A. 铸件设计对圆角有什么要求呢
不影响使用和美观的前提下,铸造圆角越大,越容易成型。铸造比较忌讳尖角,锐角,容易浇铸不足。一般r=(a+b)/k R=r+(a+b)/2
r=转角内圆角
R=转角外圆角
a,b=连接壁的壁厚
k=转角因数 比如45°=2, 90°=4, 135°=8
B. 压铸的工艺过程
压铸模锻工艺简介 压铸模锻工艺是一种在专用的压铸模锻机上完成的工艺。它的基本工艺过程是:金属液先低速或高速铸造充型进模具的型腔内,模具有活动的型腔面,它随着金属液的冷却过程加压锻造,既消除毛坯的缩孔缩松缺陷,也使毛坯的内部组织达到锻态的破碎晶粒。毛坯的综合机械性能得到显著的提高。另外,该工艺生产出来的毛坯,外表面光洁度达到7级(Ra1.6),如冷挤压工艺或机加工出来的表面一样,有金属光泽。所以,我们将压铸模锻工艺称为“极限成形工艺”,比“无切削、少余量成形工艺”更进了一步。 压铸模锻工艺还有一个优势特点是,除了能生产传统的铸造材料外,它还能用变形合金、锻压合金,生产出结构很复杂的零件。这些合金牌号包括:硬铝超硬铝合金、锻铝合金,如LY11、LY12、6061、6063、LYC、LD等)。这些材料的抗拉强度,比普通铸造合金高近一倍,对于铝合金汽车轮毂、车架等希望用更高强度耐冲击材料生产的部件,有更积极的意义。
一、 压铸简介 压力铸造简称压铸,是一种将熔融合金液倒入压室内,以高速充填钢制模具的型腔,并使合金液在压力下凝固而形成铸件的铸造方法。 压铸区别于其它铸造方法的主要特点是高压和高速。①金属液是在压力下填充型腔的,并在更高的压力下结晶凝固,常见的压力为15—100MPa。②金属液以高速充填型腔,通常在10—50米/秒,有的还可超过80米/秒,(通过内浇口导入型腔的线速度—内浇口速度),因此金属液的充型时间极短,约0.01—0.2秒(须视铸件的大小而不同)内即可填满型腔。 压铸机、压铸合金与压铸模具是压铸生产的三大要素,缺一不可。所谓压铸工艺就是将这三大要素有机地加以综合运用,使能稳定地有节奏地和高效地生产出外观、内在质量好的、尺寸符合图样或协议规定要求的合格铸件,甚至优质铸件。 1、 压铸机 (1) 压铸机的分类 压铸机按压室的受热条件可分为热压室与冷压室两大类。而按压室和模具安放位置的不同,冷室压铸机又可分为立式、卧式和全立式三种形式的压铸机。 热室 压铸机 立式 冷室 卧室 全立式 (2) 压铸机的主要参数 a合型力(锁模力) (千牛)————————KN b压射力 (千牛)—————————————KN c动、定型板间的最大开距——————————mm d动、定型板间的最小开距——————————mm e动型板的行程———————————————mm f大杠内间距(水平×垂直)—————————mm g大杠直径—————————————————mm h顶出力——————————————————KN i顶出行程—————————————————mm j压射位置(中竖销心、偏心)——————————mm k一次金属浇入量(Zn、Al、Cu)———————Kg l压室内径(Ф)——————————————mm m空循环周期————————————————s n铸件在分型面上的各种比压条件下的投影面积 注:还应有动型板、定型板的安装尺寸图等。 