第三章 压力铸造
压力铸造
将熔融或半熔融的金属以高速压射入金属铸型内，并在 压力下结晶的铸造方法
01 ห้องสมุดไป่ตู้述
03 工艺流程
目录
02 特点 04 应用
压力铸造是指将熔融或半熔融的金属以高速压射入金属铸型内，并在压力下结晶的铸造方法，简称压铸。常 用压射压力为30～70MPa，充填速度约为0.5～50 m/s，充填时间为0.01～0.2 s。
近些年来，高科技已应用于压铸领域．如采用三级压射机构控制压力、压射速度和型内气体。发展特殊压铸 工艺(如真空压铸、定向引气压铸、充氧压铸等)和应用计算机控制技术，有效地清除气孔，提高铸件致密度，同 时研制新型模具材料和热处理新工艺来延长压型寿命，使黑色金属压铸有了一定进展。
谢谢观看
简述
压力铸造是一种将液态或半固态金属或合金，或含有增强物相的液态金属或合金，在高压下以较高的速度填 充入压铸型的型腔内，并使金属或合金在压力下凝固形成铸件的铸造方法。压铸时常用的压力为4～500MPa，金 属充填速度为0.5—120m/s。因此，高压、高速是压铸法与其他铸造方法的根本区别，也是重要特点。1838年美 国人首次用压力铸造法生产印报的铅字，次年出现压力铸造专利。19世纪60年代以后，压力铸造法得到很大的发 展，不仅能生产锡铅合金压铸件、锌合金压铸件，也能生产铝合金、铜合金和镁合金压铸件。20世纪30年代后又 进行了钢铁压力铸造法的试验。
压力铸造的原理主要是金属液的压射成形原理。通常设定铸造条件是通过压铸机上速度、压力，以及速度的 切换位置来调整的，其他的在压铸型行进行选择。
特点
1、压力铸造的优点 1)生产率高，易于实现机械化和自动化，可以生产形状复杂的薄壁铸件。压铸锌合金最小壁厚仅为0.3mm， 压铸铝合金最小壁厚约为0.5mm，最小铸出孔径为0.7mm。 2)铸件尺寸精度高，表面粗糙度值小。压铸件尺寸公差等级可达CT3～CT6，表面粗糙度一般为Ra0.8～ 3.2μm。 3)压铸件中可嵌铸零件，既节省贵重材料和机加工工时，也替代了部件的装配过程，可以省去装配工序，简 化制造工艺。 2、压力铸造的缺点 1)压铸时液体金属充填速度高，型腔内气体难以完全排除，铸件易出现气孔和裂纹及氧化灾杂物等缺陷，压 铸件通常不能进行热处理。 2)压铸模的结构复杂、制造周期长，成本较高，不适合小批量铸件生产。 3)压铸机造价高、投资大，受到压铸机锁模力及装模尺寸的限制，不适宜生产大型压铸件。
第三章 铸造方法及其发展
1) 2) 3)
二）熔模铸造的特点和适用范围
1)
2)
3) 4) 5)
铸件的精度和表面质量较高，尺寸公差等级可达 IT11-IT13，表面粗糙度Ra值达1.6-2.5um。 合金种类不受限制，钢铁及有色合金均可适用。尤其 适用于高熔点及难加工的高合金钢。 可铸出形状较复杂的铸件，如铸件上宽度大于3mm的 凹槽、直径大于2mm的小孔均可直接铸出。 生产批量不受限制，单件、成批、大量生产均适用。 工艺过程较复杂，生产周期长，原材料价格贵，铸件 成本高，铸件不能太大、太长。 熔模铸造最适合25kg以下的高熔点、难以切削加工合 金铸件的成批大量生产。目前主要用于航天、飞机、 汽轮机、燃气轮机叶片、泵轮、复杂刀具、汽车、拖 拉机和机车上的小型精密铸件的生产。
②按模型特征分 整模造型 用于铸件最大截面靠一端且为平 面的铸件，不会错箱 挖砂造型 用于分型面是曲面的单件、小批 量生产的铸件 假箱造型 用于成批生产需要挖砂的铸件 活块造型 刮板造型 用于单件、小批量生产带有凸出 部分、难以起模的铸件 用于有等截面或回转体的大、中 型铸件，单件、小批生产
