是一種金屬鑄造工藝，其特點(diǎn)是利用模具內(nèi)腔對(duì)融化的金屬施加高壓。模具通常是用強(qiáng)度更高的合金加工而成的，這個(gè)過(guò)程有些類(lèi)似注塑成型。大多數(shù)壓鑄鑄件都是不含鐵的，例如鋅、銅、鋁、鎂、鉛、錫以及鉛錫合金以及它們的合金。根據(jù)壓鑄類(lèi)型的不同，需要使用冷室壓鑄機(jī)或者熱室壓鑄機(jī)。

鑄造設(shè)備和模具的造價(jià)高昂，因此壓鑄工藝一般只會(huì)用于批量制造大量產(chǎn)品。制造壓鑄的零部件相對(duì)來(lái)說(shuō)比較容易，這一般只需要四個(gè)主要步驟，單項(xiàng)成本增量很低。壓鑄特別適合制造大量的中小型鑄件，因此壓鑄是各種鑄造工藝中使用最廣泛的一種。同其他鑄造技術(shù)相比，壓鑄的表面更為平整，擁有更高的尺寸一致性。

在傳統(tǒng)壓鑄工藝的基礎(chǔ)上誕生了幾種改進(jìn)型的工藝，包括減少鑄造缺陷排除氣孔的無(wú)孔壓鑄工藝。主要用于加工鋅，可以減少?gòu)U棄物增加成品率的直接注射工藝。還有由通用動(dòng)力公司發(fā)明的精速密壓鑄技術(shù)以及半固態(tài)壓鑄等等新式壓鑄工藝。

• 簡(jiǎn)介

壓鑄是一種利用高壓強(qiáng)制將金屬熔液壓入形狀復(fù)雜的金屬模內(nèi)的一種精密鑄造法。在1964年，日本壓鑄協(xié)會(huì)對(duì)于壓鑄定義為"在高溫將熔化合金壓入精密鑄模，在短時(shí)間內(nèi)大量生產(chǎn)高精度而鑄面優(yōu)良的鑄造方式"。美國(guó)稱(chēng)壓鑄為Die Casting，英國(guó)則稱(chēng)壓鑄為Pressure Die Casting，而最為國(guó)內(nèi)一般業(yè)者所熟悉的是日本的說(shuō)法，稱(chēng)為壓鑄。經(jīng)由壓鑄法所制造出來(lái)的鑄件，則稱(chēng)為壓鑄件(Die castings)。

這些材料的抗拉強(qiáng)度，比普通鑄造合金高近一倍，對(duì)于鋁合金汽車(chē)輪轂、車(chē)架等希望用更高強(qiáng)度耐沖擊材料生產(chǎn)的部件，有更積極的意義。

• 歷史

1838年，為了制造活字印刷的模具，人們發(fā)明了壓鑄設(shè)備。第一個(gè)與壓鑄有關(guān)的patent頒布于1849年，它是一種小型的，用來(lái)生產(chǎn)印刷機(jī)鉛字的手動(dòng)機(jī)器。1885年奧托·默根特勒(Otto Mergenthaler)發(fā)明了Linotype排字機(jī)，這種機(jī)器能夠?qū)⒁徽形淖謮鸿T成一個(gè)單獨(dú)的鉛字，它給印刷界帶來(lái)了前所未有的革新。在印刷業(yè)進(jìn)入大規(guī)模工業(yè)化后，傳統(tǒng)的手壓字模已經(jīng)被壓鑄取代。1900年左右，鑄字排版進(jìn)入市場(chǎng)使得印刷業(yè)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)一步提高，因此有的時(shí)候在報(bào)社內(nèi)能看見(jiàn)十多臺(tái)壓鑄機(jī)。隨著消費(fèi)產(chǎn)品的不斷增長(zhǎng)，奧托的發(fā)明獲得了越來(lái)越多的應(yīng)用。人們可以利用壓鑄大批量地制造零部件產(chǎn)品。1966年，通用動(dòng)力發(fā)明了精速密壓鑄工藝，這種工藝有時(shí)也被稱(chēng)作雙沖頭壓鑄 。

• 壓鑄過(guò)程

傳統(tǒng)壓鑄工藝主要由四個(gè)步驟組成，或者稱(chēng)做高壓壓鑄。這四個(gè)步驟包括模具準(zhǔn)備、填充、注射以及落砂，它們也是各種改良版壓鑄工藝的基礎(chǔ)。在準(zhǔn)備過(guò)程中需要向模腔內(nèi)噴上潤(rùn)滑劑，潤(rùn)滑劑除了可以幫助控制模具的溫度之外還可以有助于鑄件脫模。然后就可以關(guān)閉模具，用高壓將熔融金屬注射進(jìn)模具內(nèi)，這個(gè)壓力范圍大約在10到175兆帕之間。當(dāng)熔融金屬填充完畢后，壓力就會(huì)一直保持直到鑄件凝固。然后推桿就會(huì)推出所有的鑄件，由于一個(gè)模具內(nèi)可能會(huì)有多個(gè)模腔，所以每次鑄造過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生多個(gè)鑄件。落砂的過(guò)程則需要分離殘?jiān)?，包括造模口、流道、澆口以及飛邊。這個(gè)過(guò)程通常是通過(guò)一個(gè)特別的修整模具擠壓鑄件來(lái)完成的。其它的落砂方法包括鋸和打磨。如果澆口比較易碎，可以直接摔打鑄件，這樣可以節(jié)省人力。多余的造模口可以在熔化后重復(fù)使用。通常的產(chǎn)量大約為67%。

