1、中国铸造协会压铸分会1一、压铸技术概论中国铸造协会压铸分会2目 录一、压铸综述1压铸技术的发展趋势2压铸在我国的现状3压铸理论4压铸的优缺点5压铸生产的自动化6压铸上应用的特殊技术二、压铸件的设计1压铸件的结构设计2正确选择压铸件合金3压铸件的尺寸公差和粗糙度三、压铸模1对压铸模的要求2压铸模的组成3压铸模的浇注、溢流和排气系统4金属流态5模具的制作程序6典型的压铸模结构四、压铸工艺1对压射性能的要求2压铸参数的决定3压铸涂料五、压铸件的缺陷1尺寸偏差2气孔3皮下气泡4疏松与缩孔5欠铸6错边7毛刺和模具龟裂的印痕8变形碰伤和热裂9粘模10麻点11色斑12硬质点13化学成份超标14不耐压15物理
2、性能不符合要求六、压铸件的检查和质保1合金2尺寸精度及形位公差3表面质量4内在质量5密封及耐压试验6有特殊要求的作金相检查七、压铸合金1对压铸合金的要求2常用压铸合金中国铸造协会压铸分会3一、压铸综述近年来由于汽车工业的发展，也推动了压铸业的发展，因为在西方国家中汽车行业向来是压铸业的主要服务对象，在美国的压铸业中汽车占半壁江山，日本则为 80%，德国为 61%，加拿大 49%，我国则为 65%。之所以有这样的侧重，因为汽车零件的要求是轻薄、光洁、复杂、耐压、精密，恰恰与压铸工艺的特点极其吻合，是任何其他工艺所无法替代的。从能源的角度看，美国的法令要求汽车每升公里数为 12km（85 年） ，
3、而 80年尚在 8.5km，77 年为 6km，94 年则上升至 33km。在此趋势下本世纪的公里数又大大提高了一步，故对汽车的轻量化要求越来越严，而汽车每减重100kg，使每升油可多行驶 3.5km。故压铸件的使用在汽车上也逐年增加，乃至用镁取代铝合金、锌合金及钢材，而工艺则以压铸为首选。目前我国压铸总量在世界上是继美、日、德之后，但人均数量排名却在百名之后。从另外一面说，压铸件也越来越大，目前汽车压铸件中的首位是 V10 缸体，重约 45kg，用 4000t 压铸机生产，模具重近百吨，价值数百万美元。据 NADCA 报道：Ford 公司将在 5 年内从中国采购几十亿美元的汽车零部件及整车，
4、其中压铸件又占了相当大的份额。另外日本的三菱汽车及汽车零部件巨子德尔福也在做大中国市场。在此大环境下，我国 2006 年的压铸总量已近 100 万吨。1压铸技术的发展趋势a. 提高压铸理论水平，从根本上研究压铸的机理，从而进一步提高压铸件的质量。b. 工艺参数控制技术的不断进步和完善。从而更好地为压铸服务。c. 自动化程度日趋完备d. 计算机模拟技术发挥更大的作用e. 大吨位压铸机的应用更成熟，从而扩大压铸在铸造业中的份额。f. 推广真空技术在压铸上的应用。g. 模具材料性能的进一步提高，使用寿命的延长。h. 镁合金对铝、锌合金的替代更为广泛。i. 激光快速原型设计成为热点，这样可大幅度降低新
5、品开发的成本及时间。j. 新品种的合金及复合材料运用得更多。中国铸造协会压铸分会4k. 半固态成型技术的成熟。l. 挤压铸造技术的发展。m. 压铸用技术及设备的进一步开发。2压铸在我国的现状目前国内拥有的压铸机约为一万三千台。年产的铸件约 100 万吨，其中铝合金占三分之二，镁合金约 10 万吨，今后十年是我国成为镁压铸大国、强国的时期。2010 年估计可达 20 万吨，占全世界的 40%，一方面是由于我国汽车工业发展的推动，另一方面先进工业国家的汽车巨头出于多方面原因，逐步在停滞或萎缩压铸业，从而开始大量采购压铸件的业务。3压铸理论压铸技术作为铸造行业的一个分支，与其他铸造工艺确有比较大的区
6、别，因为熔融金属在高温、高压、高速状态下运动。对于金属的流态历史上就有三种理论：第一种是全水力学理论，状态如图 1 所示：图 1此种理论倾向于厚壁件。第二种是认为合金处于半流态：见下图。图 2最后一种是生成壳体的理论：如图 2 所示。事实上由于压铸件的形状五花八门，理论所能代表的情况差距较大，故应该认为三种理论的混合体才比较接近实际情况。近年来开发的流态模拟软件即是综合了百年来的经验加以发挥，确实能比较形象地体现液态金属填充的全过程。4压铸的优缺点中国铸造协会压铸分会5A 优点（1）当应用于生产量很大时，生产效率极高，冷压室机器可以班产13001500 模，而熟室机可达 7000 模/班。尽管
