《金属压铸工艺与模具设计》第5章：特殊压铸工艺.ppt
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/特殊压铸工艺简介（时间：
1次课，2学时）http:
/特殊压铸工艺简介n压铸件内很难避免的气孔、缩松等缺陷不但使压铸压铸件内很难避免的气孔、缩松等缺陷不但使压铸件的力学性能件的力学性能（尤其是延伸率尤其是延伸率）和气密性降低，而且和气密性降低，而且也使得压铸件不能进行焊接和热处理，这样就限制也使得压铸件不能进行焊接和热处理，这样就限制了压铸件的使用。
为解决气孔、缩松问题，国内外了压铸件的使用。
为解决气孔、缩松问题，国内外采用一些特殊的压铸工艺，主要有真空压铸、充氧采用一些特殊的压铸工艺，主要有真空压铸、充氧压铸、精速密压铸、半固态压铸等。
压铸、精速密压铸、半固态压铸等。
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/特殊压铸工艺简介特殊压铸工艺简介n5.1真真空空压压铸铸n5.2充充氧氧压压铸铸n5.3精速密压铸精速密压铸n5.4半固态压铸半固态压铸n5.5黑色金属压铸黑色金属压铸http:
/真真空空压压铸铸u5.1.1真空压铸的特点真空压铸的特点u5.1.2真空压铸的密封真空压铸的密封http:
/质量数据的收集方法与分质量数据的收集方法与分布布对于质量数据，如前所讲，一般采用随机对于质量数据，如前所讲，一般采用随机抽样法进行采集。
在食品行业中搜集到的数据抽样法进行采集。
在食品行业中搜集到的数据大多为正态分布。
（大多为正态分布。
（X数据，数据，Y概率）概率）-http:
/质量控制方法质量控制方法旧的七大手法：
检查表、柏拉图、特性要旧的七大手法：
检查表、柏拉图、特性要因图、直方图、控制图、散布图、推移图因图、直方图、控制图、散布图、推移图新的七大手法：
亲和图法（新的七大手法：
亲和图法（KJ法）、关联法）、关联图法、图法、系统图法系统图法、PDPC法、矩阵图法、矩阵法、矩阵图法、矩阵数据解析法、箭头法数据解析法、箭头法http:
/真真空空压压铸铸n真空压铸是抽出压铸模型腔内的气体，建立一定的真空度后真空压铸是抽出压铸模型腔内的气体，建立一定的真空度后注入金属液的压铸方法。
真空压铸主要用于生产要求耐压、注入金属液的压铸方法。
真空压铸主要用于生产要求耐压、强度高或要求进行热处理的高质量铸件。
强度高或要求进行热处理的高质量铸件。
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/真空压铸的特点真空压铸的特点n与普通压铸相比，真空压铸的特点是：
与普通压铸相比，真空压铸的特点是：
n
（1）消除或减少了压铸件内部的气孔，使铸件组织致密，提高了强度，消除或减少了压铸件内部的气孔，使铸件组织致密，提高了强度，压铸件可进行热处理。
压铸件可进行热处理。
n
（2）镁合金压铸件在型腔排气困难部位易形成裂纹的倾向减小了。
提高镁合金压铸件在型腔排气困难部位易形成裂纹的倾向减小了。
提高了力学性能，尤其是塑性。
了力学性能，尤其是塑性。
n（3）金属液充填型腔时受到的反压力减小，可以用较低的压射比压压铸金属液充填型腔时受到的反压力减小，可以用较低的压射比压压铸较大的薄壁铸件，成型性好，铸件表面质量提高。
较大的薄壁铸件，成型性好，铸件表面质量提高。
n（4）可减少或不设排气系统。
可减少或不设排气系统。
n（5）真空密封结构复杂，制造安装困难，成本较高。
真空密封结构复杂，制造安装困难，成本较高。
n（6）因型腔内气体少，导热快，铸件如有较厚的凸台，凝固时补缩困难，因型腔内气体少，导热快，铸件如有较厚的凸台，凝固时补缩困难，缩松加重。
缩松加重。
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/真空压铸的密封真空压铸的密封n真空压铸要求型腔在很短时间内达到预定的真空度，因此要设计好真空系统，并真空压铸要求型腔在很短时间内达到预定的真空度，因此要设计好真空系统，并对压铸模密封。
真空压铸密封方法很多，常用的有两种：
对压铸模密封。
真空压铸密封方法很多，常用的有两种：
n
（1）利用真空罩密封压铸模利用真空罩密封压铸模（见图见图5.1）。
金属液浇到压室，待压射冲头越过加料。