2、 压铸合金 压铸件所采用的合金主要是有色合金,至于黑色金属(钢、铁等)由于模具材料等问题,目前较少使用。而有色帆纤物合金压铸件中又以铝合金使用较广泛,锌合金次之。态液 下面简单介绍一下压铸有色金属的情况。 (1)、压铸有色合金的分类 受阻收缩 混合收缩 自由收缩 铅合金 -----0.2-0.3% 0.3-0.4% 0.4-0.5% 低熔点合金 锡合金 锌合金--------0.3-0.4% 0.4-0.6% 0.6-0.8% 铝硅系--0.3-0.5% 0.5-0.7% 0.7-0.9% 压铸有色合金 铝合金 铝铜系 铝镁系---0.5-0.7% 0.7-0.9% 0.9-1.1% 高熔点合金 铝锌系 镁合金----------0.5-0.7% 0.7-0.9% 0.9-1.1% 铜合金 (2)、各类压铸合金推荐的浇铸温度 合金种类 铸件平均壁厚≤3mm 铸件平均壁厚>3mm 结构简单 结构复杂 结构简单 结构复杂
铝合金 铝硅系 610-650℃ 640-680℃ 600-620℃ 610-650℃
铝铜系 630-660℃ 660-700℃ 600-640℃ 630-660℃
铝镁系 640-680℃ 660-700℃ 640-670℃ 650-690℃
铝锌系 590-620℃ 620-660℃ 580-620℃ 600-650℃
锌合金 420-440℃ 430-450℃ 400-420℃ 420-440℃
镁合金 640-680℃ 660-700℃ 640-670℃ 650-690℃
铜合金 普通黄铜 910-930℃ 940-980℃ 900-930℃ 900-950℃
硅黄铜 900-920℃ 930-970℃ 910-940℃ 910-940℃
注 注:①浇铸温度一般以保温炉的金属液的温度来计量。 ②锌合金的浇铸温度不能超过450℃,以免晶粒粗大。 二、 压铸模 压铸模是压铸生产三大要素之一,结构正确合理的模具是压铸生产能否顺利进行的先决条件,并在保证铸件质量方面(下机合格率)起着重要的作用。 由于压铸工艺的特点,正确选用各工艺参数是获得优质铸件的决定因素,而模具又是能够正确选择和调整各工艺参数的前提,模具设计实质上就是对压铸生产中可能出现的各种因素预计的综合反映。如若模具设计合理,则在实际生产中遇到的问题少,铸件下机合格率高。反之,模具设计不合理,例一铸件设计时动定模的包裹力基本相同,而浇注系统大多在定模,且放在压射后冲头不能送料的灌南压铸机上生产,无法正常生产,铸件一直粘在定模上。尽管定模型腔的光洁度打得很光,因型腔较深,仍出现粘在定模上的现象。所以在模具设计时,必须全面分析铸件的结构,熟悉压铸机的操作过程,要了解压铸机及工艺参数得以调整的可能性,掌握在不同情况下的充填特性,并考虑模具加工的方法、钻眼和固定的形式后,才能设计出切合实际、满足生产要求的模具。 刚开始时已讲过,金属液的充型时间极短,金属液的比压和流速很高,这对压铸模来说工作条件极其恶劣,再加上激冷激热的交变应力的冲击作用,都对模具的使用寿命有很大影响。 模具的使用寿命通常是指通过精心的设计和制造,在正常使用的条件下,结合良好的维护保养下出现的自然损坏,在不能再修复而报废前,所压铸的模数(包括压铸生产中的废品数)。 实际生产中,模具失效主要有三种形式:①热疲劳龟裂损坏失效;②碎裂失效;③溶蚀失效。 