、严禁焰火，慎防火灾。 压制蜡（熔）模 一、工艺参数 室温20-24℃压射蜡温50-55℃ 压射压力0.2-0.5Mpa 保压时间10-20S 冷却水温度15±3℃ 二、操作程序
最新铸造工艺学期末考试复习汇总
一.绪论 1，材料成形工艺（有时也称材料成形技术），是将材料制造成所需形状及尺寸的毛坯或成品的所有加工方法或手段的总称。 2 成形方法的选择原则 1）适用性原则满足使用要求；适应成形加工性能。2）经济性原则获得最大的经济效益。3）与环境相宜原则环境保护问题，对环境友好。 3成形方法选择的主要依据 （1）产品功能及其结构、形状尺寸和使用要求等；2）产量；3）生产条件 铸造 1概念：铸造是将液态金属在重力或外力作用下充填到铸型腔中使之冷却、凝固，从而获得所需形状及尺寸的毛坯或零件的方法，所铸出的产品称为铸件。 金属液态成形金属液态成型近净形化生产 2 分类通常从铸型材料、充型和凝固等方面对铸造进行分类。 1）按铸型材料、充型和凝固条件铸造方法分为砂型铸造（用砂型作铸型在重力下充型和凝固的铸造方法）和特种铸造（在铸型材料、充型和凝固等方面与砂型铸造有显著差别的铸造方法的统称） 2）按液态合金充型和凝固条件铸造方法分为重力铸造（如砂型铸造、壳型铸造、陶瓷型铸造、熔模铸造、金属型铸造）和非重力铸造（如压力铸造、低压铸造、挤压铸造和离心铸造）。 3）按铸型材料铸造方法分为一次型铸造（如砂型铸造、壳型铸造和熔模铸造，铸型材料为非金属材料）和永久型铸造（如金属型铸造、压力铸造和低压铸造，铸型材料为金属材料）。 4特点 1）优点 （1）适用范围广合金种类、铸件的形状和大小及质量几乎不受限制； （2）铸件具有一定的尺寸精度通常比普通锻件高，熔模铸件可达到无加工余量；（3）成本较低原材料来源广，价格低廉；铸件与零件形状和尺寸相近，节省材料。2）缺点 （1）铸件晶粒粗大，组织疏松，易产生缩孔和气孔等缺陷； （2）铸件力学性能较低，尤其是冲击韧性较低； （3）生产工序多，铸件质量难以精确控制。
掌握模锻压力机选择的方法
掌握模锻压力机选择的方法 [摘 要] 对模锻件变形力进行准确地计算，选择适当的模锻压力机是模锻加工过程中非常重要和必要的环节。本文解析了一个有关模锻压力机吨位选择的案例，旨在让大家能够理解和掌握模锻压力机选择的方法。 [关键词] 模锻 压力机 选择 一、引言 模锻（模型锻造）是把金属毛坯放在一定形状的锻模模膛进行锻压变形，模膛与锻件形状一致，金属变形流动充满模膛后得到模锻件的一种机械加工工艺。由于模锻件具有形状、尺寸比较精确，切削加工量少，材料利用率高，加工成本低，成品率高，机械性能优等特点，模锻加工已经被广泛应用到机械加工制造的各个领域，发展迅速，对我国汽车工业的快速发展起到推动作用。对模锻件变形力进行准确计算，选择适当的模锻压力机是模锻加工过程中非常重要和必要的环节。 二、案例 2006年7月3日，某锻造企业锻压车间使用德国辛佩坎普（Siempelkamp）公司制造的NPS1600T型高能压力机模锻齿轮（Dy202）时，滑块压下后不能向上自动回位，经设备维修人员检查后，发现压 力机的传动件螺旋副——螺杆、螺母上的一段螺纹根部出现环状裂纹，开裂处中的一段矩形螺纹已经断裂、脱落（见照片1）。锻造企业据 此向已投保的某保险公司提出理赔要求。该螺旋副是在2005年5月更 换的，至损坏时仅使用了一年多。为了查明螺旋副损坏的原因，保险