高壓注射導(dǎo)致填充模具的速度非?？欤@樣在任何部分凝固之前熔融金屬就可填充滿(mǎn)整個(gè)模具。通過(guò)這種方式，就算是很難填充的薄壁部分也可以避免表面不連續(xù)性。不過(guò)這也會(huì)導(dǎo)致空氣滯留，因?yàn)榭焖偬畛淠＞邥r(shí)空氣很難逃逸。通過(guò)在分型線上安放排氣口的方式可以減少這種問(wèn)題，不過(guò)就算是非常精密的工藝也會(huì)在鑄件中心部位殘留下氣孔。大多數(shù)壓鑄可以通過(guò)二次加工來(lái)完成一些無(wú)法通過(guò)鑄造完成的結(jié)構(gòu)，例如鉆孔、拋光。

落砂完畢之后就可以檢查缺陷了，最常見(jiàn)的缺陷包括滯流(澆不滿(mǎn))以及冷疤。這些缺陷可能是由模具或熔融金屬溫度不足、金屬混有雜質(zhì)、通氣口太少、潤(rùn)滑劑太多等原因造成。其它的缺陷包括氣孔、縮孔、熱裂以及流痕。流痕是由澆口缺陷、鋒利的轉(zhuǎn)角或者過(guò)多的潤(rùn)滑劑而遺留在鑄件表面的痕跡。

水基潤(rùn)滑劑被稱(chēng)作乳劑，是最常用的潤(rùn)滑劑類(lèi)型，這是出于健康、環(huán)境以及安全性方面的考慮。不像溶劑型潤(rùn)滑劑，如果將水中的礦物質(zhì)運(yùn)用合適的工藝去除掉，它是不會(huì)在鑄件中留下副產(chǎn)物的。如果處理水的過(guò)程不得當(dāng)，水中的礦物質(zhì)會(huì)導(dǎo)致鑄件表面缺陷以及不連續(xù)性。主要有四種水基潤(rùn)滑劑:水摻油、油摻水、半合成以及合成。水摻油的潤(rùn)滑劑是最好的，因?yàn)槭褂脻?rùn)滑劑時(shí)水在沉積油的同時(shí)會(huì)通過(guò)蒸發(fā)冷卻模具的表面，這可以幫助脫模。通常，這類(lèi)潤(rùn)滑劑的比例為30份的水混合1份的油。而在極端情況下，這個(gè)比例可以達(dá)到100:1。

可以用于潤(rùn)滑劑的油包括重油、動(dòng)物脂肪、植物脂肪以及合成油脂。重質(zhì)殘油在室溫下粘性較高，而在壓鑄工藝中的高溫下，它會(huì)變成薄膜。潤(rùn)滑劑中加入其它物質(zhì)可以控制乳液粘度以及熱學(xué)性能。這些物質(zhì)包括石墨、鋁以及云母。其它化學(xué)添加劑可以避免灰塵以及氧化。水基潤(rùn)滑劑中可以加入乳化劑，這樣油基潤(rùn)滑劑就可以添加進(jìn)水中，包括肥皂、酒精以及環(huán)氧乙烷。

長(zhǎng)久以來(lái)，通常使用的溶劑為基礎(chǔ)的潤(rùn)滑劑包括柴油以及汽油。它們有利于鑄件脫出，然而每次壓鑄過(guò)程中會(huì)發(fā)生小型爆炸，這導(dǎo)致模腔壁上積累起碳元素。相比水基潤(rùn)滑劑，溶劑為基礎(chǔ)的潤(rùn)滑劑更為均勻。

• 設(shè)備

壓鑄機(jī)主要可以分為熱室壓鑄機(jī)與冷室壓鑄機(jī)兩種不同的類(lèi)型，區(qū)別在于它們能承受多大的力量，典型的壓力范圍在400到4000噸之間。

1）熱室壓鑄

熱室壓鑄，有時(shí)也被稱(chēng)作鵝頸壓鑄，它的金屬池內(nèi)是熔融狀態(tài)的液態(tài)、半液態(tài)金屬，這些金屬在壓力作用下填充模具。在循環(huán)開(kāi)始時(shí)，機(jī)器的活塞處于收縮狀態(tài)，這時(shí)熔融態(tài)的金屬就可以填充鵝頸部位。氣壓或是液壓活塞擠壓金屬，將它填入模具之內(nèi)。這個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)包括循環(huán)速度快(大約每分鐘可以完成15個(gè)循環(huán))，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)作，同時(shí)將金屬熔化的過(guò)程也很方便。缺點(diǎn)則包括無(wú)法壓鑄熔點(diǎn)較高的金屬，同樣也不能壓鑄鋁，因?yàn)殇X會(huì)將熔化池內(nèi)的鐵帶出。因而，通常來(lái)說(shuō)熱室壓鑄機(jī)用于鋅、錫以及鉛的合金。而且，熱室壓鑄很難用于壓鑄大型鑄件，通常這種工藝都是壓鑄小型鑄件。