7、压铸设备的投入较大，但汽车工业仍因为其经济性而大量采用。（2）可以做到少无切削，还可采用铸入件的方式来达到不同部位的多异性能。（3）尺寸精度很高，在利于自动化装配，公差范围小。 （IT11-IT12 甚至更高） 。（4）表面粗糙度低，可以达到 Ra3.20.8m。（5）压铸给了机械设计人员较大的宽容度，小的另件在 1g 以下，大的可以铸造数十公斤，相应使用的压铸机吨位在 1004000t。（6）可以将压铸件进行各种表面处理，以适应不同要求。（7）可以生产薄壁件，铝为 0.5mm，锌与镁均可达到 0.3mm。（8）材料利用率高，浇排系统及废品均可回收利用。（9）铸件力学性能好，比砂型铸造平均提高
8、 20%，由于合金快速冷却，使结晶致密，故适用于铸造结构件。（10）铸件的脱模斜度小，使铸件的形状趋于理想。另外可以铸出小到0.7mm 直径的孔。（11）特殊情况下可以直接铸出螺纹，减少了切削加工。（12）应用先进的技术生产的铸件可以进行热处理，以改善性能。B不足之处（1）通常情况下，铸件不能铸出内侧凹，在成形上有局限。（2）铸件难免有气孔和缩孔，降低了性能。（3）设备的投入和使用维护都是一笔不小的投入。（4）不宜做厚壁件。（5）模具制作周期较长，费用较大。（6）能够进行压铸的合金牌号不是很多。5压铸生产的自动化自动化的应用并非完全是为了减轻劳动强度和提高生产率，更主要的是为恒定生产的多项工艺
9、参数，从而减少因人为因素而致的不良品。下面分几个方面叙述：（1）浇注过程：应用多种机械装置将浇注量固定，因而也使料头厚度不变，使压力的传递恒定，以提高质量。方式有旋臂式加料斗，也有平动式加料斗，也有管道压送加料。中国铸造协会压铸分会6（2）模具脱模剂的涂复，改人工方式为自动。减少了脱模剂使用量差合模状态下，喷粉及喷雾 自动方式 减少了脱模剂对环境的污染多嘴式开模状态下喷雾单嘴式（3）自动取件自动切边自动称量自动初步检测。（4）合金材料炉前自动分析（光谱仪）（5）铸件无损检测用 X 光检查内在质量，用渗透剂检查外观。（6）铸件尺寸的三维测量。（7）铸件的耐压试验（空气压与液压） 。（8）渗漏件的
10、浸渍处理。通常用环氧树脂及水玻璃进行密闭处理6压铸上应用的特殊技术（1）真空压铸：在模具的型腔内形成真空状态，金属流填充至最后阶段自动关闭抽气阀，使铸件内除了合金自身溶解的气体外，再无其他来源，提高了铸件的内在质量。目前欧美国家真空压铸的使用比例约为 20%，而在日本则高达 50%。用真空压铸技术压出的铸件大都可以进行热处理。（2）充氧压铸，出于类似的目的，采用充氧方式，用纯氧排除型腔内的空气，当金属流进入型腔时氧气与金属充分混合产生0.1mm 直径的 Al2O3 颗粒，均布在铸件内，丝毫不影响铸件力学性能，又可热处理。日本目前用此方式生产的汽车轮毂可以进行后道旋压工序，以延展轮毂的宽度。（3
11、）精速密压铸采用套筒式的压射活塞，对料头进行第二次补压，从而传递压力至厚壁部位，减少疏松和缩孔。适用于 A390 等凝固温度范围较大的 Al-Si 过共晶合金。浇口比较厚，填充速度低，有利于顺序凝固。常用来生产汽缸体及活塞等壁厚悬殊的铸件。（4）挤压铸造：实质是将铸造的过程延伸至锻造过程，使生产的铸件性能更好，消除了气孔和缩孔，可以用热处理方式提高性能，可做轮毂、活塞、连杆及壳体等多种受力件。（5）半固态压铸用电磁搅拌使得冷凝过程中的树枝状 晶体变成颗粒状与液体组分均匀混合，呈牙膏状进行压铸，其优点是收缩少、溶气少、卷气少，晶粒细而组织致中国铸造协会压铸分会7密，故铸件中无气孔缩孔，性能提高，
