压铸模设计第三章_压铸原理及压铸合金课件.ppt

第三章 压铸过程原理及常用压铸合金;第一节 压铸压力和压铸速度;压射力的计算公式： 　　 式中：Fγ是压射力(N)；Pg是液压系统的管路工作压力(Pa)；AD是压铸机压射缸活塞的截面积(m2)。 压射比压的计算公式： 　 式中， Pb是压射比压(Pa)； Fγ是压射力(N)；Ad是压射冲头(近似压室)截面积(m2) 。;　　液体金属在压室与压铸模中的运动可分解为四个阶段，图3－1表示在不同阶段，压铸过程中压射比压的变化曲线。 第一阶段Ⅰ：慢速封孔阶段 第二阶段Ⅱ：充填阶段 第三阶段Ⅲ：增压阶段 第四阶段Ⅳ：持压阶段;图3－1 压铸过程中压射比压的变化曲线;二 压铸速度;图 3-2 液态金属的喷射填充形态;　　勃兰特1937年提出了一种与当时流传的费罗梅尔理论完全不同的金属充填型腔形态理论，如图3-3所示。 填充理论：金属液经内浇口进入型腔后，即扩展至型壁，后沿整个型壁向前填充，直至充满为止。 充型条件：内浇口速度低于0.3m/s ，内浇口厚度δ与压铸件厚度t之比＞（2/3-1/2）。 应用范围：一般用于结晶温度区间较宽的合金和形状较简单的压铸件。;图3-3　全壁厚填充理论;1944年巴顿认为：充填过程是包含力学、热力学和流体力学因素的复合问题，大致可分为三个阶段，如图3-4所示。 第一阶段 液态金属以接近内浇道的形状进入型腔，首先冲击对面的型壁，沿型腔表面向个方向扩展，并形成压铸件表面的薄壳层。影响铸件的表面质量。 第二阶段 随后进入的液态金属沉积在薄壳层内的空间进行充填，直至充满。影响铸件的硬度。;图3-4 三阶段充填理论; 三阶段填充理论与喷射填充理论的实验结果基本一致，全壁厚填充理论只在特定的条件下出现，上述三种理论不是孤立的，它随压铸件的形状、尺寸和工艺参数而改变。在同一压铸件上，由于各部位结构尺寸的差异也会出现不同的填充形态。;压铸的充型过程模拟; 一、对压铸合金的要求 　　合金材料的性能包括使用性能和工艺性能，见表3-1。;根据压铸的工艺特点，对压铸合金应有如下基本要求： 过热温度不高时，具有较好的流动性； 线收缩率和裂纹倾向小； 结晶温度范围小； 具有一定的高温强度； 在常温下有较高的强度； 与型壁间产生物理-化学作用的倾向性小； 具有良好的加工性能和一定的抗蚀性。;二、压铸合金分类及主要性质;（一）、锌合金;锌合金的缺点;合金牌号;铝合金具有良好的压铸性能： 密度较锌合金小(2.5~2.9g/cm3)，比强度大(σb/ρ=9~15)，高温力学性能也很好，在低温下工作时，同样保持良好的力学性能（尤其是韧性）； 具有良好的耐蚀性，在高温工作时，仍有良好的抗蚀性和抗氧化性能； 铝合金的导电性和导热性都很好，并具有良好切削性能； 铝有较大的比热容和凝固潜热，大部分的铸铝合合均有较小的结品温度间隔； 线收缩率较小，具有良好的填充性能、较小的热裂倾向。;表3-3 常用压铸铝合金力学性能及应用范围;元素;应用领域;汽车上的应用;摩托车上的应用;电动工具上的应用;1、镁合金的特点 镁合金是最轻的金属结构材料，纯镁密度为1.74g/cm3，镁合金密度为1.75～1.90g/cm3，故它有很高的比强度，在铸造材料中仅次于铸钛合金和高强度结构钢。;?镁合金具有明显的性能优势：比强度和比刚度高；导热导电性能好；电磁屏蔽能力强；良好的压铸成型性能、阻尼性能、减振性能及切削加工性能；回收利用率高；被誉为“21世纪的绿色工程材料”. ;镁合金的优点;镁与氧的化学亲和力很大，且表面生成的氧化镁膜是不致密的，故氧化剧烈很易燃烧。因此镁的熔炼和铸造均需采用专门的防护措施。 铸镁合金的结晶温度间隔一般都比较大，组织中的共晶体量也较少，体收缩和线收缩均较大，镁合金压铸时，易产生缩松和热裂。 镁的标准电极电位较低，其表面形成的氧化膜是不致密的，因而抗蚀性较低，故镁铸件常需进行表面氧化处理和涂漆保护。;表3-5 压铸镁台金化学成分;镁作为一种迅速崛起的工程金属材料，每年以15％的速率保持快速增长。以镁合金压铸件为例，根据国际镁协会的估计，1991年，在全球镁合金压铸件中，镁的应用已达到2.4万吨。此后每年以15％—20％的速率稳步增长，及至1997年，已达6.4万吨。2000年突破10万吨大关。到2008年，可能增加到24万吨规模，其中80％是汽车工业的应用。 ; 镁合金进气歧管; 摩托车零部件;移动电话壳体; 镁合金笔记本外壳　　 ;镁合金照相机外壳;铜合金的力学性能高，其绝对值超过锌、铝和镁等合金； 铜合金在大气中及海水中都有良好的抗蚀性能； 具有小的摩擦因数，耐磨性也很好； 疲劳极限和导热性都很高； 线膨胀系数较小； 铜合金的导电性能好，并且具有抗磁性能。;表3-7 压铸铜合金力学性能及应用