二、机器造型
压铸工艺过程
合型
浇注合金液
压入型腔
推出铸件
抽芯
压型分开
压力铸造示意图
压力铸造演示
二）压力铸造的特点和适用范围
1) 2)
压力铸造的优点：
3)
4)
5)
铸件尺寸精度和表面质量最高。公差等级一般为IT11IT13级，Ra为3.2-0.8um，可不经机加工而直接使用。 铸件晶粒细小、组织致密、表层紧实，强度和表面硬 度高，抗拉强度可比砂型铸造高25％-30％，但伸长率 有所下降。 可压铸出形状复杂的薄壁件。可铸出极强件，或可铸 出细小的螺纹、孔、齿、槽、凸纹及文字。 生产率高。国产压铸机每小时可铸50-150次，便于实 现机械化和自动化。 便于采用镶嵌法。对于复杂而无法取芯的铸件或局部 要求有特殊性能(耐磨、导电、导磁、绝缘等)的铸件， 可采用镶嵌法，扩大了压铸件的应用范围，可以将许 多小铸件合铸在一起，也可铸出十分复杂的铸件。
特种铸造之压力铸造
真空压铸镁合金
真空压铸铝件
4.1 铸造在压力下成形特征
但是在此机器上装斜和维护铸型比较麻烦，生产效率较 前两种冷压室压铸机低。
4.1.2 压铸时金属流的特征
压力铸造过程的主要特征就是金属在高压作用下的高速填充型腔。 因此欲掌握压铸件成型实质，主要就应了解压力铸造时金属充型过程中 的所受压力变化，充型时金属的流动形态，以便采取合适的技术措施， 充分运用压铸时金属充型特殊现象的有利方面，避免和克服此现象可能 带来的负面影响，高效地制造出质量符合要求的压铸件。
的致密度。此一增大的压力值一直保持到型内铸件完全凝固。
最终的压力值可为50~500MPa。
2、压铸时金属填充型腔的形态——理论假设
A 弗洛梅尔（Frommer）理论
Frommer 1932
1 当金属流经浇口进入型腔后，仍 保持浇口的断面直向型腔远端的对面型 壁射去；
2 待到达对面型壁厚，在此处的型 腔中聚积，消失了冲击力后，沿型壁在 整个型腔断面上反向移动。型腔中的空 气和随金属六进入型腔的空气依靠金属 液充型时的压力挤出型外： 如果浇口横截面积较小（浇口截面积 f/型腔截面积F>(1/3~1/4)）反向流动平 稳，金属液以小的旋转涡流形式移动； 如果浇口截面积较大（f/F<1/3），则 液流速度高，返回流回呈现为强烈的涡 状紊流。
在后续进入型腔金属的补充 下，沿型腔整个断面向正对 浇口的另一端型腔填充，直 至充满型腔。
压力铸造
压力铸造
•压铸（压力铸造）的实质：压铸是在高压作用下，将液态或半液态金属快速压入金属压铸型(也可称为压铸模或压型)中，并在高压作用下凝固而获得铸件的方法。
•压铸的两大特点：高压和高速充型。
区别于其它铸造方法的最基本特征。
•压铸所用的压射比压一般为30～70MPa(30～700atm)；充填速度可达5～100m/s，有时高达120 m/s。
充型时间很短，一般在0.01～0.25s，最短时可达千分之几秒。
–压力铸造优点：
•(1) 铸件的精度高，表面光洁(CT4～CT8，Ral.6～6.3μm)，并可直接铸出极薄件或带有小孔、螺纹的铸件。
•(2) 铸件冷却快，又是在压力下结晶，故晶粒细小，表层紧实，铸件的强度、表面硬度高。
压铸件的抗拉强度可比砂型铸件大25%～30%，但延伸率有所降低。
•(3) 生产率高，每小时可压铸50～150次，最高可达500次．且便于实现自动化、半自动化
•压力铸造优点：
•(4) 便于采用嵌铸(又称镶铸法)。
•嵌铸是将各种金属或非金属的零件嵌放在压铸型中，在压铸时与压铸件铸合成一体。
•嵌铸法利于制出一般压铸法难以制出的形状复杂件。