2）冷室壓鑄

當(dāng)壓鑄無(wú)法用于熱室壓鑄工藝的金屬時(shí)可以采用冷室壓鑄，包括鋁、鎂、銅以及含鋁量較高的鋅合金。在這種工藝中，需要在一個(gè)獨(dú)立的坩堝中先把金屬熔化掉 。然后一定數(shù)量的熔融金屬被轉(zhuǎn)移到一個(gè)未被加熱的注射室或注射嘴中。通過(guò)液壓或者機(jī)械壓力，這些金屬被注入模具之中。由于需要把熔融金屬轉(zhuǎn)移進(jìn)冷室，這種工藝最大的缺點(diǎn)是循環(huán)時(shí)間很長(zhǎng)。冷室壓鑄機(jī)還有立式與臥式之分，立式壓鑄機(jī)通常為小型機(jī)器，而臥式壓鑄機(jī)則具有各種型號(hào)。

• 模具

壓鑄模具由兩部分組成，分別是覆蓋部分與活動(dòng)部分，它們結(jié)合的部分則被稱(chēng)為分型線。在熱室壓鑄中，覆蓋部分擁有澆口，而在冷室壓鑄中則為注射口。熔融金屬可以從這里進(jìn)入模具，這個(gè)部位的形狀同熱室壓鑄中的注射嘴或是冷室壓鑄中的注射室相匹配?；顒?dòng)部分通常包括推桿以及流道，所謂流道是澆口和模腔之間的通道，熔化的金屬通過(guò)這個(gè)通道進(jìn)入模腔。覆蓋部分通常連接在固定壓板或前壓板上，而活動(dòng)部分則連接在可動(dòng)壓板上。模腔被分成了兩個(gè)模腔鑲塊，它們是獨(dú)立的部件，可以通過(guò)螺栓相對(duì)容易地從模具上拆下或安裝。

模具是經(jīng)過(guò)特別設(shè)計(jì)的，當(dāng)打開(kāi)模具后鑄件會(huì)留在活動(dòng)部分內(nèi)。這樣活動(dòng)部分的推桿就會(huì)把鑄件給推出去，推桿通常是通過(guò)壓板驅(qū)動(dòng)的，它會(huì)準(zhǔn)確地用同樣大小的力量同時(shí)驅(qū)動(dòng)所有的推桿，這樣才能保證鑄件不被損壞。當(dāng)鑄件被推出后，壓板收縮把所有的推桿收回，為下一次壓鑄做好準(zhǔn)備。由于鑄件脫模時(shí)仍然處于高溫狀態(tài)，只有推桿的數(shù)量足夠多，才能保證平均到每根推桿上的壓力足夠小，不至于損壞鑄件。不過(guò)推桿仍然會(huì)留下痕跡，因此必須仔細(xì)設(shè)計(jì)，讓推桿的位置不會(huì)對(duì)鑄件的運(yùn)作造成過(guò)多影響。

模具中的其它部件包括型芯滑板等。型芯是用來(lái)在鑄件上開(kāi)孔或開(kāi)口的部件，它們也能用來(lái)增加鑄件的細(xì)節(jié)。型芯主要有三種:固定、活動(dòng)以及松散型。固定型芯的方向同鑄件脫出模具的方向平行，它們要么是固定的，要么永久性地連接在模具上。可動(dòng)型芯可以布置在除了脫出方向以外的任何方向上，鑄件凝固后打開(kāi)模具之前，必須利用分離裝置把活動(dòng)型芯從模腔內(nèi)拿出?；瑝K和活動(dòng)型芯很接近，最大的區(qū)別在于滑塊可以用來(lái)制造倒凹表面。在壓鑄中使用型芯和滑塊會(huì)大幅增加成本。松散型芯也被稱(chēng)作取出塊，可以用來(lái)制造復(fù)雜的表面，例如螺紋孔。在每個(gè)循環(huán)開(kāi)始之前，需要先手動(dòng)安裝滑塊，最后再同鑄件一起被推出。然后再取出松散型芯。松散型芯是價(jià)格最昂貴的型芯，因?yàn)橹圃焖枰罅縿趧?dòng)，而且它會(huì)增加循環(huán)時(shí)間。

排出口通常又細(xì)又長(zhǎng)(大約0.13毫米)，因此熔融金屬可以很快冷卻減少?gòu)U棄物。在壓鑄工藝中不需要使用冒口，因?yàn)槿廴诘慕饘賶毫芨?，可以保證從澆口源源不斷地流入模具內(nèi)。