金属液浇到压室，待压射冲头越过加料口将压室密封后，即可抽出真空罩内空气，然后进行压铸。
真空罩有通用的和专口将压室密封后，即可抽出真空罩内空气，然后进行压铸。
真空罩有通用的和专用的。
通用真空罩可用于不同厚度的压铸模，专用真空罩只适用于某一种压铸模。
用的。
通用真空罩可用于不同厚度的压铸模，专用真空罩只适用于某一种压铸模。
用真空罩密封的方法抽气量大，不适用带液压抽芯的压铸模，目前已很少采用。
用真空罩密封的方法抽气量大，不适用带液压抽芯的压铸模，目前已很少采用。
n
（2）借助分型面抽真空借助分型面抽真空（见图见图5.2）。
压铸模排气槽经分型面上的总排气槽与真空。
压铸模排气槽经分型面上的总排气槽与真空系统连通，待压射冲头越过加料口后，由行程开关系统连通，待压射冲头越过加料口后，由行程开关6打开真空阀打开真空阀5开始抽真空，开始抽真空，金属液充满型腔后由小液压缸关闭总排气槽，防止金属液进入真空系统。
这种方金属液充满型腔后由小液压缸关闭总排气槽，防止金属液进入真空系统。
这种方法抽气量少而且压铸模制造维修简单。
法抽气量少而且压铸模制造维修简单。
n真空压铸需注意的是：
因型腔内气体少，压铸件易激冷，为有利补缩，内浇口厚真空压铸需注意的是：
因型腔内气体少，压铸件易激冷，为有利补缩，内浇口厚度要比普通压铸加大度要比普通压铸加大10%50%。
此外，因压铸件冷却快，晶粒细密，合金收。
此外，因压铸件冷却快，晶粒细密，合金收缩率小于普通缩率小于普通压铸。
压铸。
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/真空压铸的密封真空压铸的密封http:
/真空压铸的密封真空压铸的密封http:
/充充氧氧压压铸铸u5.2.1充氧压铸的特点充氧压铸的特点u5.2.2充氧压铸装置及工艺参数充氧压铸装置及工艺参数http:
/充充氧氧压压铸铸n充氧压铸又称无气孔压铸，主要用于铝合金压铸。
它是充氧压铸又称无气孔压铸，主要用于铝合金压铸。
它是在压铸前用氧气置换出型腔中的气体，再将金属液压入在压铸前用氧气置换出型腔中的气体，再将金属液压入型腔的方法。
型腔里的氧与铝合金反应，即型腔的方法。
型腔里的氧与铝合金反应，即=，形成数，形成数量不多量不多（总质量的总质量的0.1%0.2%）的小微粒的小微粒（1以下以下）。
这。
这些微粒弥散在铝合金中，不影响加工。
些微粒弥散在铝合金中，不影响加工。
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/充氧压铸的特点充氧压铸的特点n
（1）消除或大大减少压铸件内部气孔，组织致密，使压铸件消除或大大减少压铸件内部气孔，组织致密，使压铸件强度提高强度提高10%，延伸率提高，延伸率提高0.5%1%。
n
（2）可对充氧压铸的铸件进行热处理，力学性能提高。
可对充氧压铸的铸件进行热处理，力学性能提高。
n（3）铸件可在铸件可在200300的环境中工作，而且可以焊接。
的环境中工作，而且可以焊接。
n（4）与真空压铸相比，装置结构简单，操作方便，投资少。
与真空压铸相比，装置结构简单，操作方便，投资少。
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/充氧压铸装置及工艺参数充氧压铸装置及工艺参数n充氧压铸要求型腔和压室中的空气最快、最彻底地由氧气代替。
充氧压铸要求型腔和压室中的空气最快、最彻底地由氧气代替。
n1.充氧压铸装置n充氧压铸装置如图充氧压铸装置如图5.3所示。
氧气加入方法很多，一般有压室加氧和模具上加氧两种。
立所示。
氧气加入方法很多，一般有压室加氧和模具上加氧两种。
立式冷压室压铸机多从反料冲头处充氧，如图式冷压室压铸机多从反料冲头处充氧，如图5.4所示。
它结构简单，密封可靠，易保证质所示。
它结构简单，密封可靠，易保证质量，适合于中心浇口铸件。
卧式冷压室压铸机采用在压铸模上设充氧孔充氧的方法，充氧量，适合于中心浇口铸件。
卧式冷压室压铸机采用在压铸模上设充氧孔充氧的方法，充氧后压室中铝合金液与氧气接触面积大，容易氧化。
后压室中铝合金液与氧气接触面积大，容易氧化。
n2.充氧压铸工艺参数n
（1）应在合模到还有应在合模到还有23mm间隙时开始充氧，此时合模动作停留间隙时开始充氧，此时合模动作停留12s，然后，再继，然后，再继续合模或减慢合模速度，以保证留在型腔中的空气排清。