公司分别进行如下检测和计算： a. 委托D理工大学材料实验室对NPS1600T高能压力机螺母、螺杆 的损坏进行失效分析，得出结论： 1. 螺杆钢材及热处理等加工工艺正常，螺杆及螺母无质量问题； 2. 螺杆及螺母的螺纹断裂是疲劳引起的脆性断裂，疲劳源位于 螺纹根部的应力集中区，螺纹工作表面形成大范围多处疲劳 开裂，造成螺丝头多处断裂； 3. 压力机超负荷运行中的高压力是造成螺杆及螺母疲劳断裂 的直接原因。 b. 委托H大学锻压专业教授提供齿轮精锻选用压力机吨位的计算 结论为：锻造齿轮（Dy202）所需压力机吨位为3493~4722（吨）； c. 螺旋副损坏后，锻造企业技术部提供给保险公司事故原因分析报告中的计算打击力为5500吨。 综上分析，保险公司的鉴定结论为：该NPS1600T高能压力机（公称压力为16000kN，最大工作压力为20000kN）损坏的原因是模锻齿轮（Dy202）所需的锻压力超过压力机的工作范围，导致压力机超负荷 工作，引起传动螺杆、螺母上的螺纹疲劳脆断。由于该公司技术部门选择设备不当，造成设备损坏，因此，拒绝理赔。 锻造企业对保险公司拒绝理赔的决定持有异议，诉讼至某市中级人民法院。法院委托辽宁省大连市产品质量监督检验所对NPS1600高 能压力机能否用于锻造模锻齿轮（Dy202）进行司法鉴定。通过深入 细致的调查、研究和分析，笔者发现保险公司的鉴定结论是错误的，
压铸生产工艺
压铸生产工艺知识 一.压铸生产的概念 ** 压铸(DIE CASTING) 就是将熔融合金在高压﹑高速条件下充满金属模并使其在高压下凝固冷却成型的精密铸造生产. 压铸制造出来的工件称为压铸件(DIE CASTINGS),压铸件主要特点尺寸公差很小(精密公差±0.08,一般公差±0.25),精密度高,表面不需经车削加工而只是经过整缘处理(如去批锋.抛光等)即可用于后工序如静电喷涂或装配生产. 二.压铸机(CASTING MACHINE) 压铸机为热料室压铸机,基本结构如图所示: 所用压铸机有两种型号:L.K.DC-80(3台)﹑L.K.DC-160(4台),机器制造商:力劲机械厂有限公司(L.K.MACHINERY CO.LTD). ***机器的主要工作参数列表如下供参考: 压铸机基本结构各部分作用; 固定机板----用以固定压铸模的静模(前模)部分; 移动机构----用以固定压铸模的动模(后模)部分; 顶出机构----用以顶出压铸件; 锁紧机构----实现在压射过程中可靠地锁紧模具; 配电及数显—电源供应﹑显示溶料温度﹑压铸程序及时间控制等; 操纵台------控制压铸操作的系列动作; 射料机构----将合金液推入模具型腔,进行充填成型; 熔料室------将铸绽熔化为合金液并维持恒温. ***压铸机工序流程步骤:
正常所采用的半自动生产操作,每个生产周期是靠开和关安全门来触发下一个局期,其流程可如图表达: 关门--→(顶针退回)锁模--→扣咀前--→一速身料--→二速射料 回錘喷(刷)说模剂←--顶针顶出/钻取啤件←--开模←--离咀 三.压铸用的锌(Zinc)合金材料 本公司所用皆为锌3#合金(EZDA 3PRESSURE KIECASTING ALLOY),其化学成份含量及作用如下表(见下页): 1.锌合金主要性能特点如下: a)熔点较低; b)压铸成型效果好; c)铸件表面可镀金属,可以进行(静电)喷涂装饰; d)缺点:铸件易老化,抗腐蚀能力差. 2.锌合金原料中掺入水口料对铸件的影响: 在锌合金压铸生产中,适当地在材料中掺入水口料可降低铸件成本,但水口料掺入也会引致某些质量问题: a)水口料中往往含有杂质,使材料机械性能变差,使铸件不能满足使用要求: b)水口料中的化学成份巳发生变化,铝镁成份的减少会使材料理化性能变 坏,从而会使铸 件花纹和气泡等问题增多. 如果通过化学鉴定及处理,在掺有水口料的锌合金(水口料一般不超过50%)中适当地加入铝和镁元素,并协同改善压铸模的排溢条件,选择适当的压铸参数,能够在一定程度上提高铸件质量,减少废品产生.