致使模具失效的因素很多,既有外因(例浇铸温度高低、模具是否经预热、水剂涂料喷涂量的多少、压铸机吨位大小是否匹配、压铸压力过高、内浇口速度过快、冷却水开启未与压铸生产同步、铸件材料的种类及成分Fe的高低、铸件尺寸形状、壁厚大小、涂料类型等等)。也有内因(例模具本身材质的冶金质量、坯料的锻制工艺、模具结构设计的合理性、浇注系统设计的合理性、模具机(电加工)加工时产生的内应力、模具的热处理工艺、包括各种配合精度和光洁度要求等)。 模具若出现早期失效,则需找出是哪些内因或外因,以便今后改进。 ① 模具热疲劳龟裂失效 压铸生产时,模具反复受激冷激热的作用,成型表面与其内部产生变形,相互牵扯而出现反复循环的热应力,导致组织结构二损伤和丧失韧性,引发微裂纹的出现,并继续扩展,一旦裂纹扩大,还有熔融的金属液挤入,加上反复的机械应力都使裂纹加速扩展。 为此,一方面压铸起始时模具必须充分预热。另外,在压铸生产过程中模具必须保持在一定的工作温度范围中,以免出现早期龟裂失效。同时,要确保模具投产前和制造中的内因不发生问题。因实际生产中,多数的模具失效是热疲劳龟裂失效。 ② 碎裂失效 在压射力的作用下,模具会在最薄弱处萌生裂纹,尤其是模具成型面上的划线痕迹或电加工痕迹未被打磨光,或是成型的清角处均会最先出现细微裂纹,当晶界存在脆性相或晶粒粗大时,即容易断裂。而脆性断裂时裂纹的扩展很快,这对模具的碎裂失效是很危险的因素。为此,一方面凡模具面上的划痕、电加工痕迹等必须打磨光,即使它在浇注系统部位,也必须打光。另外要求所使用的模具材料的强度高、塑性好、冲击韧性和断裂韧性均好。③熔融失效 前面已讲过,常用的压铸合金有锌合金、铝合金、镁合金和铜合金,也有纯铝压铸的,Zn、Al、Mg是较活泼的金属元素,它们与模具材料有较好的亲和力,特别是Al易咬模。当模具硬度较高时,则抗蚀性较好,而成型表面若有软点,则对抗蚀性不利。但在实际生产中,溶蚀仅是模具的局部地方,例内浇口直接冲刷的部位(型芯、型腔)易出现溶蚀现象,以及硬度偏软处易出现铝合金的粘模。 压铸生产中常遇模具存在的问题注意点: 1、 浇注系统、排溢系统 例(1)对于冷室卧式压铸机上模具直浇道的要求: ① 压室内径尺寸应根据所需的比压与压室充满度来选定,同时,浇口套的内径偏差应比压室内径的偏差适当放大几丝,从而可避免因浇口套与压室内径不同轴而造成冲头卡死或磨损严重的问题,且浇口套的壁厚不能太薄。浇口套的长度一般应小于压射冲头的送出引程,以便涂料从压室中脱出。 ② 压室与浇口套的内孔,在热处理后应精磨,再沿轴线方向进行研磨,其表面粗糙≤Ra0.2μm。 ③ 分流器与形成涂料的凹腔,其凹入深度等于横浇道深度,其直径配浇口套内径,沿脱模方向有5°斜度。当采用涂导入式直浇道时,因缩短了压室有效长度的容积,可提高压室的充满度。 (2)对于模具横浇道的要求 ① 冷卧式模具横浇道的入口处一般应位于压室上部内径2/3以上部位,以免压室中金属液在重力作用下过早进入横浇道,提前开始凝固。 ② 横浇道的截面积从直浇道起至内浇口应逐渐减小,为出现截面扩大,则金属液流经时会出现负压,易吸入分型面上的气体,增加金属液流动中的涡流裹气。一般出口处截面比进口处小10-30%。 ③ 横浇道应有一定的长度和深度。保持一定长度的目的是起稳流和导向的作用。若深度不够,则金属液降温快,深度过深,则因冷凝过慢,既影响生产率又增加回炉料用量。 ④ 横浇道的截面积应大于内浇口的截面积,以保证金属液入型的速度。主横浇道的截面积应大于各分支横浇道的截面积。 ⑤ 横浇道的底部两侧应做成圆角,以免出现早期裂纹,二侧面可做出5°左右的斜度。横浇道部位的表面粗糙度≤Ra0.4μm。 (3)内浇口 ① 金属液入型后不应立即封闭分型面,溢流槽和排气槽不宜正面冲击型芯。金属液入型后的流向尽可能沿铸入的肋筋和散热片,由厚壁处想薄壁处填充等。 ② 选择内浇口位置时,尽可能使金属液流程最短。采用多股内浇口时,要防止入型后几股金属液汇合、相互冲击,从而产生涡流包气和氧化夹杂等缺陷。 ③ 薄壁件的内浇口厚件要适当小些,以保证必要的填充速度,内浇口的设置应便于切除,且不使铸件本体有缺损(吃肉)。 (4)溢流槽 ① 溢流槽要便于从铸件上去除,并尽量不损伤铸件本体。 ② 溢流槽上开设排气槽时,需注意溢流口的位置,避免过早阻塞排气槽,使排气槽不起作用。 ③ 不应在同一个溢流槽上开设几个溢流口或开设一个很宽很厚的溢流口,以免金属液中的冷液、渣、气、涂料等从溢流槽中返回型腔,造成铸件缺陷。 2、 铸造圆角(包括转角) 铸件图上往往注明未注圆角R2等要求,我们在开制模具时切忌忽视这些未注明圆角的作用,决不可做成清角或过小的圆角。铸造圆角可使金属液填充顺畅,使腔内气体顺序排出,并可减少应力集中,延长模具使用寿命。(铸件也不易在该处出现裂纹或因填充不顺而出现各种缺陷)。例标准油盘模上清角处较多,相对来说,目前兄弟油盘模开的最好,重机油盘的也较多。 3、 脱模斜度 在脱模方向严禁有人为造成的侧凹(往往是试模时铸件粘在模内,用不正确的方法处理时,例钻、硬凿等使局部凹入)。 4、 表面粗糙度 成型部位、浇注系统均应按要求认真打光,应顺着脱模方向打光。由于金属液由压室进入浇注系统并填满型腔的整个过程仅0.01-0.2秒的时间。为了减少金属液流动的阻力,尽可能使压力损失少,都需要流过表面的光洁度高。同时,浇注系统部位的受热和受冲蚀的条件较恶劣,光洁度越差则模具该处越易损伤。 5、 模具成型部位的硬度 铝合金:HRC46°左右 铜:HRC38°左右 加工时,模具应尽量留有修复的余量,做尺寸的上限,避免焊接。 压铸模具组装的技术要求: 1、 模具分型面与模板平面平行度的要求。 2、 导柱、导套与模板垂直度的要求。 3、 分型面上动、定模镶块平面与动定模套板高出0.1-0.05mm。 4、推板、复位杆与分型面平齐,一般推杆凹入0.1mm或根据用户要求。 5、模具上所有活动部位活动可靠,无呆滞现象pin无串动。 6、滑块定位可靠,型芯抽出时与铸件保持距离,滑块与块合模后配合部位2/3以上。 7、浇道粗糙度光滑,无缝。 8、合模时镶块分型面局部间隙<0.05mm。 9、冷却水道畅通,进出口标志。 10、成型表面粗糙度Rs=0.04,无微伤。
C. 铸件上为什么采用铸造圆角一般选用多少为宜
铸造圆角可防止铸件浇铸时转角处的落砂现象及避免金属冷却时产生缩孔和裂纹、应力集中。铸造圆角的大小一般取R=3~5mm,可在技术要求中统一注明。
D. 铸造工艺流程
浇注出来之后一般就是抛丸了,抛丸后就是开始初选了,选完废品后进行热处理,热处理之后就是再抛丸了,抛丸之后就是二次检验了,看缺陷,尺寸等等还有探伤之类的,这些要看具体的零件要求,二次检验合格的就可以入库了,入库之后有特殊要求的就按特殊要求执行,比如刷漆,发黑 发蓝之类的,还有可能是你要供成品的话还要拿出去外协加工后才可以入库,然后就是发货了,在二次检验之后会发现一些废品,有的缺陷是可以修补的,可以胶补,或者焊补之类的,但焊补之后还要热处理,再抛丸再、、、、