12、塑性尤佳，能淬火，平均性能指标可提高 20%30%。（6）旋转挤射铸造：用镁合金生产铸件该方法类似于注塑过程，但用料并非颗粒而是粉状且通过加热熔化搅拌成3%10%固相率的液态。浇注温度较常规压铸低 5070，此举有利于维护模具的寿命。气孔率在 3%强，密度接近理论值 1.82。强度提升 40%，达到 300MPa。伸长率则从 1.7%提高至 7%以上。性能直逼锻件。（7）模具制作的 CAD、CAM 和流态模拟目前 CAD、CAM 已经相当普及，但流态模拟由于软件价格昂贵，尚未得到充分的应用。二、压铸件的设计1压铸件的结构设计压铸件的结构应该设计得适应工艺要求，这条也是获得优质铸件的先决条件。（
13、1）壁厚壁厚首先要求均匀，其次应在一定范围内，通常在 23mm 时强度最高，激冷层的厚度均在 0.20.5mm 间。当壁厚增大至 6mm 时，强度降为 70%，且厚壁有诸多不利因素（从略） 。表 1 推荐压铸件壁厚铝（厚度）mm 镁（厚度）mm投影面积 cm2大于 通常 大于 通常25 0.3 225100 1.2 2.5 1.0 2.5100500 1.8 3.0 1.5 3500 2.5 3.5 2.0 3.5（2）加强筋压铸要求一定强度时不宜采用增加壁厚的方法而用设置加强筋替代之。如图 3 所示。中国铸造协会压铸分会8图 3 压铸件加强筋的作用加强筋除了有提高结构强度的作用外，还取消了热
14、节，改善填充条件。通常筋的厚度取壁厚为 2/33/4。（3）铸造圆角压铸件的铸造圆角半径（内圆角）常取壁厚之半，故外圆角半径即为壁厚的 1.5 倍。（4）孔径与孔深压铸件的孔径与孔深在大的方向上限制不多，但在小孔上和细长比上有一定要求，如表所列：表 2最小孔径 mm 细长比推荐 可行 盲孔 通孔铝 2.5 2 3.5 7镁 2 1.5 4.5 9（5）铸入件铸入件大部分为强度、性能超过压铸件本身材料的铜、钢制成，以使铸件局部符合非常规的要求，特殊情况下也有其他材料为之。同时对铸入件也有一定要求：铸入件在轴向及径向均应有定位缺口，以加强与铸件间的机械结合牢度。铸入件的安装位置上要有防止压铸过程中
15、铸入件脱落的结构。铸入件应经过热处理和表面处理。要避免铸件合金与铸入件产生电化学腐蚀。（6）脱模斜度：压铸件的脱模斜度应该做到内外有别，如图、表所示：图 4表 3有配合要求 无配合要求外斜 内斜 外斜 内斜15 30 30 1中国铸造协会压铸分会9a. 内斜度通常大于外斜度b. 另外有些铸件要求脱模斜度包含在铸件公差范围内，这样要求统筹好二者的关系。c. 铝与镁的脱模斜度接近，由于镁与模具的亲和力小于铝，故镁的脱模斜度稍小于铝从属正常。d. 斜度的方向：斜度的方向在型芯上（内）应向大的方向放，在模腔上是相反情况，这样都使模具有修正的可能。（7）加工余量通常压铸件不必加工，但对局部尺寸精度要求高
16、而无法满足外增加余量，但余量不宜太厚，以免曝露内在缺陷。通常加工面的最大尺小于 1m 时余量放0.31.2mm。（8）压铸件的尺寸公差与形位公差。按照一机部标准 2702-94 压铸件技术条件。（9）注意事项：压铸件的结构虽与其他铸造方法类似，但是由于压铸件由金属模具赋形故有如下要求注意之处：a. 铸件的最大截面应该处于分型面上。b. 侧壁及加强筋上可设置推杆凸台，形状可以是方形、圆形、扇形。如右图所示：c要避免冷凝收缩后的变形：如下图所示，铸件的收缩率为 0.4%0.8%，薄壁件和阻碍收缩取下限，反之取上限。图 5d避免很高的凸台：如属必须，则可添加强筋，一则起导流作用，避免欠铸，另一方面也
17、防止折断。如下图 6：中国铸造协会压铸分会10图 6e大尺寸的筒形铸件不宜用侧浇口设计,而应采用中心浇口式样从顶端浇入，如图 7 所示，金属非常流畅。图 7f分型面的设置要避免动定模的包紧力相近。如图 8。图 8g铸入件的螺纹要避免金属液的窜入。如图 9。图 9h构架类铸件不应设计成封闭式的而要用工字形结构，如图 10 所示：中国铸造协会压铸分会11图 10i 避免内侧凹，改动结构形成外侧凹，利于脱模，如图 11 所示：图 112正确选择压铸合金（见七章）3压铸的尺寸公差和粗糙度相对其他铸造工艺来说压铸件的精度较高，粗糙度较低。而且重复性较好。压铸件的精度和粗糙度取决于自身的结构与形状，也取决