•嵌铸还可消除铸件局部热节，减少壁厚，防止缩孔；可改善和提高局部性能，如耐磨性、导热性、导磁性和绝缘性等；还可将许多小铸件合铸在一起，代替装配工序•压力铸造缺点：
•(1) 压铸型结构复杂，制造成本高，压铸机生产效率高，一般压铸只用于定型产品的大量生产。
•(2) 压铸高熔点铸件时，易降低压型寿命。
目前压铸尚不适于钢、铸铁等高熔点合金的铸造。
压力铸造及工艺特点
压力铸造及工艺特点同学们，今天咱们来了解一下压力铸造以及它的工艺特点。
这可是个很有趣的知识呢！先来说说什么是压力铸造。
想象一下，有一个大大的机器，就像一个大力士，用力地把融化的金属液体压进一个模具里，然后等金属冷却凝固，就变成了我们想要的形状，这就是压力铸造啦。
那压力铸造有什么工艺特点呢？它的生产效率超级高。
这个大力士工作起来速度可快了，一下子就能做出好多零件。
比如说，要是制造一些小型的铝合金零件，用压力铸造的方法，短时间内就能做出一大堆，这可比其他方法快多啦。
压力铸造出来的铸件尺寸精度特别高。
这就意味着做出来的东西大小、形状都非常准确，误差很小很小。
就好像我们用尺子画直线，能画得笔直笔直的。
所以很多对精度要求高的零件，都喜欢用压力铸造来做。
还有哦，压力铸造的表面质量也很棒。
做出来的铸件表面光滑平整，就像镜子一样。
比如说，一些汽车的零部件，用压力铸造做出来，表面又好看又光滑，质量杠杠的。
但是呢，压力铸造也有一些小缺点。
因为压力很大，模具很容易磨损，所以模具的成本就比较高啦。
而且，不是所有的金属都适合用压力铸造的方法，只有那些能在压力下快速凝固的金属才行。
压力铸造的时候，因为金属液是在高压下快速填充模具的，所以铸件内部容易产生气孔。
这就像我们吹气球，如果吹得太快太猛，气球里可能就会有一些小气泡。
在很多领域都发挥着重要的作用。
比如说，在航空航天领域，那些精密的零件很多都是通过压力铸造做出来的；在电子行业，像手机的外壳、电脑的配件，也经常用到压力铸造。
同学们，现在你们对压力铸造和它的工艺特点是不是有了更清楚的了解啦？希望大家以后在生活中看到相关的产品，能想到今天学到的知识哦！。
压力铸造的概念
压力铸造的概念压力铸造是一种高效的金属加工技术，通过在金属熔融状态下施加高压力，迫使熔融金属进入铸型腔，形成所需的零件或产品。
相对于传统的重力铸造，压力铸造具有许多优势，例如制造精度高、尺寸稳定性好、表面光洁度高等。
压力铸造的工艺过程主要包括模具设计、模具制造、材料预处理、注射及冷却等几个关键环节。
首先，需要根据产品的形状、尺寸和要求来设计模具。
模具的设计要考虑到产品的形状复杂性、冷却系统和脱模方式等因素。
然后，根据模具设计来制造模具。
模具通常由两个或多个零部件组成，其中包括模具壳体、注射系统和冷却系统等。
在开始压力铸造之前，需要对金属材料进行预处理。
预处理包括熔炼金属、净化金属、合金化调整以及调节金属温度等步骤。
这些预处理步骤可以保证金属在注射过程中具有较好的流动性和冷却性能。
在金属预处理完成后，可以开始注射过程。
注射过程通过在高温下将金属注入到模具腔中来实现。
注射过程分为两个阶段：注射和填充。
在注射阶段，将金属材料加热至液态，并通过柱塞或活塞等装置将金属材料注入模具腔中。
填充阶段是指金属材料在模具腔中充满过程，在该阶段需要克服金属表面张力和黏度的阻力，确保金属材料填充整个模具腔。
注射完成后，金属材料会在模具中冷却和凝固。
冷却速度对于金属的组织和性能具有重要影响。
因此，通常会在模具中设置冷却系统以控制冷却速度。
一般来说，冷却时间越短，金属晶粒越细，力学性能越好。
最后，完成冷却的金属零件可以脱模并进行后续的处理。
脱模是指将冷却凝固的金属零件与模具分离的过程。