由于溫度的關(guān)系，對(duì)于模具來(lái)說(shuō)最重要的材料特性在于抗熱振性以及柔軟性，其它的特征包括淬透性、切削性、抗熱裂性、焊接性、可用性(特別是對(duì)于大型模具)以及成本。模具壽命直接取決于熔融金屬的溫度以及每個(gè)循環(huán)的時(shí)間。用于壓鑄的模具通常是使用堅(jiān)硬的工具鋼制造而成的，因?yàn)殍T鐵無(wú)法承受巨大的內(nèi)部壓力，所以模具價(jià)格昂貴，這也導(dǎo)致開(kāi)模成本很高。在更高溫度下壓鑄的金屬需用使用更加堅(jiān)硬的合金鋼。

壓鑄過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)的主要缺陷包括磨損和侵蝕。其它缺陷包括熱裂以及熱疲勞。當(dāng)模具表面由于溫度變化太大出現(xiàn)缺陷時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生熱裂。而使用次數(shù)太多后，模具表面出現(xiàn)的缺陷則會(huì)產(chǎn)生熱疲勞 。

• 壓鑄用的金屬

各種材料對(duì)應(yīng)的最小截面積以及最小拔模角如以下表格所列，最厚截面應(yīng)該低于13毫米 。

用于壓鑄的金屬主要包括鋅、銅、鋁、鎂、鉛、錫以及鉛錫合金，雖然壓鑄鐵很罕見(jiàn)，不過(guò)也是可行的。比較特殊的壓鑄金屬包括ZAMAK、鋁鋅合金以及美國(guó)鋁業(yè)協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn):AA380、AA384、AA386、AA390以及AZ91D鎂。各種金屬的壓鑄時(shí)的特點(diǎn)如下:

• 鋅:最容易壓鑄的金屬，制造小型部件時(shí)很經(jīng)濟(jì)，容易鍍膜，抗壓強(qiáng)度、塑性高，鑄造壽命長(zhǎng)。

• 鋁:質(zhì)量輕、制造復(fù)雜和薄壁鑄件時(shí)尺寸穩(wěn)定性高，耐腐蝕性強(qiáng)，機(jī)械性能好，高導(dǎo)熱以及導(dǎo)電性，高溫下強(qiáng)度依然很高。

• 鎂:易于進(jìn)行機(jī)械加工，強(qiáng)度重量比高，常用壓鑄金屬中最輕。

• 銅:硬度高，耐腐蝕性強(qiáng)，常用壓鑄金屬中機(jī)械性能最好，抗磨損，強(qiáng)度接近鋼鐵。

• 鉛和錫:密度高，尺寸精度極高，可用作特殊防腐蝕部件。出于公共衛(wèi)生方面的考慮，這種合金不能用作食品加工、儲(chǔ)存設(shè)備。鉛錫銻的合金(有時(shí)也含一點(diǎn)銅)可以用來(lái)制造凸版印刷中的手工鉛字以及燙金。

使用鋁、銅、鎂和鋅進(jìn)行壓鑄的質(zhì)量上限分別為70磅(32千克)、10磅(4.5千克)、44磅(20千克)以及75磅(34千克)。

• 優(yōu)缺點(diǎn)

1）優(yōu)點(diǎn)

壓鑄的優(yōu)點(diǎn)包括，鑄件擁有優(yōu)秀的尺寸精度。通常這取決于鑄造材料，典型的數(shù)值為最初2.5厘米尺寸時(shí)誤差0.1毫米，每增加1厘米誤差增加0.002毫米。相比其它鑄造工藝，它的鑄件表面光滑，圓角半徑大約為1-2.5微米。相對(duì)于沙箱或者永久模鑄造法來(lái)說(shuō)可以制造壁厚大約0.75毫米的鑄件。它可以直接鑄造內(nèi)部結(jié)構(gòu)，比如絲套、加熱元件、高強(qiáng)度承載面。其它一些優(yōu)點(diǎn)包括它能夠減少或避免二次機(jī)械加工，生產(chǎn)速度快、鑄件抗拉強(qiáng)度可達(dá)415兆帕、可以鑄造高流動(dòng)性的金屬。

2）缺點(diǎn)

壓鑄最大的缺點(diǎn)為成本很高。鑄造設(shè)備以及模具、模具相關(guān)組件相對(duì)其它鑄造方法來(lái)說(shuō)都很貴。因此制造壓鑄件時(shí)生產(chǎn)大量產(chǎn)品才比較經(jīng)濟(jì)。其它缺點(diǎn)包括:這個(gè)工藝只適用于流動(dòng)性較高的金屬，而且鑄造質(zhì)量必須介于30克與10千克之間 。在通常的壓鑄中，最后鑄造的一批鑄件總會(huì)有孔隙。因而不能進(jìn)行任何熱處理或者焊接，因?yàn)榭p隙內(nèi)的氣體會(huì)在熱量作用下膨脹，從而導(dǎo)致內(nèi)部的微型缺陷和表面的剝離。

• 特點(diǎn)

壓力鑄造簡(jiǎn)稱(chēng)壓鑄，是一種將熔融合金液倒入壓室內(nèi)，以高速充填鋼制模具的型腔，并使合金液在壓力下凝固而形成鑄件的鑄造方法。 壓鑄區(qū)別于其它鑄造方法的主要特點(diǎn)是高壓和高速。

