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壓鑄鑄造(簡稱壓鑄)的實質是在高壓作用下,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。
1.1 壓鑄特點
壓和高速充填壓鑄型是壓鑄的兩大特點。它常用的壓射比壓是從幾千至幾萬kPa,甚至高達2×105kPa。充填速度約在10~50m/s,有些時候甚至可達100m/s以上。充填時間很短,一般在0.01~0.2s范圍內。與其它鑄造方法相比,壓鑄有以下三方面優(yōu)點:
1. 產(chǎn)品質量好
鑄件尺寸精度高,一般相當于6~7級,甚至可達4級;表面光潔度好,一般相當于5~8級;強度和硬度較高,強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;可壓鑄薄壁復雜的鑄件。例如,當前鋅合金壓鑄件Zui小壁厚可達0.3mm;鋁合金鑄件可達0.5mm;Zui小鑄出孔徑為0.7mm;Zui小螺距為0.75mm。
2.生產(chǎn)效率高
機器生產(chǎn)率高,例如國產(chǎn)JⅢ3型臥式冷空壓鑄機平均八小時可壓鑄600~700次,小型熱室壓鑄機平均每八小時可壓鑄3000~7000次;壓鑄型壽命長,一付壓鑄型,壓鑄鐘合金,壽命可達幾十萬次,甚至上百萬次;易實現(xiàn)機械化和自動化。
3.經(jīng)濟效果優(yōu)良
由于壓鑄件尺寸,表泛光潔等優(yōu)點。一般不再進行機械加工而直接使用,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備和工時;鑄件價格便易;可以采用組合壓鑄以其他金屬或非金屬材料。既節(jié)省裝配工時又節(jié)省金屬。
壓鑄雖然有許多優(yōu)點,但也有一些缺點,尚待解決。如: 1.壓鑄時由于液態(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,不能進行熱處理;2. 對內凹復雜的鑄件,壓鑄較為困難;3) 高熔點合金(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,壓鑄機生產(chǎn)效率高,小批量生產(chǎn)不經(jīng)濟。
1.2 壓鑄應用范圍及發(fā)展趨勢
壓鑄是Zui先進的金屬成型方法之一,是實現(xiàn)少切屑,無切屑的有效途徑,應用很廣,發(fā)展很快。目前壓鑄合金不再局限于有色金屬的鋅、鋁、鎂和銅,而且也逐漸擴大用來壓鑄鑄鐵和鑄鋼件。壓鑄件的尺寸和重量,取決于壓鑄機的功率。由于壓鑄機的功率不斷增大,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工業(yè)和儀表工業(yè),逐步擴大到其它各個工業(yè)部門,如農(nóng)業(yè)機械、機床工業(yè)、電子工業(yè)、國防工業(yè)、計算機、醫(yī)療器械、鐘表、照相機和日用五金等幾十個行業(yè)。在壓鑄技術方面又出現(xiàn)了真空壓鑄、加氧壓鑄、精速密壓鑄以及可溶型芯的應用等新工藝。
2 壓鑄機
2.1 壓鑄機的類型
壓鑄機一般分為熱壓室壓鑄機和冷壓室壓鑄機兩大類。冷壓室壓鑄機按其壓室結構和布置方式分為臥式壓鑄機和立式壓鑄機(包括全立式壓鑄機)兩種。
熱壓室壓鑄機(簡稱熱空壓鑄機)壓室浸在保溫溶化坩堝的液態(tài)金屬中,壓射部件不直接與機座連接,而是裝在坩堝上面。這種壓鑄機的優(yōu)點是生產(chǎn)工序簡單,效率高;金屬消耗少,工藝穩(wěn)定。但壓室,壓射沖頭長期浸在液體金屬中,影響使用壽命。并易增加合金的含鐵量。熱壓室壓鑄機目前大多用于壓鑄鋅合金等低熔點合金鑄件,但也有用于壓鑄小型鋁、鎂合金壓鑄件。
冷室壓鑄機的壓室與保溫爐是分開的。壓鑄時,從保溫爐中取出液體金屬澆入壓室后進行壓鑄。
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