脱模可以通过机械力、气体压力或抽真空等方式来实现。
脱模之后，还可以进行除毛刺、清洁和表面处理等工艺，以达到最终产品的质量要求。
总的来说，压力铸造是一种重要的金属成形技术，具有高效、高精度和高表面质量等优势。
随着科技的进步和工艺的改进，压力铸造在汽车、航空航天、通讯设备等各个领域得到广泛应用，并在产品的设计和制造过程中发挥重要作用。
压力铸造
压力铸造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、钞票币等，后来进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显现制备铅字以后，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 我国压铸技术的进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；进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进展⑴压铸运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专门大的进展。
⑶压铸产品检测方面，专门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进展。
⑷压铸模具材料和寿命的进展。
⑸快速成型设计及制造技术在压铸生产中得到应用。
⑹压铸材料的进展，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.压铸特点和应用范畴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。
压铸所用的压力一样为30~70MPa，充型速度可达5~100m/s，充型时刻为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%的铝铸件都采纳压力铸造成型。
金属液在高压下以高速填充铸型，并在压力下冷却，是压铸区不于其他铸造工艺的重要特点。
压力铸造的要紧工序可分为：合型、压射、顶出三个时期。
压铸机的要紧结构简图如图2-1所示。
图2-1 压铸机要紧结构简图拉杆；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5 00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，R a=0.8～3.2,可直截了当铸造出螺纹；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便于采纳镶铸法（嵌铸法）。
特种铸造之压力铸造
徐州科比特开发生产的管道型轴流通风机， 叶轮采用铝合金压力铸造
压铸是最先进的金属成型方法之一，是实现少切屑，无切屑的有效 途径，应用很广，发展很快。目前压铸合金不再局限于有色金属的锌、 铝、镁和铜，而且也逐渐扩大用来压铸铸铁和铸钢件。压力铸造法适用 于大批量生产的铸件，生产效率高，生产过程容易实现机械化和自动化。 压铸件也不再局限于汽车工业和仪表工业，逐步扩大到其它各个工 业部门，如农业机械、机床工业、电子工业、国防工业、计算 机、医疗 器械、钟表、照相机和日用五金等几十个行业。在压铸技术方面又出现 了真空压铸、加氧压铸、精速密压铸以及可溶型芯的应用等新工艺。
在活塞端面前可能会形成液流 的波峰，它也会把空气裹入金属液， 在铸件中形成气孔。