①金屬液是在壓力下填充型腔的，并在更高的壓力下結(jié)晶凝固，常見(jiàn)的壓力為15-100MPa。

②金屬液以高速充填型腔，通常在10-50米/秒，有的還可超過(guò)80米/秒，(通過(guò)內(nèi)澆口導(dǎo)入型腔的線速度-內(nèi)澆口速度)，因此金屬液的充型時(shí)間極短，約0.01-0.2秒(須視鑄件的大小而不同)內(nèi)即可填滿(mǎn)型腔。

壓鑄是一種精密的鑄造方法，經(jīng)由壓鑄而鑄成的壓鑄件之尺寸公差甚小，表面精度甚高，在大多數(shù)的情況下，壓鑄件不需再車(chē)削加工即可裝配應(yīng)用，有螺紋的零件亦可直接鑄出。從一般的照相機(jī)件、打字機(jī)件、電子計(jì)算器件及裝飾品等小零件，以及汽車(chē)、機(jī)車(chē)、飛機(jī)等交通工具的復(fù)雜零件大多是利用壓鑄法制造的。

• 失效形式

1）損壞

壓鑄生產(chǎn)時(shí)，模具反復(fù)受激冷激熱的作用，成型表面與其內(nèi)部產(chǎn)生變形，相互牽扯而出現(xiàn)反復(fù)循環(huán)的熱應(yīng)力，導(dǎo)致組織結(jié)構(gòu)二損傷和喪失韌性，引發(fā)微裂紋的出現(xiàn)，并繼續(xù)擴(kuò)展，一旦裂紋擴(kuò)大，還有熔融的金屬液擠入，加上反復(fù)的機(jī)械應(yīng)力都使裂紋加速擴(kuò)展。 為此，一方面壓鑄起始時(shí)模具必須充分預(yù)熱。另外，在壓鑄生產(chǎn)過(guò)程中模具必須保持在一定的工作溫度范圍中，以免出現(xiàn)早期龜裂失效。同時(shí)，要確保模具投產(chǎn)前和制造中的內(nèi)因不發(fā)生問(wèn)題。因?qū)嶋H生產(chǎn)中，多數(shù)的模具失效是熱疲勞龜裂失效。

2）碎裂

在壓射力的作用下，模具會(huì)在最薄弱處萌生裂紋，尤其是模具成型面上的劃線痕跡或電加工痕跡未被打磨光，或是成型的清角處均會(huì)最先出現(xiàn)細(xì)微裂紋，當(dāng)晶界存在脆性相或晶粒粗大時(shí)，即容易斷裂。而脆性斷裂時(shí)裂紋的擴(kuò)展很快，這對(duì)模具的碎裂失效是很危險(xiǎn)的因素。為此，一方面凡模具面上的劃痕、電加工痕跡等必須打磨光，即使它在澆注系統(tǒng)部位，也必須打光。另外要求所使用的模具材料的強(qiáng)度高、塑性好、沖擊韌性和斷裂韌性均好。

3）溶蝕

前面已講過(guò)，常用的壓鑄合金有鋅合金、鋁合金、鎂合金和銅合金，也有純鋁壓鑄的，Zn、Al、Mg是較活潑的金屬元素，它們與模具材料有較好的親和力，特別是Al易咬模。當(dāng)模具硬度較高時(shí)，則抗蝕性較好，而成型表面若有軟點(diǎn)，則對(duì)抗蝕性不利。致使模具失效的因素很多，既有外因(例澆鑄溫度高低、模具是否經(jīng)預(yù)熱、水劑涂料噴涂量的多少、壓鑄機(jī)噸位大小是否匹配、壓鑄壓力過(guò)高、內(nèi)澆口速度過(guò)快、冷卻水開(kāi)啟未與壓鑄生產(chǎn)同步、鑄件材料的種類(lèi)及成分Fe的高低、鑄件尺寸形狀、壁厚大小、涂料類(lèi)型等等)。也有內(nèi)因(例模具本身材質(zhì)的冶金質(zhì)量、坯料的鍛制工藝、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性、模具機(jī)(電加工)加工時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力、模具的熱處理工藝、包括各種配合精度和光潔度要求等)。 模具若出現(xiàn)早期失效，則需找出是哪些內(nèi)因或外因，以便今后改進(jìn)。 但在實(shí)際生產(chǎn)中，溶蝕僅是模具的局部地方，例內(nèi)澆口直接沖刷的部位(型芯、型腔)易出現(xiàn)溶蝕現(xiàn)象，以及硬度偏軟處易出現(xiàn)鋁合金的粘模。

• 問(wèn)題

1）澆注排溢

對(duì)于冷室臥式壓鑄機(jī)上模具直澆道的要求:

① 壓室內(nèi)徑尺寸應(yīng)根據(jù)所需的比壓與壓室充滿(mǎn)度來(lái)選定，同時(shí)，澆口套的內(nèi)徑偏差應(yīng)比壓室內(nèi)徑的偏差適當(dāng)放大幾絲，從而可避免因澆口套與壓室內(nèi)徑不同軸而造成沖頭卡死或磨損嚴(yán)重的問(wèn)題，且澆口套的壁厚不能太薄。澆口套的長(zhǎng)度一般應(yīng)小于壓射沖頭的送出引程，以便涂料從壓室中脫出。