18、于压铸机的性能和模具结构、精度和粗糙度。不仅如此压铸工艺操作水平及维修过程也起了很大的作用。三、压铸模压铸模在压铸中是个必不可少的重要环节，与压铸机、合金、工艺相互联系，并相互制约，从而决定了铸件的形状、尺寸、公差、合金液的填充。溢流排气条件、热平衡，直接关联铸件的质量和生产效率。1对压铸模的要求（1）结构简单，制作成本低（2）有足够的强度及综合性能，以承受压铸的苛刻条件。（3）有充足的备件及易损件（4）选择合理的浇注系统和排溢系统，以获得优质的铸件及可靠的多种机械结构，保证长期正常的运作。（5）充分考虑后续工序的方便简化和节省。2压铸模的组成压铸过程中，铸件凝固后应能方便地从模具中取出，故模
19、具必须由定，动两部分组成，其分模面为分型面。通常铸件的外形由定模赋予，而内腔则由动模赋予，如此铸件由于向内的收缩力作用，使其在打开模具时能随动模离开定模。中国铸造协会压铸分会12（1）模块：分为动模块及定模块，是决定铸件内外形的主要模具零件（由合金钢制作） ，大部分浇注系统在定模上。（2）型芯：除了动定模块外铸件还有些孔穴，是由型芯赋形的，型芯分为动定模型芯及横向型芯，后者通常用抽芯机构将其由铸件中脱出。（3）抽芯机构：为使模型芯能顺利脱离铸件，抽芯机构用液压抽芯器，斜销滑块，斜滑块等方式进行工作。（4）推出机构：当铸件离开定模并顺利脱出模型芯后，为使 在动模上的铸件游离，必定用各种形状的推杆
20、或卸料机构将铸件推出，推杆的截面可以是圆的、方的、扇形或环形的，也有根据铸件形状安排的卸料机构达到推出铸件的目的。（5）复位机构铸件取出后，模具必须进行复位，以便进行下个循环的生产，那么复位杆等零件是用来对推板系统进行反向的作用，以确保精确的定位。在推出与复位的过程中有时会产生模型芯对推杆的干涉，这样必须设置予复位机构使推杆在复位之初即能提前到位，避免损坏事故的发生。（6）导向元件：在动模与动模构成铸件形状时应保持较好的同轴度，因此在模具的边缘上安装导向元件，即如图 12 所示的导柱与导套，在较大型的模具中推荐使用截面为方形的导柱。图 12（7）模框模框的作用是包容所有压铸模的零件，并使它们相
21、互保持恒定的关系，而在外围上则维系与压铸机的料缸和推出系统的联接与固定作用。要求它有足够的强度与刚度以承受全部的作用力。（8）模具温度控制系统为使压铸生产能够顺利进行，模具的温度控制与热平衡是必须掌握的，首中国铸造协会压铸分会13先开机初期，模具为室温状态，不能直接压铸，故生产前应先对模具进行预热；但随着生产数量的增加，模具温度不断升高，此时必须对模具进行冷却，使模温保持在最佳的范围内。而热平衡的正确安排使压铸件各个部位的质量趋于一致，在生产大型铸件时尤为重要。3压铸模的浇注、溢流和排气系统浇注、溢流排气是决定铸件质量的重要因素，从合金的流动方向看是从料头分流锥横浇道内浇口型腔溢流口集渣包排气
22、槽大气。呈截面收缩的形式。（1） 热室压铸机模具与冷室机模具大同小异。见图 13：（2）内浇口形式通常如图。图 13设计要点如下：a首先充填的应该是难以到达的地方及深腔处，不宜过早地让金属封闭分型面及溢排处。b不宜直接冲击型壁及型芯，以减少粘模情况，让金属流尽量顺应铸件壁及筋条的走势，减少动能的损失。c不宜开设多道浇口，避免紊流的产生；除非是特大铸件。d内浇口截面积=铸件重/密度填充速度填充时间e推荐的内浇口厚度：铸件厚度 mm 0.61.5 1.53 36内浇口厚度 mm 0.31.2 0.81.8 1,53中国铸造协会压铸分会14f镁合金压铸模的浇道应该尽可能的短。（3）缓冲器：如果内浇口
23、开设在横浇道的侧面，那么其端面可设计缓冲器；如图 14，可用来收集冷脏的金属。图 14（4）溢流口，集渣包和排气槽在模具型腔最后被填充部位的外缘还应开设集渣包和排气槽，作用是排除铸件型腔内的脏、冷金属和气体。结构如图 15：图 15溢排系统通常开设多个，集渣包的总容积应小于型腔的五分之一。而排气槽的总截面应为内浇口的三分之一，因为气体的流速为液态金属的三倍。另一种形式的排气槽为迷宫式，如图 16 所示：图 164金属流态：通过对金属流态的分析与认知，可以为设计压铸模的浇溢排系统提供帮助，从而获得很理想的效果。下面罗列的均是金属流的示意图，比较明了。中国铸造协会压铸分会15中国铸造协会压铸分会1