压力设备吨位计算
1 总述 模锻锤、螺旋压力机、热模锻压力机是锻造行业的三大主力模锻设备，尽管多年来各自技术均得到相应的发展，但由于其各自的性能特点，因而具有不同的适应性！ 2 模锻设备的性能特点及选型 2．1 模锻锤 2．1．1性能特点 模锻锤是在中批量或大批量生产条件下进行各种模锻件生产的锻造设备，可进行多型模锻，由于它具有结构简单、生产率高、造价低廉和适应模锻工艺要求等特点，因此它是常用的锻造设备。 锻锤在现代锻造工业中的地位取决于如下几个方面： a结构简单，维护费用低； b 操作方便，灵活性强； c 模锻锤可进行多模镗锻造，无需配备预锻设备，万能性强； d 成形速度快，对不同类别的锻件适应性强； e 设备投资少（仅为热模锻压力机投资的1/4）。 锻锤的特出优点在于打击速度快，因而模具接触时间短，特别适合要求高速变形来充填模具的场合。例如带有薄筋板、形状复杂的而且有重量公差要求的锻件。由于其快速、灵活的操作特性，其适应性非常强，有人称之为“万能”设备。因而特别适合多品种、小批量的生产。锻锤是性能价格比最优的成形设备。 特别是百协程控锻锤的出现，使锻锤在现代锻造工业发展中又一次得到了复兴。 百协程控锻锤是充分发挥传统锻锤灵活自如、成型速度快的优势，综合运用了液压、电器等现代传动、控制技术，不仅具有简单可靠的结构，而且具有极为周到的运行监测系统、故障诊断系统、能量自控系统及程序打击控制系统，是当今锻造工业中符合高效、节能、环保要求的具有高精度、高可靠、高性价比特点并具有广泛适应性的现代化精密锻造设备。
百协程控锻锤具有如下特点： A. 高效 由于其独特的液压传动结构，使锤头在较短行程内获得巨大能量成为可能，即短行程高速锻造和高频率的连续锻造成为现实，这就为锻件的高效率快速成形创造了先决条件，程控锻锤的这一优势是其它锻造设备所无可比拟的。 B. 节能 节能是液压锤得到快速发展的最主要原因，程控锻锤传动效率可达65%，而传统蒸汽锤能量利用率为2%，能量利用率提高了几十倍，节能效果十分显著。程控锻锤的节能效益还体现再打击能量的有效控制，多余能量的打击也是一种能源的浪费。 C. 环保 该项目生产过程中无“三废”排放，打击能量的自动控制，避免了由于富余打击能量带来的噪音问题；程控全液压模锻锤采用液压阻尼隔振器，避免了由于打击带来的振动问题，其隔振效率可达85%，工作环境大为改善。程控锻锤是真正意义上符合环保要求的现代化锻造设备。 D . 高精度 整体U形铸钢砧座床身，可方便拆换的宽导轨结构，以及便于对模的模具固定、调整结构，为锻件的高精度要求提供了保证。打击能量的精确控制、程序打击的实现可避免由于操作者技术水平的差异造成产品质量的不稳定。可控制的打击能量，可保证模具不承受多余能量的打击。 E. 高可靠 高度集成化的锥阀控制技术，液压系统结构大为简单。简单的结构是锻锤具有较高可靠性的前提条件。现代电子技术的应用极大地提高了设备的控制性能及运行的可靠性，为其在锻造行业中成功地得到应用奠定了坚实的基础。 F、高质量 如果锻锤是由人操作，不管多么熟练的工人，也难保持100%的一致，特别换班操作，对同一种锻件更难以得到一致的打击能量和打击次数。百协程控锻锤
简述压力铸造技术样本