② 壓室與澆口套的內(nèi)孔，在熱處理后應(yīng)精磨，再沿軸線方向進(jìn)行研磨，其表面粗糙≤Ra0.2μm。

③ 分流器與形成涂料的凹腔，其凹入深度等于橫澆道深度，其直徑配澆口套內(nèi)徑，沿脫模方向有5°斜度。當(dāng)采用涂導(dǎo)入式直澆道時(shí)，因縮短了壓室有效長(zhǎng)度的容積，可提高壓室的充滿(mǎn)度。

2）模具要求

① 冷臥式模具橫澆道的入口處一般應(yīng)位于壓室上部?jī)?nèi)徑2/3以上部位，以免壓室中金屬液在重力作用下過(guò)早進(jìn)入橫澆道，提前開(kāi)始凝固。

② 橫澆道的截面積從直澆道起至內(nèi)澆口應(yīng)逐漸減小，為出現(xiàn)截面擴(kuò)大，則金屬液流經(jīng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)負(fù)壓，易吸入分型面上的氣體，增加金屬液流動(dòng)中的渦流裹氣。一般出口處截面比進(jìn)口處小10-30%。

③ 橫澆道應(yīng)有一定的長(zhǎng)度和深度。保持一定長(zhǎng)度的目的是起穩(wěn)流和導(dǎo)向的作用。若深度不夠，則金屬液降溫快，深度過(guò)深，則因冷凝過(guò)慢，既影響生產(chǎn)率又增加回爐料用量。

④ 橫澆道的截面積應(yīng)大于內(nèi)澆口的截面積，以保證金屬液入型的速度。主橫澆道的截面積應(yīng)大于各分支橫澆道的截面積。

⑤ 橫澆道的底部?jī)蓚?cè)應(yīng)做成圓角，以免出現(xiàn)早期裂紋，二側(cè)面可做出5°左右的斜度。橫澆道部位的表面粗糙度≤Ra0.4μm。

3）內(nèi)澆口

① 金屬液入型后不應(yīng)立即封閉分型面，溢流槽和排氣槽不宜正面沖擊型芯。金屬液入型后的流向盡可能沿鑄入的肋筋和散熱片，由厚壁處向薄壁處填充等。

② 選擇內(nèi)澆口位置時(shí)，盡可能使金屬液流程最短。采用多股內(nèi)澆口時(shí)，要防止入型后幾股金屬液匯合、相互沖擊，從而產(chǎn)生渦流包氣和氧化夾雜等缺陷。

③ 薄壁件的內(nèi)澆口厚件要適當(dāng)小些，以保證必要的填充速度，內(nèi)澆口的設(shè)置應(yīng)便于切除，且不使鑄件本體有缺損(吃肉)。

4）溢流槽

① 溢流槽要便于從鑄件上去除，并盡量不損傷鑄件本體。

② 溢流槽上開(kāi)設(shè)排氣槽時(shí)，需注意溢流口的位置，避免過(guò)早阻塞排氣槽，使排氣槽不起作用。

③ 不應(yīng)在同一個(gè)溢流槽上開(kāi)設(shè)幾個(gè)溢流口或開(kāi)設(shè)一個(gè)很寬很厚的溢流口，以免金屬液中的冷液、渣、氣、涂料等從溢流槽中返回型腔，造成鑄件缺陷。

• 設(shè)計(jì)

在滿(mǎn)足產(chǎn)品功能的前提下，合理設(shè)計(jì)壓鑄件，簡(jiǎn)化壓鑄模結(jié)構(gòu)，降低壓鑄成本，減少壓鑄件缺陷和提高壓鑄件零件質(zhì)量。由于注塑加工工藝來(lái)源于鑄造工藝，因此壓鑄件設(shè)計(jì)指南在某些方面和塑膠件設(shè)計(jì)指南非常相似。詳細(xì)的壓鑄零件設(shè)計(jì)參考機(jī)械工業(yè)出版社出版的《面向制造和裝配產(chǎn)品設(shè)計(jì)指南》一書(shū)。

1）圓角

(包括轉(zhuǎn)角) 鑄件圖上往往注明未注圓角R2等要求，我們?cè)陂_(kāi)制模具時(shí)切忌忽視這些未注明圓角的作用，決不可做成清角或過(guò)小的圓角。鑄造圓角可使金屬液填充順暢，使腔內(nèi)氣體順序排出，并可減少應(yīng)力集中，延長(zhǎng)模具使用壽命。(鑄件也不易在該處出現(xiàn)裂紋或因填充不順而出現(xiàn)各種缺陷)。例標(biāo)準(zhǔn)油盤(pán)模上清角處較多，相對(duì)來(lái)說(shuō)，目前兄弟油盤(pán)模開(kāi)的最好，重機(jī)油盤(pán)的也較多。