24、6中国铸造协会压铸分会17中国铸造协会压铸分会18中国铸造协会压铸分会19中国铸造协会压铸分会20实质上,熔融合金对模具型腔的填充分为主流及非主流二类，主流部分即优良部分应该覆盖整个铸件。非主流部分则包含浇口及溢排系统，在压铸终了增压时予以补充。随着铸件尺寸的增大，复杂程度提高，壁厚的减薄，二者的区别更为明显。造成此种区别的因素很多：a.充填时间的延长b.流程的扩展c.运动方向的改变d.着力点的不同e.金属流间的冲撞f.紊流的产生g.气体的包裹h.合金温度的降低、粘度的提高，流动性变差（固体组分增加） 。它们都影响合金流的动能，不利于填充，故对压铸机提出较高的要求。5模具的制作程序（1）按铸件
25、的要求进行所用压铸机的选择，还有压铸合金、压铸工艺及与之相关的一些计算，如投影面积计算、比压计算、合模力计算、模具强度计算等。（2）按铸件图进行 3D 造型，选择分型面，模具结构设计、浇注、溢排系统布置，标准件运用等。然后进行全部非标件图纸的设计。（3）材料准备及热处理耐热材料的选择，以二次重熔的 AB 为首选，因为材料中杂质越少应力集中的可能性越小，那么模具在受到热冲击疲劳时损坏的可能也越小。严格掌握热处理规范也有利于模具寿命的提高，粗加工后必须消除应力，淬火后也要求三次回火。淬火后的氮化处理提高了模具表层的硬度，能较好地防范铝合金对模具表面的浸润，软氮化为佳。（4）模具全部另件的制作加工模
26、芯、模块的制作均用 CNC，既快又好。此外部份还须进行电脉冲加工，但必须消除应力处理。因为脉冲其实质类似于电弧炉，使模具钢材从熔融状态下激冷，产生热应力。（5）组装将全部模具的合格另件组合起来，形成整体。（6）试模中国铸造协会压铸分会21在压铸机上进行铸件的试生产，不光对模具是个鉴定，而且可对铸件进行尺寸、精度、外观、内在质量的检查。所有的项目合格后进行交接。6典型压铸模具结构（图纸）（1）一滑块、二斜销结构（2）内斜滑块结构（3）卧式中心浇口（4）回流浇注系统（5）倾斜抽芯及螺旋浇口（6）螺旋推出（7）一斜销式滑块结构（8）定模抽芯用封锁力倍增方式（9）多个内滑块结构（10）定模滑块结构（1
27、1）套式分型结构（12）四滑块及增力推出结构（13）隐式横浇道四、压铸工艺压铸工艺其实就是将压铸机、压铸模、压铸合金三大因素的有关数据有机地融合的过程，在模具和合金既定的情况下，工艺更多的是考量压铸机所能施加于压铸的作用，从而引发了工艺对压射提出如下要求：1对压射性能的要求（1）要求压射压力和压射速度和压射时间可调，由于实时压铸的应用使之成为可能。（2）要求压射部分有相当大的动能（3）要求压射初始阶段有较低的速度和压力防止合金在料口的飞溅（4）要求在中间阶段平稳提升速度和压力，缩短充型时间，但减少合金在内浇口处的喷溅。（5）要求充型结束时迅速增压，但要减少冲击峰值，防止合金在分型面及所有模具组
28、合缝隙处的飞溅，要求速度变化曲线是连续和光滑的。（6）PQ 2图：体现压铸机压射性能，用 PQ2图压射有两种极限情况，首先是在空压射情况下阻力几近于 0，其时压射速度最高，也即是虚拟填充的流量最大。中国铸造协会压铸分会22另一种情况是静止，即阻力最大，无流量，速度为 0。在以压力 P 为纵座标而以 Q2为横座标的图中上述两种情况为二个端点。而压力与流量的关系是个曲线，P 与 Q2的关系却是一条直线。如图 17 所示：图 17验证：由分析得出： 密 度压 力重 力 加 速 度系 数内 浇 口 rPgCV/2内 浇 口 截 面内 浇 口流 量 AQ密 度压 力重 力 速 度内 浇 口 截 面系 数