简述压力锻造技术 1.引言 1.1压铸技术来源 压铸技术最早用于泥制备青铜生活器具、钱币等，日后发展了金属型制备简朴武器，如青铜箭头。金属型大量使用在印刷机械中浮现制备铅字后来，国外在1872年创造了世界上第一台最简朴手动小型压铸机，并于19制造出了冷室压铸机，1927年创造了立式冷室压铸机。 1.2 国内压铸技术发展 国内压铸件工业化生产开始于20世纪50年代，那时靠仿制原捷克斯洛伐克和前苏联生产500KN和1000KN卧式冷室压铸机和进口她们立式压铸机和卧式冷室压铸机；发展到今天国内当前压铸机厂家可生产最大280000KN卧式冷室压铸机和4000KN如下热室压铸机及3150KN如下立式冷室压铸机。 1.3近几年国际压铸技术发展 ⑴压铸计算机模仿技术分析压铸过程有了大理论突破。 ⑵压铸机和辅助设备方面有了很大发展。 ⑶压铸产品检测方面，特别是内部缺陷无损检测：如X射线、荧 光、超声波探测等得到了发展。 ⑷压铸模具材料和寿命发展。 ⑸迅速成型设计及制造技术在压铸生产中得到应用。 ⑹压铸材料发展，如镁合金及金属基复合材料。 ⑺压铸新技术开发，如真空压铸、充氧压铸、局部加压压铸等 2.压铸特点和应用范畴
2.1 压铸工艺过程 压力锻造（简称压铸）是在高压作用下将液态或半液态金属迅速压入铸型中，并在压力下凝固而获得铸件办法。 压铸所用压力普通为30~70MPa，充型速度可达5~100m/s，充型时间为0.05~0.2s。金属压力锻造广泛用于汽车、冶金、机电、建材等行业。当前90%镁铸件和60%铝铸件都采用压力锻导致型。 金属液在高压下以高速填充铸型，并在压力下冷却，是压铸区别于其她锻造工艺重要特性。 压力锻造重要工序可分为：合型、压射、顶出三个阶段。压铸机重要构造简图如图2-1所示。 图2-1 压铸机重要构造简图 1—拉杆；2—合模座；3—动模座；4—定模座；5—压铸模 2.2压铸特点 （1）长处 ①生产率高，压铸机没小时可压铸50～150次，甚至有可达500次；便于实现自动化或半自动化； ②铸件尺寸精度高，原则公差可达IT8～11；表面粗糙度低，Ra=0.8～3.2,可直接锻造出螺纹；
压铸机工艺参数
?压铸工艺参数分析（一） ? ? 为了便于分析压铸工艺参数，下面示出如图5-1和图5-2所示的卧式冷室压铸机压射过程图以及压射曲 线图。压射过程按三个阶段进行分析。 第一阶段(图5-1b)：由0 -Ⅰ和Ⅰ-Ⅱ两段组成。0 -Ⅰ段是压射冲头以低速运动，封住浇料口，推动金属液在压射室内平稳上升，使压射室内空气慢慢排出，并防止金属液从浇口溅出；Ⅰ-Ⅱ段是压射冲头以较快的速度 运动，使金属液充满压射室前端并堆聚在内浇口前沿。 第二阶段(图5-1c)：Ⅱ-Ⅲ段，压射冲头快速运动阶段，使金属液充满整个型腔与浇注系统。 第三阶段(图5-1d)：Ⅲ-Ⅳ段，压射冲头终压阶段，压射冲头运动基本停止，速度逐渐降为0。 a)
图 5-1 卧式冷室压铸机压射过程图 图5-2 卧式冷室压铸机压射曲线图 s--冲头位移曲线P0--压力曲线v--速度曲线 1、压力参数 （1）压射力压射冲头在0-Ⅰ段，压射力是为了克服压射室与压射冲头和液压缸与活塞之间的摩擦阻力；Ⅰ-Ⅱ段，压射力上升，产生第一个压力峰，足以能达到突破内浇口阻力为止；Ⅱ-Ⅲ段，压射力继续上升，产生第二个压力峰；Ⅲ-Ⅳ段，压射力作用于正在凝固的金属液上，使之压实，此阶段有增压机构才能实现， 此阶段压射力也叫增压压射力。 （2）比压比压可分为压射比压和增压比压。 在压射运动过程中0-Ⅲ段，压射室内金属液单位面积上所受的压射力称为压射比压；在Ⅲ-Ⅳ段，压射室内金属液单位面积上所受的增压压射力称为增压比压。比压是确保铸件质量的重要参数之一，推荐选用的增