2）脫模斜度

在脫模方向嚴(yán)禁有人為造成的側(cè)凹(往往是試模時(shí)鑄件粘在模內(nèi)，用不正確的方法處理時(shí)，例鉆、硬鑿等使局部凹入)。

3）粗糙度

成型部位、澆注系統(tǒng)均應(yīng)按要求認(rèn)真打光，應(yīng)順著脫模方向打光。由于金屬液由壓室進(jìn)入澆注系統(tǒng)并填滿(mǎn)型腔的整個(gè)過(guò)程僅0.01-0.2秒的時(shí)間。為了減少金屬液流動(dòng)的阻力，盡可能使壓力損失少，都需要流過(guò)表面的光潔度高。同時(shí)，澆注系統(tǒng)部位的受熱和受沖蝕的條件較惡劣，光潔度越差則模具該處越易損傷。

模具成型部位的硬度 鋁合金:HRC46°左右 銅:HRC38°左右 加工時(shí)，模具應(yīng)盡量留有修復(fù)的余量，做尺寸的上限，避免焊接。

• 流動(dòng)性

流動(dòng)性是指合金液體充填鑄型的能力。流動(dòng)性的大小決定合金能否鑄造復(fù)雜的鑄件。在鋁合金中共晶合金的流動(dòng)性最好。

影響流動(dòng)性的因素很多，主要是成分、溫度以及合金液體中存在金屬氧化物、金屬化合物及其他污染物的固相顆粒，但外在的根本因素為澆注溫度及澆注壓力(俗稱(chēng)澆注壓頭)的高低。

實(shí)際生產(chǎn)中，在合金已確定的情況下，除了強(qiáng)化熔煉工藝(精煉與除渣)外，還必須改善鑄型工藝性(砂模透氣性、金屬型模具排氣及溫度)，并在不影響鑄件質(zhì)量的前提下提高澆注溫度，保證合金的流動(dòng)性。

壓鑄成形條件的注意事項(xiàng):

壓鑄機(jī)、壓鑄合金與壓鑄模具是壓鑄生產(chǎn)的三大要素，缺一不可。所謂壓鑄工藝就是將這三大要素有機(jī)地加以綜合運(yùn)用，使能穩(wěn)定地有節(jié)奏地和高效地生產(chǎn)出外觀、內(nèi)在質(zhì)量好的、尺寸符合圖樣或協(xié)議規(guī)定要求的合格鑄件，甚至優(yōu)質(zhì)鑄件。

材料熔融溫度、壓射時(shí)模具溫度及熔液溫度;

最后對(duì)壓鑄成的制品狀況要進(jìn)行修整才能獲得完善的制件。壓鑄模工作溫度的選擇原則:

1) 模具溫度過(guò)低,鑄件內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松,空氣排出困難,難以成型;

2) 模具溫度過(guò)高,鑄件內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密,但鑄件易"焊"附于模腔中,粘模不易卸出鑄件。同時(shí)過(guò)高的溫度會(huì)使模體本身膨脹,影響鑄件尺寸精度。

3) 模具溫度應(yīng)選擇在合適的范圍內(nèi),一般經(jīng)試驗(yàn)合適后,恒溫控制為好。壓鑄成形條件的注意事項(xiàng) 可以簡(jiǎn)單歸納為以下兩方面:

* 材料熔融溫度、壓射時(shí)模具溫度及熔液溫度.

• 工藝

壓力鑄造(簡(jiǎn)稱(chēng)壓鑄)的實(shí)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型型腔，并在壓力下成型和凝固而獲得鑄件的方法。

特點(diǎn)：

高壓和高速充填壓鑄型是壓鑄的兩大特點(diǎn)。它常用的壓射比壓是從幾千至幾萬(wàn)kPa，甚至高達(dá)2×105kPa。充填速度約在10~50m/s，有些時(shí)候甚至可達(dá)100m/s以上。充填時(shí)間很短，一般在0.01~0.2s范圍內(nèi)。與其它鑄造方法相比，壓鑄有以下三方面優(yōu)點(diǎn):

優(yōu)點(diǎn):

1. 產(chǎn)品質(zhì)量好

鑄件尺寸精度高，一般相當(dāng)于6~7級(jí)，甚至可達(dá)4級(jí);表面光潔度好，一般相當(dāng)于5~8級(jí);強(qiáng)度和硬度較高，強(qiáng)度一般比砂型鑄造提高25~30%，但延伸率降低約70%;尺寸穩(wěn)定，互換性好;可壓鑄薄壁復(fù)雜的鑄件。例如，當(dāng)前鋅合金壓鑄件最小壁厚可達(dá)0.3mm;鋁合金鑄件可達(dá)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

機(jī)器生產(chǎn)率高，例如國(guó)產(chǎn)JⅢ3型臥式冷空壓鑄機(jī)平均八小時(shí)可壓鑄600~700次，小型熱室壓鑄機(jī)平均每八小時(shí)可壓鑄3000~7000次;壓鑄型壽命長(zhǎng)，一付壓鑄型，壓鑄鐘合金，壽命可達(dá)幾十萬(wàn)次，甚至上百萬(wàn)次;易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。

3.經(jīng)濟(jì)效果優(yōu)良

由于壓鑄件尺寸精確，表泛光潔等優(yōu)點(diǎn)。一般不再進(jìn)行機(jī)械加工而直接使用，或加工量很小，所以既提高了金屬利用率，又減少了大量的加工設(shè)備和工時(shí);鑄件價(jià)格便易;可以采用組合壓鑄以其他金屬或非金屬材料。既節(jié)省裝配工時(shí)又節(jié)省金屬。