29、流 量 /)/( 222 系 数内 浇 口 截 面重 力 速 度密 度流 量压 力 CArP流 量压 力 与成正比，如图 18 所示：图 18把两个图纸迭加即形成 PQ2图。2压铸参数的决定在具备高性能压铸机的情况下要掌握如何协调各种参数：（1）压室的充满度，临界速度和内浇口速度a.充满度当合金注入料缸时，其在料缸总容量中最佳要占据 75%的比例，如图 19 所示：中国铸造协会压铸分会23图 19充满度过大合金易从浇料口溢出，充满度过低则合金很快冷却影响充填。b.临界速度：临界速度确保不裹气的最高慢压射速度。图 20 中，较快的慢压射速度会使熔融合金卷入大量气体，然后填充型腔影响内在质量。图
30、20在选用合适的临界速度情况下，料缸内的熔融金属呈坡状向前推进，不易卷入空气，如下图 21 所示情况：图 21后面将充满度、料缸直径与临界速度的关系列表：临界速度 m/s料缸直径 mm充满度50 75 100 125 15040% 0.5 0.61 0.7 0.78 0.8660% 0.32 0.4 0.46 0.51 0.5675% 0.21 0.25 0.29 0.33 0.36料缸直径与临界速度成正比，充满度与之成反比。c压铸速度：要求严格控制的是内浇口速度通常铝合金在 3060m/s 范围内，而镁合金则较高为 4090m/s。薄壁件与要求较高的铸件常取上限，相对而言 50m/s，所获得
31、的铸件强度较高。模具与合金温度高时可适当降低速度。下表为铝与镁压铸时壁厚与内浇口速度的关系。内浇口速度与壁厚关系表壁厚 /mm 0.6m 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5VMg/ms-1 100m/s 90 80 70 60 50 45 40VAl/ms-1 / 50 46 44 42 40 37 35（2）压铸压力（比压）中国铸造协会压铸分会24压铸比压对于铸件的质量有着至关紧要的作用，在压铸全过程中压力不是恒定的，下图即为压力变化曲线：图 21由于使用的压铸机不同，压力的变化也不一样，但总之压力在 80MPa 情况下的铝铸件强度最高,50MPa 时延伸率最佳，镁合金则
32、压力在 20MPa-40MPa 间，承受载荷的、要求耐压的薄壁和大面积的一般取比较高的比压，高的压力可使铸件的组织更为致密，轮廓更为清晰。推荐选用的压铸比压/MPa零件类型 铝合金 镁合金 锌合金承受较轻载荷 300400 200300 130200承受较大载荷 400800 300500 200300有气密要求、面大、壁薄 8001200 400600 250400需要进行电镀 200250（3）压铸时间：压铸时间是从填充开始经增压、建压时间、保压时间至留模时间，每个时间段的长短取决于压力、速度、温度、金属液的性能、铸件的壁厚、模具等多种因素。a.填充时间从金属液开始进入型腔至充满的过程为填
33、充时间。平均壁厚与填充时间的关系壁厚/mm 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 5填充时间/ms 10-14 14-20 18-26 22-32 28-40 34-50 40-60 48-72表中浇注温度高、模具温度高、壁厚、合金比热高时取上限。b.增压建压时间：从合金充满型腔开始至达到增压压力止。理论上认为越短越好，目前能达到的水平是 10 毫秒，但不多见。如建压时间长则合金已经凝固，增压也无作用了。c保压时间：铸件在压力下凝固的时间即为保压时间。压力下凝固的铸件中国铸造协会压铸分会25结晶比较致密。保压时间的长短取决于下列因素：合金的凝固温度范围大，则保压时间长。壁厚件，则保压时间长。
34、内浇口厚，则保压时间长。d留模时间：从保压终了至推出铸件的时间，由于铸件合金通常均有热脆性，故应让铸件冷却至一定温度才推出，但也不能过长，否则容易粘模，或收缩开裂，并且降低了生产率。（4）压铸温度：压铸温度包含合金浇注温度及模具温度。a浇注温度浇注温度高导致气体在合金中的溶解度增加，含铁量增加，氧化夹杂也多，裹气多；浇注温度过低也会造成成分不匀，流动性差，影响填充特性。推荐的浇注温度如下表：合金种类 锌 铝 镁浇注温度 410450 610-700 620-650铝合金温度在 680及镁合金在 650时强度最高。b模具温度：压铸时模具要保持一定的温度，过高的模温容易使铸件出现缩陷和疏松，使模具
