压铸工艺参数(二)分析.ppt

温度 时间 压射室的充满度 教学 内容 一、温度 压铸过程中，温度对填充过程的热状态，以及操作的效率等方面起着重要的作用。压铸热规范中所指的温度是合金温度和模具温度。温度控制是获得优良铸件的重要工业因素。 1、合金温度 合金温度是指合金液自压室进入型腔的平均温度。它包括浇入温度、压室内停留时的温度、通过内浇口时的温度和填充型腔时的温度。 由于在生产中测量不便，通常以合金浇入温度为代表。 合金的浇入温度应适当。考虑到气体在金属内的溶解度和金属氧化程度随着温度的升高而迅速增加，因此，温度高于合金液相线温度不宜过多，一般以高于20-30℃ 。但过低的浇入温度也不适宜，将会造成填充尚未结束便产生凝固。 原则是：在生产中，不提倡采用高温浇注，在能够充填型腔的条件下，应该尽量采用较低的温度浇注，这样不仅可以减少压铸件的缩松和缩孔，也能有效地减少合金液粘模，延长模具的寿命。 表3-8为推荐的合金浇入温度。 表3-8 推荐的合金浇入温度 2、内浇口速度对合金温度的影响 当合金液通过内浇口处时，因摩擦生热而使温度稍有升高，这时因为填充时消耗一定的机械能转化为热能。如果假设通过冲头传递给合金的机械能完全转化为热能，并均匀地分布于合金内，便可以用下面方程式表示因加热而升高的温度： 式中 m——运动中的合金质量，kg； vn——内浇口速度，m/s； c ——合金的比热容，J/kg·℃； Ts——因摩擦加热后升高的温度，℃。 上述公式计算得出内浇口速度与温升的关系见图3-17。 图3-17 内浇口速度与合金温升的关系 当内浇口速度为80m/s时，镁合金液进入型腔时的温度将增加25℃。而内浇口速度越大，则温度增加得越多，这对准确地控制浇注温度有一定的意义。 3、模具温度 ——是指压铸模的工作温度 在压铸过程中，模具需要一定的温度。模具的温度对提高生产效率和获得优质铸件有着重要的作用。 在压铸生产过程中，模具的温度应保持在一个适当的范围内，其作用是： ① 避免熔融金属激冷过剧，而使填充条件变坏； ② 改善型腔的排气条件； ③ 避免铸件成型后产生大的线收缩，引起内应力和开裂； ④避免模具因激热而胀裂； ⑤缩小模具工作时冷热交变的温度差，延长模具寿命。 (1) 影响模具温度的主要因素 1) 合金浇注温度、浇注量、热容量和导热性。 2) 浇注系统和溢流槽的设计，用以调整平衡状态。 3) 压铸比压和压射速度。 4) 模具设计。模具体积大，则热容量大，模具温度波动较小。模具材料导热性越好，则温度分布就越均匀，有利于改善热平衡。 5) 模具合理预热提高初温，有利于改善热平衡，可提高模具寿命。 6) 生产频率快，模具温度升高，这在一定范围内对铸件和模具寿命都是有利的。 7) 模具润滑起到隔热和散热的作用。 (2) 模具温度对铸件力学性能的影响 模具温度度提高，改善了填充条件，使其力学性能得到提高，模具温度过高，合金熔液冷却速度就会降低，细晶层厚度减薄，晶粒较粗大，故强度有所下降。 图3-18 模具温度与时间变化曲线 图3-19 模具温度与抗拉强度的关系 模具温度过高还会使得粘模严重；铸件来不及完全凝固；顶出时温度过高而导致变形；模具各配合部位易被卡住；延长压铸循环时间等问题都将产生。 因此，为了获得质量稳定的优质铸件，必须将模具温度严格地控制在最佳的工艺范围内。这就必须应用模具冷却加热装置，以保证模具在恒定温度范围内工作。 表3-9推荐了模具的工作温度范围 在生产中，除了模具保持一定温度外，模具安装在机器后，在压入金属之前，还有一个预热温度。它主要是避免模具型腔因开始工作立即受到激热而引起热应力。生产中往往由于没有预热模具，致使模具成型零件过早热裂而损坏。模具的预热温度越接近工作温度越好。 4、模具的热平衡 在每一个压铸循环中，模具从金属液吸收热量，经过热传递向外界散发。如果在单位时间内吸热与散热相等，便达到一个平衡状态，称为模具的热平衡。 模具热平衡的表示式为： Q=Q1+Q2+Q3 式中 Q ——金属传给模具的热流，kJ/h； Q1——模具自然传走的热流，kJ/h； Q2——特定部分固定传走的热流，kJ/h； Q3——冷却通道传走的热流，kcal/h。 二、时间 压铸时间包括填充时间、增压建压时间、压力升高时间、