壓鑄雖然有許多優(yōu)點(diǎn)，但也有一些缺點(diǎn)，尚待解決。

缺點(diǎn)

如:

1). 壓鑄時(shí)由于液態(tài)金屬充填型腔速度高，流態(tài)不穩(wěn)定，故采用一般壓鑄法，鑄件易產(chǎn)生氣孔，不能進(jìn)行熱處理;

2). 對(duì)內(nèi)凹復(fù)雜的鑄件，壓鑄較為困難;

3). 高熔點(diǎn)合金(如銅，黑色金屬)，壓鑄型壽命較低;

4). 不宜小批量生產(chǎn)，其主要原因是壓鑄型制造成本高，壓鑄機(jī)生產(chǎn)效率高，小批量生產(chǎn)不經(jīng)濟(jì)。

壓鑄應(yīng)用范圍及發(fā)展趨勢(shì)

壓鑄是先進(jìn)的金屬成型方法之一，是實(shí)現(xiàn)少切屑，無(wú)切屑的有效途徑，應(yīng)用很廣，發(fā)展很快。鑄件的尺寸和重量，取決于壓鑄機(jī)的功率。由于壓鑄機(jī)的功率不斷增大，鑄件形尺寸可以從幾毫米到1~2m;重量可以從幾克到數(shù)十公斤。國(guó)外可壓鑄直徑為2m，重量為50kg的鋁鑄件。

壓鑄件也不再局限于汽車(chē)工業(yè)和儀表工業(yè)，逐步擴(kuò)大到其它各個(gè)工業(yè)部門(mén)，如農(nóng)業(yè)機(jī)械、機(jī)床工業(yè)、電子工業(yè)、國(guó)防工業(yè)、計(jì)算機(jī)、醫(yī)療器械、鐘表、照相機(jī)和日用五金等幾十個(gè)行業(yè)，具體有:汽車(chē)零配件,家具配件,浴室配件(衛(wèi)浴),燈飾零件,玩具,須刨,領(lǐng)帶夾,電氣一電子零件,皮帶扣,表殼,金屬飾扣,鎖具,拉鏈.等。在壓鑄技術(shù)方面又出現(xiàn)了真空壓鑄、加氧壓鑄、精速密壓鑄以及可溶型芯的應(yīng)用等新工藝。

將會(huì)對(duì)我國(guó)壓鑄行業(yè)有一個(gè)很好的促進(jìn)作用.

• 發(fā)展

壓鑄鑄件的生產(chǎn)，需要依靠壓鑄機(jī)器設(shè)備才能完成，壓鑄機(jī)器是壓鑄件生產(chǎn)的基礎(chǔ)，壓鑄設(shè)備的技術(shù)水平?jīng)Q定著壓鑄鑄件的質(zhì)量和水平，所以要想促進(jìn)壓鑄件行業(yè)發(fā)展就必須優(yōu)先發(fā)展壓鑄件設(shè)備。我國(guó)是壓鑄鑄件大國(guó)，但是在生產(chǎn)技術(shù)水平以及行業(yè)設(shè)備方面還有待提高，我國(guó)的十二五規(guī)劃明確指出鑄造行業(yè)發(fā)展的主要任務(wù)是:優(yōu)先發(fā)展重大技術(shù)設(shè)備，其中有"大噸位壓鑄機(jī)鑄造單元"，目標(biāo)是為壓鑄企業(yè)技術(shù)升級(jí)提供裝備支持。壓鑄技術(shù)設(shè)備的發(fā)展，將有助于壓鑄機(jī)械設(shè)備水平的提高，從而提高鑄件的品質(zhì)和技術(shù)水平，促進(jìn)鑄件業(yè)發(fā)展。

歐美等國(guó)家的壓鑄產(chǎn)業(yè)是以質(zhì)量、合理利益、為用戶(hù)服務(wù)、建立企業(yè)信譽(yù)為宗旨，組織、教育員工，管理企業(yè)，以每個(gè)壓鑄計(jì)劃項(xiàng)目，并以其生產(chǎn)過(guò)程為控制與管理單元，以控制、保證每個(gè)壓鑄的質(zhì)量與性能。這些因素造成了國(guó)內(nèi)行業(yè)與這些發(fā)達(dá)國(guó)家還存在較大的差距。

隨著壓鑄產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移到我國(guó)，不僅擴(kuò)大了我國(guó)壓鑄行業(yè)的產(chǎn)能，也為提高我國(guó)的壓鑄產(chǎn)業(yè)的整體水平，提高我國(guó)壓鑄產(chǎn)業(yè)的知名度，提高我國(guó)產(chǎn)品的國(guó)際市場(chǎng)占有率。但是，由于我國(guó)的壓鑄產(chǎn)品在發(fā)展過(guò)程中，忽略了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)能等方面的問(wèn)題，我國(guó)的壓鑄產(chǎn)業(yè)陷入了停滯不前的困境。