C 活塞移动速度适当
随着活塞的移动，在活塞端面 前形成充满压室整个断面的液面 抬高短，随着活塞的继续前进， 一次增加抬高段的程度，把压室 内空气向左挤，进入型腔，通过 排气通道进入大气。
瑞士已有技术实现活塞移动的等加速压射系统，可获得理 想压室全断面的充满过程。
热压室压铸机（简称热空压铸机）压室浸在保温溶化坩埚的液态 金属中，压射部件不直接与机座连接，而是装在坩埚上面。这种压铸 机的优点是生产工序简单，效率 高；金属消耗少，工艺稳定。但压 室，压射冲头长期浸在液体金属中，影响使用寿命。并易增加合金的 含铁量。热压室压铸机目前大多用于压铸锌合金等低熔点合金 铸件， 但也有用于压铸小型铝、镁合金压铸件。
A 活塞式热压室压铸机
喷嘴左端和压铸型上的直浇道口相接， 坩埚和压室（压力容器）一般都用铸铁铸 成一体，在坩埚外面用燃气或电阻丝加热。 压铸时，活塞式热压室压铸机上的活塞上 提，金属液从坩埚流入压室，活塞下压， 把压室内金属液经鹅颈、喷嘴压入铸型。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
压力铸造
--
❖3.1 概述
压力铸造(定义）：简称压铸，它是将液态金属 或半固态金属在高压下快速充填到金属模的型 腔，并在压力下快速凝固而获得铸件的一种成 形方法。
在压力铸造中，一般作用于金属上的压力在20～ 200MPa范围，充型的初始速度为15～70m/s，充型 时间仅为0.01～0.2s。因此，高压和高速是压铸成形 的重要特征，也是与其他铸造成形法的根本区别。压 力铸造是所有铸造成形方法中生产速度最快的，在汽 车、摩托车、电器仪表、电信器材、医疗器械、日用 五金以及航天航空工业等方-- 面都有广泛的应用。
（立体形状）来说，一般的成形工艺方法是不易达到的，所 以压铸法不仅适合于形状复杂的铸件的生产，更适合于大批 量的生产。
王家压铸厂 八小时，500件 = 60±x个/小时
--
缺点
6． 压铸件内部有气孔，对于有要求的零件要采取特 殊的工艺措施才能满足要求。
由于压铸过程中，熔融金属在充填时的流动速度大，致使 型腔中气体来不及全部排出而卷入铸件中，处于内部的即为内 部气孔。
压力铸造的实质、特点及应用
一、压力铸造的实质：
压力铸造（简称压铸）的实质，是在高压作用下， 使液态或半固态金属以较高的速度充填压铸型型腔，并 在压力作用下凝固而获得铸件的方法。即压力下浇注和 压力下凝固。
两大特征： 高压 高速
这也是压铸区别于其它铸造方法的最基本特征。
--
高压：
比压：作用在铸件上单位面积上的压力称为比压。 一般在40-200MPa Max=500MPa。
--
（3）经济效果优良
由于铸件精度高，尺寸稳定，加工余量少， 表面光洁。压铸件的加工余量一般在0.2～ 0.5mm范围，表面粗度在Ra3.2μm以下。 只要对零件进行少量加工便可进行装配，有 的零件甚至不用机械加工就能直接装配使用。 减少后续加工费用。同时金属利用率高。
其他： 采用镶铸法可省去装配工序并简化制造工艺。镶铸的材料一 般为钢、铸铁、铜、绝缘材料等，镶铸体的形状有圆形、管 形、薄片等。利用镶铸法可制备出有特殊要求的铸件。 铸件表面可进行涂覆处理、压铸出螺纹、线条、文字、图案 等
2． 压铸件精度高，光洁度高，尺寸稳定，一致性好， 加工余量很少。
压铸模型腔具有较高的精度和很高的表面光洁度， 故压铸件与其它铸造方法比，不但具有更高的精度 和表面光洁度，而且在生产过程中，各个铸件尺寸 一致性好，稳定性也好，从而具有很好的装配互换 性。
各种铸件精度比较
压铸
熔模