35、过早出现龟裂。模温过低会造成铸件花纹，也影响成型，增大收缩力使铸件开裂。故应使模温恒定，那样铸件的尺寸精度也会提高。推荐的模温合金 锌 铝 镁模温 160200 220280 200250Al 压铸模温在 210时强度最高，超过 200时延伸率会增加。3压铸涂料（离型剂）压铸生产中料缸、冲头间及模具型腔浇道等与液态金属接触的部位均要涂覆涂料，涂料的质量及使用方式对铸件而言也是比较重要的。为此对涂料有如下要求。a高温状态下有良好的润滑性、削弱液态金属对模具表面的冲蚀。b阻隔填充过程中液态金属对模具的热传导，减少模具热疲劳、延长寿命。c减少铸件与模具表面的摩擦，维护模具的使用状态。d涂覆性好，在模
36、具表面扩展成薄膜，但不易堆积。e无味、无有害气体析出、无毒、环保。中国铸造协会压铸分会26f性能稳定易于储存。目前使用较广的是硅油与蜡的乳化剂，逐步有颗粒状与粉末状，仅用于合模状态下型腔内部润滑剂的出现，这样可减少使用量至极值，更为环保。五、压铸件的缺陷压铸件的质量决定了企业的生存状况，但产生的原因是多方面的，因此企业应该投入较大的力量，从生产的全过程进行监测，分析原因，找出解决措施，以确保生产健康发展。在所有缺陷中最大问题是气孔问题，其次是流动状态所造成的，也有原材料，模具问题。各种缺陷相互间有区别又有关联，往往一个缺陷解决了，会产生新的问题。下面来逐个探讨。1尺寸偏差形成该问题主要是模具，
37、首先要审查模具的结构和制作的全过程，其次才是操作模具的问题。如果生产过程中尺寸偏差不是恒值，则可能是模具及合金的浇注温度失控，又可能是压铸循环时间分配不当，而铸件产生随机变形。2气孔气孔生成的原因很多，首先合金在熔炼和保温时可能已溶解有大量气体，在冷凝后析出，也因为浇注、排溢系统设计不够合理、内浇口开设位置不当封堵了气体逃逸的出口，也可能是压射速度太高包卷了大量气体，涂料过量也是原因之一。3皮下气泡气孔比较贴近表皮的，在开模推出铸件时，合金尚未冷凝至相当的强度，故气泡膨胀将铸件表面鼓起一个个凸球。因根据玻一马定律 ，在 50MPaCTPV情况下 1cc 的气体，常温时的体积几近 500cc。如
38、果皮下气泡所在平面有加工要求那么加工面上会暴露更多的气孔。4疏松与缩孔由于压铸件与重力铸造不同，无法布置冒口，故合金的收缩全靠压铸的比压来化解，但是当内浇口凝固后，铸件内部的收缩就会产生疏松，疏松实际就是微小的缩孔，常见于相对比较厚的部位，有时候收缩发生在铸件的表面就形成了缩陷。5欠铸铸件的局部凸台，加强筋及全封闭的型腔部分常会产生欠铸，产生的原因可能是合金温度较低，凸台过深，涂料过量，模具热平衡不妥，排气不畅，压力不足，会使铸件的表面棱角不清晰。中国铸造协会压铸分会276错边铸件上二边拼合的部位不一致，导致的原因是模具制造误差，定位另件使用中磨损，以及滑块或镶块的位移。7毛刺和模具龟裂的印痕
39、当压射压力过高时或模具未调整好时合金液窜入各个拼合部位时形成的。在模具使用较长时间后发生龟裂，压铸时合金也会窜入裂缝在铸件上形成网状格，可用喷砂、抛丸及震动研磨方法减少之。8变形、碰伤和热裂产生的原因可能是铸件结构设计不合理，刚性差、斜度不够、留模时间短，推杆布置欠平衡，严重的即产生开裂。碰伤是由于堆放及运输过程不当，是完全可避免的。9粘模由于铝合金与钢材的亲和力较强，当模具表面较为粗糙或有伤痕时，模具脱斜度不够，合金过热及流速过高，涂料性能不佳或合金含铁量太低时均会产生粘模，镁合金的情况要好得多。10麻点常常因为内浇口太小，合金温度及模具温度低造成。11色斑主要原因是涂料欠缺，或使用过量，特