压比压如表5-1所示。 表5-1 增压比压选用值（单位：MPa） （3）胀型力压铸过程中，充填型腔的金属液将压射活塞的比压传递至型（模）具型腔壁面上的力称为胀型力。主胀型力的大小等于铸件在分型面上的投影面积（多腔模则为各腔投影面积之和），浇注系统、溢流、排气系统的面积（一般取总面积的30%）乘以比压，其计算公式如下 F主＝APb/10 式中F主-主胀型力(KN)； A-铸件在分型面上的投影面积（cm2）； Pb-压射比压（MPa）。 分胀型力（F分）的大小是作用在斜销抽芯、斜滑块抽芯、液压抽芯锁紧面上的分力引起的胀型力之和。 （4）锁型（模）力锁型（模）力是表示压铸机的大小的最基本参数，其作用是克服压铸填充时的胀型力。在压铸机生产中应保证型（模）具在胀型力的作用下不致胀开。压铸机的锁型（模）力必须大于胀型力才是 可靠的，锁型（模）力和胀型力的关系如下： F锁≥K（F主+F分） 式中F锁--压铸机应有的锁型（模）力（KN）； K--安全系数，一般取1.25； F主--主胀型力（KN）； F分--分胀型力（KN）。 在压铸生产过程中，锁型（模）力大小的选择直接反映到压铸分型面处有否料液飞溅、铸件内组织的密度、有否气孔、成形是否完整、有否飞边及毛刺等。调整时，在保证铸件合格的前提下尽量减小锁型（模）力。 为简化选用压铸机时各参数的计算，可根据压铸机具体的工作性能作出“比压、投影面积与胀型力关系图”，参见图5-3。在已知型（模）具分型面上铸件总投影面积∑A和所选用的压射比压Pb后，能从图中直接查出 胀型力。
铸造工艺设计步骤
铸造工艺设计： 就是根据铸造零件的结构特点,技术要求,生产批量和生产条件等,确定铸造方案和工艺参数,绘制铸造工艺图,编制工艺卡等技术文件的过程.设计依据： 在进行铸造工艺设计前,设计者应掌握生产任务和要求,熟悉工厂和车间的生产条件,这些是铸造工艺设计的基本依据.设计内容： 铸造工艺设计内容的繁简程度,主要决定于批量的大小,生产要求和生产条件.一般包括下列内容： 铸造工艺图,铸件(毛坯)图,铸型装配图(合箱图),工艺卡及操作工艺规程.设计程序： 1零件的技术条件和结构工艺性分析;2选择铸造及造型方法;3确定浇注位置和分型面;4选用工艺参数;5设计浇冒口,冷铁和铸肋;6砂芯设计;7在完成铸造工艺图的基础上,画出铸件图;8通常在完成砂箱设计后画出;9综合整个设计内容.铸造工艺方案的内容： 造型,造芯方法和铸型种类的选择,浇注位置及分型面的确定等.铸件的浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的状态和位置.分型面是指两半铸型相互接触的表面.确定砂芯形状及分盒面选择的基本原则,总的原则是： 使造芯到下芯的整个过程方便,铸件内腔尺寸精确,不至造成气孔等缺陷,使芯盒结构简单.1保证铸件内腔尺寸精度;2保证操作方便;3保证铸件壁厚均匀;4应尽量减少砂芯数目;5填砂面应宽敞,烘干支撑面是平面;6砂芯形状适应造型,制型方法.铸造工艺参数通常是指铸型工艺设计时需要确定的某些数据.1铸件尺寸公差： 是指铸件各部分尺寸允许的极限偏差,它取决于铸造工艺方法等多种因素.2主见重量公差定义为以占铸件公称质量的百分率为单位的铸件质量变动的允许值.3机械加工余量： 铸件为保证其加工面尺寸和零件精度,应有加工余量,即在铸件工艺设计时预先增加的,而后在机械加工时又被切去的金属层厚度,称为机械加工余量,简称加工余量.代号用MA，由精到粗分为ABCDEFGH和J9个等级。
锻造知识