砂型
尺寸精度 表面光洁度
实际上,并非在如此大的压力下凝固，因内浇口很 小，压力都转化为极高的充填速度，随后冷凝
高速： 充填速度为0.5～120m/s，一般为5～50m/s,充填时
间很短，一般为0.01～0.2秒。最短为千分之几秒。
由于金属充填型腔的这种特点，使压力铸造的工艺
和生产过程，压铸件的结构和其它性能都具有自己的特
征。
--
• 压力铸造存在的问题：
• ① 由于液体金属充型速度极快，型腔中的气体很难排除，便 以气孔形式存留于铸件中，因此普通压铸法压铸的铸件不能 进行热处理或焊接（加热时气体膨胀将导致铸件鼓泡而报 废），也不适于比较深的机加工，以免铸件表面显出气孔。
• ② 现有模具材料主要适应于低熔点的合金，如锌、铝、镁等 合金。生产铜合金、黑色金属等高熔点合金，其模具材料存 在着较大的问题，主要是模具的寿命非常短。
• ③ 压铸设备投资高，压铸模制造复杂，周期较长，费用较高， 一般不适用于小批量生产。
• ④ 由于充填型腔时金属液的冲击力大，一般压铸不能使用砂 芯，因此不能压铸具有复杂内腔（内凹）结构的铸件，如闭 舵结构的铝合金发动机缸体。--
由于存在着上述压铸过程的工艺特性，因而决定了压铸 生产和压铸出的零件便具有一系列特点：
优点： 1． 铸件壁可很薄, 形状可极复杂，轮廓清晰。即可清晰地铸 出壁极薄，形状极复杂的铸件。
压铸零件的轮廓极为清晰，对薄壁键槽、凸凹多变的部 位都能得到完整无缺的形状。通常壁厚为1～6mm，小件还可 更薄。
最小壁厚 锌 0.3mm 铝 0.5mm
最小铸孔 0.75mm 最小螺纹距 0.75mm
从所得铸件的形状和结构的复杂程度来说，压铸比其它铸 造方法具有更为显著的优越性-。-
镶铸法就是在压铸零件的特殊部位上铸入（嵌入）所需的其它材 料的制件如铸入磁铁、铜套，钢衬垫，金属管，绝缘材料等，既 满足特殊部位的使用性能要求。又省略了装配工序，简化了制造 工艺。
--
--
5． 压铸生产效率很高 压铸生产时，每一次操作循环时间约为5秒～3分钟。一
般10秒～1分钟。 小机器，每小时达300次。这样高的效率，对于结构零件
3． 压铸件表面组织致密。具有较高的强度和表面硬度
压铸件
充填时间很短， 金属型中冷凝
速度极快
压力下结晶
故压铸件组织致密，晶粒细化，有较高的强度和表面硬 度（σb比砂铸件高25-30%，但延伸率较低），特别是壁的厚 度适当而均匀时，强度更高，又因表层激冷，故表层更是坚
--
实耐磨。
4． 在压铸中采用镶铸法可以省略装配工序，简化制造工艺。 在压铸中，可以采用镶铸法，来制造出有特殊要求的零件。
ZJ2-ZJ1
ZJ3-ZJ2
（▽5～▽7、▽8） （▽3～▽6）
3.2-0.8
6.3-1.6
ZJ7-ZJ6 12.5
--
所有铸造方法中，该法的精度，光洁度最高，可达精车 和磨床加工程度。因此，压铸件大多数情况下，只经少量机 加工（打磨）就可以装配使用，加工余量一般在0.2-0.5mm. 加工部位也是很少几个部分。有些件，可不经任何机加工就 可装配使用，充分体现了压铸的少切削或无切削成型工艺的 特点。
--
• 3.1.1 压力铸造特点 （1）产品质量好
尺寸精度高，CT6—7级。表面粗糙度低，5—8 级。强度和硬度高，比砂型高25%—30%，但延 伸率低70%。可以制得薄壁复杂且轮廓清晰的铸 件。现代超薄铝合金压铸技术可制造0.5mm厚的 铸件，如铝合金笔记本电脑外壳。最小铸出孔 0.7mm。
（2）生产效率高。 压力铸造的生产周期短，一次操作的循环时间约 为5s～3min，且易实现机械化和自动化。这种 方法适于大批量的生产。