40、别是含石墨的防粘蜡。12硬质点硬质点使后续的切削工作受阻，刀具损坏。以共晶硅、夹杂物及铁屑为主，关键在于熔炼及保温过程中合金液质量的维护。13化学成份超标：要求严格控制配料和工艺的执行。14不耐压如下原因会造成此缺陷：壁厚过大，机械加工余量太多，合金选择不当，或熔炼保温时间过长造成氧化夹杂及渗铁，浇排溢系统不合理。铸件存在疏松和气孔。15物理性能不符要求首先要查化学成分合格与否，另外是多种缺陷所致，也可能熔炼不当和铸件设计先天不足。六、压铸件的检查与质保为经济效益的提升及企业的声誉，必须对压铸生产的质保和产品的检验予以充分的重视。目前的质保体系比较繁多，对汽车行业而言 16949 是必须贯彻的
41、。中国铸造协会压铸分会28对压铸件的检验分以下几点：1合金采购的原料必须进行分析，使用设备常为直读光谱仪，也有用电子探针定性后用化学分析定量。生产过程中炉前检测光谱仪。2尺寸精度及形位公差试生产时首件和生产过程中按一定比例的抽检。按图纸检查尺寸精度使用设备：三座标测量仪。按图纸检查形位公差，使用设备：平板、百分表、杠杆表、光学仪器。3表面质量目测及比较法也用着色探伤及荧光探伤。协调决定比照铸件，是为最低要求。4内在质量无损检测，使用设备：X 光透视及拍片打印。超声波光探伤。破坏性检测：金相方式制成样片后与标准比照。标准见图 22：中国铸造协会压铸分会29图 225密封及耐压试验根据铸件的不同形
42、状要求配备工装，形成封闭容器，然后加入压力气体或液体，按规定要求进行试验，试验压力通常为工作压力的 1.5 倍。压铸件最高液压试验可达 10MPa。6有特殊要求时作金相检查宏观检查内在缺陷、微观检查结晶及夹杂微粒。七、压铸合金为获得性能良好的压铸件，除了选择压铸机和设计制作精良的压铸模外，合适的压铸合金也是重要的环节。1对压铸合金的要求a符合压铸工艺的要求，并能达到压铸件的性能。b熔炼简单、温度低、凝固温度范围小、良好的流动性、收缩率小。c固态时高温性能较好，热脆少。d物理、化学性能较好。目前用于压铸的合金有铁、铝、镁、锌、铜、锡、铅等。以铝所占份额最大，锌、镁次之。2常用压铸合金a锌合金如表
43、所示。b铝合金如表所示。c镁合金表（略） 。中国铸造协会压铸分会30压铸锌合金的化学成分和机械性能表化学成分% 机械性能合金牌号铝 铜 镁 锌 铁 铅 锡 镉 铜抗拉 b N/mm伸长 s%硬度HB冲击 kZZnAl4Y 3.5-4.3 - 0.020.06 余量 0.1 0.005 0.003 0.004 0.25 250 1 80 35ZZnAl4Cu1Y 3.5-4.3 0.75-1.25 0.030.08 余量 0.1 0.005 0.003 0.004 270 2 90 39ZZnAl4Cu3Y 3.5-4.3 2.5-3.0 0.020.06 余量 0.1 0.005 0.003
44、0.004 320 2 95 42压铸铝合金的化学成分与机械性能表化学成分% 机械性能合金牌号硅 铜 锰 镁 铁 镍 钛 锌 铜 锡 铝抗拉 b N/mm伸长 s%硬度HBYZAlSi12 1013 0.6 0.6 0.05 1.2 - - 0.3 - - 余量 220 2 60YZAlSi10Mg 810.5 0.3 0.20.5 0.170.3 1.0 - - 0.3 0.05 0.01 余量 220 2 70YZAlSi12Cu2 1113 1.02.0 0.30.9 0.41.0 1.0 0.05 - 0.1 0.05 0.01 余量 240 / 90YZAlSi9Cu4 7.59.5 3.04.0 0.5 0.3 1.2 0.5 - 1.2 0.1 0.1 余量 240 / 85YZAlSi11Cu3 9.612 1.53.5 0.5 0.3 1.2 0.5 - 1.0 0.1 0.1 余量 230 / 80YZAlSi17Cu5Mg 1618 4.05.0 0.5 0.450.65 1.2 0.1 0.1 1.2 - - 余量 220 1YZAlMg5Si1 0.81.3 0.1 0.10.4 4.55.5 1.2 - 0.2 0.2 - - 余量 220 2 70