热处理也是铸造的一个工序,为什么热处理,一般铸造出来的东西都有铸造应力,一般大家就采取人工时效和自然时效来解决,对于铸铁来说,一般不需要热处理的,特别是灰铁之类的,有也是退火之类的,而对于钢来说就必须要热处理了,因为应力很大,不热处理就是脆的,没法用的,还有一些特殊的材质,比如ZG40Cr之类的,要求硬度高的,就可以通过热处理之中的调质处理把硬度提高,还有有些零件要求金相成份之类的都可以通过热处理来实现,有些铸造做出来硬度高了,没法加工,这是就要降低它的硬度,也需要热处理来完成,总之,热处理可以使铸件组织致密,力学性能得到提高,等等好处,所以需要热处理,希望能帮到你,你可以去翻翻书,这些书上比我说的好的多了,也详细的多
E. 设计铸造件结构时要注意什么
1 由于铸件在金属型中冷却凝固得比砂型中快,金属型又无容让性,因此在金属型铸造时,铸件中产生的铸造应力比砂型铸件要大裂纹倾向性也大,还容易产生浇不足、冷隔、白口(对于铸铸件)等缺陷。通常:
(1) 在防止金属型铸造铸件产生裂纹方面应注意以下结构问题:
A 在壁厚均匀、壁间过渡与连接要缓和、较角处圆角适当等各方面的要求应比砂型铸造铸件更严格一些;
B 应将垂直相连的壁改为倾斜相连;
C 对于结构上比较薄弱的部分应设肋、凸台等予以加强,以防铸造裂纹;
D 应尽量减少有阻碍铸件自由收缩的凸台、肋、凸缘等突出部分;
E 在铸件上布置加强肋时,还应考虑到它对铸件收缩的影响。
(2) 在防止金属型铸造铸件产生浇不足、冷隔等方面应注意以下结构问题:
A 铸件壁厚要适当不能过薄,特别是当铸件轮廓尺寸较大时更不能过薄;
B 应避免大的水平面,因为它使得铸件在浇注时,金属液上升得很慢,与空气接触的面大,易氧化,同时由于金属型散热快,金属液很快失去流动性,易造成浇不足、冷隔、夹渣等缺陷;
C 铸件的外形应尽量具有流线形避免尖棱角与急剧变化的连接等结构形状,以利于金属液的流动。
2 在设计形状较复杂的金属型铸件时,如果生产工艺有较大的困难,应在不影响铸件使用条件下,尽量使铸件外形简单,强构改变,以便于从金属型中取出铸件。
3 在设计金属型铸造铸件的基本结构单元及其参数选定时,通常还应注意:
(1)由于金属型散热快,因此金属型铸造铸件的最小壁厚应比砂型铸造铸件的要大一些;
(2)铸件内壁和内肋的厚度一般应取相连外壁厚度的 0.6~0.7 ,否则由于内壁(肋)冷得慢,在铸件收缩时易在内外壁交接处产生裂纹;
(3)为防止灰铸铁件产生白口,除从工艺上采取措施外,必须使其壁厚不能过薄(有些资料指出,壁厚在 15mm 以上时,用金属型铸造铸件的转角处都必须采用圆角,对于铝合金、镁合金金属型铸造铸件的铸造圆角不应小于 3~4m;
(4)由于金属型和芯无让性,为便于取出铸件和抽出型,金属型铸造铸件的铸造斜度应比砂型铸造件的适当大一些,一般应大 30%~50% ,应该指出:铸造斜度大小除与合金种类、壁的高度有关外,还与铸件表面的位置有关,凡在铸件冷却收缩时与金属型表面有脱离倾向的铸件表面可设计较小的斜度,而在铸件收缩时趋向于压紧在金属型上的铸件表面应给予较大的斜度。