合模后要继续充氧一段时间，充续合模或减慢合模速度，以保证留在型腔中的空气排清。
合模后要继续充氧一段时间，充氧最佳时间根据压铸件大小、复杂程度及充氧孔位置而定，一般为氧最佳时间根据压铸件大小、复杂程度及充氧孔位置而定，一般为36s。
n
（2）充氧压力一般为充氧压力一般为0.40.7MPa。
充氧结束后应立即压铸。
充氧结束后应立即压铸。
n（3）充氧压铸的压射速度与压射比压与普通压铸相同。
充氧压铸的压射速度与压射比压与普通压铸相同。
n（4）模具预热温度略高，一般为模具预热温度略高，一般为250，以便使涂料中的气体尽快挥发排除。
，以便使涂料中的气体尽快挥发排除。
n充氧压铸要注意加氧口和排气口的选择和设计，避免加氧不足或与金属液氧化后剩余的氧充氧压铸要注意加氧口和排气口的选择和设计，避免加氧不足或与金属液氧化后剩余的氧在压铸时排不出而会造成气孔。
在压铸时排不出而会造成气孔。
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/充氧压铸装置及工艺参数充氧压铸装置及工艺参数http:
/充氧压铸装置及工艺参数充氧压铸装置及工艺参数http:
/精速密压铸精速密压铸n精速密压铸是精密、快速、密实压铸的简称，又称双冲头精速密压铸是精密、快速、密实压铸的简称，又称双冲头（或称套筒双冲头或称套筒双冲头）压铸。
它的压射冲头压铸。
它的压射冲头由两个套在一起的筒形外压射冲头和中心柱状内压射冲头组成。
压射初期，内外冲头一起动作。
由两个套在一起的筒形外压射冲头和中心柱状内压射冲头组成。
压射初期，内外冲头一起动作。
当充填结束铸件外壳凝固，型腔达到一定压力后，中心内冲头继续前进，推动压室内的金属液补当充填结束铸件外壳凝固，型腔达到一定压力后，中心内冲头继续前进，推动压室内的金属液补充压实铸件。
双压射冲头结构如图充压实铸件。
双压射冲头结构如图5.5所示。
所示。
n精速密压铸工艺控制如下：
精速密压铸工艺控制如下：
n
（1）根据压铸件为顺序凝固这个原则确定内浇口位置，使金属液由远及近向内浇口方向凝固，根据压铸件为顺序凝固这个原则确定内浇口位置，使金属液由远及近向内浇口方向凝固，以利于内冲头补压时能起补缩、压实作用。
以利于内冲头补压时能起补缩、压实作用。
n
（2）内浇口厚大，一般与铸件壁厚相当，约内浇口厚大，一般与铸件壁厚相当，约515mm，其截面积大约是普通压铸内浇口的，其截面积大约是普通压铸内浇口的10倍左右。
倍左右。
n（3）压射冲头的速度限定在最低的范围，为普通压铸的压射冲头的速度限定在最低的范围，为普通压铸的1/10或更低。
内浇口速度是普通压铸或更低。
内浇口速度是普通压铸的的1/5，充型平稳，避免或减少了金属液涡流和喷射现象，减少气体卷入。
，充型平稳，避免或减少了金属液涡流和喷射现象，减少气体卷入。
n（4）内压射冲头补充压实时比压为内压射冲头补充压实时比压为3.5100MPa，行程约，行程约50150mm。
n也可在模具上设计补压冲头，对压铸件补充压实如图也可在模具上设计补压冲头，对压铸件补充压实如图5.6所示。
所示。
n精速密压铸件中减少或消除了气孔和缩松，与普通压铸件相比，致密度提高精速密压铸件中减少或消除了气孔和缩松，与普通压铸件相比，致密度提高3%5%，强度提，强度提高高20%以上，铸件精度高，飞边少，可以热处理和焊接。
但内浇口较厚，需用专用设备切除。
以上，铸件精度高，飞边少，可以热处理和焊接。
但内浇口较厚，需用专用设备切除。
又因低速压射，充填性能差，不宜压铸薄壁件又因低速压射，充填性能差，不宜压铸薄壁件（一般适用于壁厚在一般适用于壁厚在45mm以上以上）。
不适合在小。
不适合在小型压铸机上使用，通常用于锁模力型压铸机上使用，通常用于锁模力4000kN以上的压铸机。
以上的压铸机。
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/精速密压铸精速密压铸http:
/精速密压铸精速密压铸http:
/半固态压铸半固态压铸n普通压铸是金属液温度在液相线以上进行压铸的。
随着温度下降，金属液中逐渐产生固相普通压铸是金属液温度在液相线以上进行压铸的。
随着温度下降，金属液中逐渐产生固相树枝状初
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