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鋁合金壓鑄件成型原理

　　鋁合金壓鑄件成型原理

　　鋁合金壓鑄件必須有模具成型，與壓鑄機、鋁合金組合加以綜合運用的過程。壓鑄工藝原理是利用高壓將金屬液高速流入一精密金屬模具型腔內，金屬液在壓力作用下冷卻凝固成鑄件。冷、熱室壓鑄是壓鑄工藝的兩種基本方式。冷室壓鑄中金屬液由手工或自動澆注裝置澆入壓室內，然后壓射沖頭前進，將金屬液壓入型腔。在熱室壓鑄工藝中，壓室垂直于坩堝內，金屬液通過壓室上的進料口自動流入壓室。壓射沖頭向下運動，推動金屬液通過鵝頸管進入型腔，金屬液凝固后，壓鑄模具打開，取出鑄件，完成整個壓鑄形成工藝過程。

合理設計加工余量壓鑄件設計時應盡量避免機加工

合理設計加工余量

　　壓鑄件設計時應盡量避免機加工，機加工會破壞零件表面的致密層，影響零件機械性能;會使壓鑄件的內部的氣孔暴露，影響表面質量，同時也會增加零件成本。壓鑄件無法避免機加工時，應盡量避免切削量較大的設計，結構設計盡量便于機加或減小機加面積，減小機加成本。

　　壓鑄件上部分尺寸精度要求較高，或某些平面表面粗糙度要求高，壓鑄工藝很難達到要求，這時候就需要進行后續加工，對這部分結構，設計時應盡量預留加工余量。壓鑄件表面的強度，硬度比內部高，機加工時要注意保留表面的致密度，所以機加工的余量也不能余量過度，機加過多很可能會產生氣孔，外表面缺陷。表4為機加余量預留參考。

壓鑄有以下幾個優點：

1、非常高的尺寸性，在鑄件部件中小公差是可能的；

2、需要更低的機械公差和更少的加工；

3、可生產空心柱狀鑄件，例如軸承體、窄鉆孔鑄件和在鑄件上刻字的鑄件；

4、生產率高，生產時間短；

5、壓鑄中模具在壓強為15～120MPa的條件下填充。在凝固過程中壓力一直起作用。壓力在鑄造機器中產生，并且通過活塞應用于熔體中，而活塞漿熔融金屬注入到模具中。通過這種方法可以生產出壁厚少于1mm、具有鋒利邊緣的鑄件。較高的鑄造壓力導致了較高的金屬流動粘度（10～150m/a）和較短的填充時間（150～20ms）。這也意味著當逐漸與模具表面接觸時，盡管冷卻速度很快，但是在模具沒有完全填滿之前是不會凝固的。真因為這個原因，的模具填充是非常重要的。在模具表面起作用的高壓也會產生壓力，使兩個半模具分開，而這個力與相應的“緊鎖力”相反。這些力給模具很大的負載，不像再冷鑄中那樣，需要使用熱工作鋼和小盒及帶有穩定夾架的固態模具。與機器有關聯的水壓單元安裝了一個高壓蓄水池，并且控制機器需要廣泛的自動化。所有的這些都加倍了機械和工具的成本。生產的高尺寸性和表面性質，和高產量共同使這個工藝更加經濟，尤其是對于長周期的工藝。這些也是為和壓鑄比其他鑄造工藝更廣泛用于鋁合金的原因。所有模具部件的負載增大了鑄件的壓力，因此砂芯使用時不能超過特定的溫度（比低壓壓鑄中的溫度高）。金屬核心必須拔出以便允許鑄件能從模具中取出，他在實踐中是不能用做凹槽的，這也限制了壓鑄件的設計。然而在很多情況下，可以找到合適的方法彌補這個缺陷。

鋅合金的液態收縮和凝固收縮愈大，縮孔的體積就愈大。

　　1、縮松

　　縮松是鋅合金壓鑄件凝固的區域沒能獲得液態合金的補造成的分散、細小的縮孔。

　　根據的分布形態，縮松分為宏觀縮松和微觀縮松兩類：

　　(1)宏觀縮松指用肉眼或放大鏡可以看到的細小孔洞。通常出現在縮孔的下方。

　　(2)微縮縮松是指分布在枝晶間的微小孔洞，在顯微鏡下才能看到。這種縮松的分布面更大，甚至遍及鑄件整個截面，也很難完全避免。對于一般鑄件也不作為非良品對待，除非一些對致密性和機械性能要求很高的鋅合金壓鑄件。

　　總之，傾向于逐層凝固的合金，如純金屬、共晶成分的合金或結晶溫度范圍窄的合金，形成縮孔的傾向大，不易形成縮松;而另一些傾向于糊狀凝固的合金如結晶溫度范圍寬的合金，產生縮孔的傾向小，卻極易產生縮松。因此縮孔和縮松可在一定范圍內互相轉化。

　　縮孔和縮松的防止妙招：

　　采用適當的工藝措施，使鑄件實現“順序凝固”，即可獲得無縮孔的鑄件。

　　所謂順序凝固是指，采用一些適當的工藝措施，使鑄件遠離冒口或澆口的部位先凝固。這樣，鑄件先凝固部位I的由凝固引起的體積縮減，可由較后凝固的部位II的液態合金補充;部位II的收縮由部位III的液態合金補充;部位III的收縮由冒口中的液態合金來補充，使鑄件各部位的收縮均能獲得補充，將縮孔轉移至冒口中。去除冒口，獲得致密的鑄件。