锻造知识 一、锻造基础知识 1. 锻压是锻造和冲压的合称，是利用锻压机械的锤头、砧块、冲头或通过模具对坯料施加压力，使之产生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸的制件的成形加工方法。 2. 当温度超过300-400℃（钢的蓝脆区），达到700-800℃时，变形阻力将急剧减小，变形能也得到很大改善。根据在不同的温度区域进行的锻造，针对锻件质量和锻造工艺要求的不同，可分为冷锻、温锻、热锻三个成型温度区域。原本这种温度区域的划分并无严格的界限，一般地讲，在有再结晶的温度区域的锻造叫热锻，不加热在室温下的锻造叫冷锻。 3. 锻模寿命（热锻2-5千个，温锻1-2万个，冷锻2-5万个） 4. 在低温锻造时，锻件的尺寸变化很小。在700℃以下锻造，氧化皮形成少，而且表面无脱碳现象。因此，只要变形能在成形能范围内，冷锻容易得到很好的尺寸精度和表面光洁度。只要控制好温度和润滑冷却，700℃以下的温锻也可以获得很好的精度。热锻时，由于变形能和变形阻力都很小，可以锻造形状复杂的大锻件。要得到高尺寸精度的锻件，可在900-1000℃温度域内用热锻加工 5. 坯料在冷锻时要产生变形和加工硬化，使锻模承受高的荷载，因此，需要使用高强度的锻模和采用防止磨损和粘结的硬质润滑膜处理方法 6. 一般说来，铸件的力学性能低于同材质的锻件力学性能。此外，锻造加工能保证金属纤维组织的连续性，使锻件的纤维组织与锻件外形保持一致，金属流线完整，可保证零件具有良好的力学性能与长的使用寿命。 7. 计算锻造难度系数:K=锻件体积/最大包容体积(矩形);若K>6,则锻件属于易锻产品,若K<3,则属于难锻产品. (当然具体情况具体对待). 8. 根据坯料的移动方式，锻造可分为自由锻、镦粗、挤压、模锻、闭式模锻、闭式镦锻。闭式模锻和闭式镦锻由于没有飞边，材料的利用率就高。用一道工序或几道工序就可能完成复杂锻件的精加工。由于没有飞边，锻件的受力面积就减少，所需要的荷载也减少。但是，应注意不能使坯料完全受到限制，为此要严格控制坯料的体积，控制锻模的相对位置和对锻件进行测量，努力减少锻模的磨损。 9. 根据锻模的运动方式，锻造又可分为摆辗、摆旋锻、辊锻、楔横轧、辗环和斜轧等方式。摆辗、摆旋锻和辗环也可用精锻加工。为了提高材料的利用率，辊锻和横轧可用作细长材料的前道工序加工。与自由锻一样的旋转锻造也是局部成形的，它的优点是与锻件尺寸相比，锻造力较小情况下也可实现形成。包括自由锻在内的这种锻造方式，加工时材料从模具面附近向自由表面扩展，因此，很难保证精度，所以，将锻模的运动方向和旋锻工序用计算机控制，就可用较低的锻造力获得形状复杂、精度高的产品。例如生产品种多、尺寸大的汽轮机叶片等锻件。 10. 锻造设备的模具运动与自由度是不一致的，根据下死点变形限制特点，锻造设备可分为下述四种形式：·限制锻造力形式：油压直接驱动滑块的油压机。 ·准冲程限制方式：油压驱动曲柄连杆机构的油压机。 ·冲程限制方式：曲柄、连杆和楔机构驱动滑块的机械式压力机。 ·能量限制方式：利用螺旋机构的螺旋和磨擦压力机。 11. 锻压的生产过程包括成形前的锻坯下料、锻坯加热和预处理；成形后工件的热处理、清理、校正和检验 12. 未来锻压工艺将向提高锻压件的内在质量、发展精密锻造和精密冲压技术、研制生产率和自动化程度更高的锻压设备和锻压生产线、发展柔性锻压成形系统、发展新型锻压材料和锻压加工方法等方面发展。 提高锻压件的内在质量，主要是提高它们的机械性能(强度、塑性、韧性、疲劳强度)和可靠度。这需要更好地应用金属塑性变形理论；应用内在质量更好的材料；正确进行锻前加热和锻造热处理；更严格和更广泛地对锻压件进行无损探伤。 少、无切削加工是机械工业提高材料利用率、提高劳动生产率和降低能源消耗的最重要的措施和方向。锻坯少、无氧化加热，以及高硬、耐磨、长寿模具材料和表面处理方法的发展，将有利于精密锻造、精密冲压的扩大应二、锻压设备知识 锻压机械是指在锻压加工中用于成形和分离的机械设备。锻压机械包括成形用的锻锤、机械压力机、液压机、螺