缸體壓力鑄造的實質(zhì)是在高壓作用下,,使液態(tài)或半液態(tài)金屬以較高的速度充填壓鑄模具型腔,并在壓力下快速成形凝固,以獲得優(yōu)質(zhì)鋁壓鑄件
的高效鑄造方法,。它的基本特點是高壓(5~150MPa)和高速(5~100m/s)}充填時間很短,一般在0.01~0.2s,。壓鑄的主要特點是生產(chǎn)率高,,平均每小時可壓鑄50~500次,并能進行半自動化或自動化的連續(xù)生產(chǎn),,且產(chǎn)品質(zhì)量好,,尺寸精度高,強度比砂型鑄造高20%~40%,。但壓鑄設(shè)備投資大,,制造壓鑄模費用高、周期長,,只宜于大批量生產(chǎn),。生產(chǎn)中多用于壓鑄鋁、鎂及鋅合金,。與-缸體鑄造方法相比,,缸體壓鑄有以下三方面優(yōu)點:
(1)產(chǎn)品質(zhì)量好
缸體鑄鋁件
尺寸精度高,一般相當于6~7級,,甚至可達4級,;表面粗糙度低,一般相當于5~8級,;強度和硬度較高,,強度一般比砂型鑄造提高25%~30%,但伸長率降低約70%;尺寸穩(wěn)定,,互換性好,;可壓鑄薄壁復(fù)雜的鑄件。例如,,當前鋅合金壓鑄件最小壁厚可達0.3mm,;鋁合金鑄件可達0.5mm;最小鑄出孔徑為0.7mm,;最小螺距為0.75mm,。
(2)生產(chǎn)效率高
例如國產(chǎn)JⅢ3型臥式冷空壓鑄機平均8h可壓鑄600~700次,小型熱室壓鑄機平均8h可壓鑄3000~7000次,。壓鑄模具壽命長,,一套壓鑄模壓鑄鋁合金,壽命可達幾十萬次,,甚至上百萬次,。
(3)經(jīng)濟效果優(yōu)良
由于缸體鋁鑄件
尺寸精確,表面光潔等優(yōu)點,,一般不再進行機械加工而直接使用,,因此既提高了金屬利用率,又減少了大量的加工設(shè)備和工時,,既節(jié)省裝配工時又節(jié)省金屬,。
壓鑄機可分為熱室壓鑄機和冷室壓鑄機兩大類,冷室壓鑄機又可分為立式和臥式等類型,,但它們的工作原理基本相似,。臥式冷室壓鑄機,用高壓油驅(qū)動,,合型力大,,充型速度快,生產(chǎn)率高,,應(yīng)用廣泛,。缸體壓力鑄造采用的設(shè)備是冷室壓鑄機。
在缸體壓鑄生產(chǎn)中,,壓鑄機,、壓鑄合金和壓鑄模具是三大要素。壓鑄工藝則是將三大要素作有權(quán)的組合并加以運用的過程,。壓鑄成形過程中,,其填充壓力和填充速度、澆注溫度,、填充時間和開型時間對壓鑄件的質(zhì)量是最為關(guān)鍵的部分,,生產(chǎn)過程中要使各種工藝參數(shù)滿足壓鑄生產(chǎn)的需要,。壓力和速度的選擇在壓射比壓的選擇上,應(yīng)根據(jù)不同合金和鑄件結(jié)構(gòu)特性確定,。對充填速度的選擇,,一般對于厚壁或內(nèi)部質(zhì)量要求較高的鑄件,應(yīng)選擇較低的充填速度和高的增壓壓力,;對于薄壁或表面質(zhì)量要求高的鑄件,,以及復(fù)雜的鑄件,應(yīng)選擇較高的比壓和高的充填速度,。
澆注溫度是指從壓定進入型腔時液態(tài)金屬的平均溫度,,由于對壓室內(nèi)的液態(tài)金屬溫度測量不方便,,一般用保溫爐內(nèi)的溫度表示,。澆注溫度過高,收縮大,,使鑄件容易產(chǎn)生裂紋,、晶粒粗大,還能造成粘型,。澆注溫度過低,,易產(chǎn)生冷隔、表面花紋和澆不足等缺陷,。因此澆注溫度應(yīng)與壓力,、壓鑄模具溫度及充填速度同時考慮。在連續(xù)生產(chǎn)中,,壓鑄模具溫度往往升高,,尤其是壓鑄高熔點合金,升高很快,。溫度過高除使液態(tài)金屬產(chǎn)生粘型外,,還會由于鑄件冷卻緩慢,使晶粒粗大,。因此在缸體壓鑄模具溫度過高時,,應(yīng)采期冷卻措施,通常用壓縮空氣,、水或化學(xué)介質(zhì)進行冷卻,。
充填時間和開型時間長短取決于鑄件的體積大小和復(fù)雜程度。對大而簡單的鑄件,,充填時間要相對長些,,對復(fù)雜和薄壁鑄件充填時間要短些。充填時間與內(nèi)澆道的截面積大小(內(nèi)澆道的寬度和厚度)有密切關(guān)系,,必須正確確定,。從液態(tài)金屬充填型腔到內(nèi)澆道完全凝固時,,繼續(xù)在壓射沖頭作用下持壓時間的長短取決于壓鑄件
的材質(zhì)和壁厚。從壓射終了到持壓后壓鑄打開的開型時間過短,,由于合金強度尚低,,可能在鑄件頂出和自壓鑄模具落下時引起變形;但開型時間太長,,則鑄件溫度過低,,收縮大,對抽芯和頂出鑄件的阻力變大,。一般開型時間按鑄件壁厚1mm需3s計算,,然后經(jīng)試驗調(diào)整。壓鑄過程中,,為了避免缸體鑄件與壓鑄模具焊合,,減少鑄件頂出的摩擦阻力,避免壓鑄模具過分受熱,,應(yīng)采用涂料,。
另外,缸體壓鑄過程中所使用的涂料要求在高溫時具有良好的潤滑性,;揮發(fā)點低,,在100~150℃時,稀釋劑能很快揮發(fā),;對壓鑄模具及壓鑄件沒有腐蝕作用,;性能穩(wěn)定,在空氣中稀釋劑不應(yīng)揮發(fā)過決而變稠,;在高溫時不會析出有害氣體,,避免在壓鑄模具腔表面產(chǎn)生積垢等。
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