壓鑄工藝技術

壓鑄工藝參數

1．什么是壓射比壓，如何調節壓射比壓？

答：壓射比壓是壓室內金屬液在單位面積的壓力，在保證產品質量的前提下，盡量使用較低的比壓。燈飾壓鑄的比壓一般小于50MPA，產品壁厚越大，比壓要求越高。產品結構越復雜比壓要求越高。

2．什么是壓射速度，如何調節壓射速度？

答：壓射速度是指壓鑄時，壓射頭運動的速度，分慢壓射速度和快壓射速度，一般所說的壓射速度是指快壓射速度。慢壓射速度的大小是以壓射頭經過澆料口時，不起金屬液飛濺為好，一般為0.1～0.5M/S，快壓射速度鋁合金一般為：0.1～1.1M/S。鋁合金壓鑄件壁厚越薄要求壓射速度越快，鋁合金壓鑄件形狀越復雜要求壓射速度越快，鋁合金壓鑄件投影面越大要求壓射速度越快，鋁合金壓鑄件鎮充路徑越長要求壓射速度越快。

3．什么是澆注溫度，如何選擇澆注溫度？

答：澆注溫度一般指金屬液澆入壓射室，充填型腔時平均溫度。通常在保證成型和所要求表面質量的前提下，采用盡可能低的溫度。鋁合金的澆注溫度為650℃～720℃，鑄造合金流動性好，澆注溫度可選低些；薄壁，形狀復雜的鋁合金壓鑄件澆注溫度可選高些；壓鑄模具大，散熱快，澆注溫度可選高些。

4．什么是壓鑄模具溫度，鋁合金壓鑄模具正常生產時模具溫度是多少？

答：模具溫度是在生產過程中壓鑄模具的溫度，鋁合金壓鑄模具在正常生產時的溫度為：200℃～280℃。一般鋁合金壓鑄件越薄，結構越復雜，壓鑄模具溫度要求越高。

5．什么叫充填時間？如何選擇充填時間？

答：金屬液開始射入型腔至充滿所需時間稱為充填時間。鋁合金壓鑄充填時間為：0.01S～0.1S。填充時間的選擇原則是：(1)合金澆注溫度高，則充填時間應長些；(2)壓鑄模具溫度高，則充填時間長些；(3)厚壁部位若離內澆口遠，則填充時間應長些；(4)熔化熱高的合金，充填時間應長些；(5)排氣效果較差時，充填時間應長些。

6.什么是持壓時間?持壓的作用是什么?如何選擇持壓時間?

答：持壓時間也叫保壓時間，是金屬液充滿型腔后，在增壓比壓作用下凝固所需時間稱為持壓時間。持壓的作用是使正在凝固的金屬在壓力下結晶，從而獲得內部組織密的鋁合金壓鑄件。壓鑄鋁持壓時間在鑄件壁厚小于2.5MM時為1～2秒，鑄件壁厚為2.5～6MM時為3～8秒。其選擇原則是：(1)壓鑄合金結晶溫度范圍較高，持壓時間延長些；(2)鑄件壁厚大，持壓時間可長些；(3)若為頂澆口，持壓時間可長些，內澆口厚持壓時間應長些。

7.什么是留型時間？如何選擇留型時間？

答：留型時間也叫冷模時間，是鑄件在壓鑄模具中停留時間。即從持壓開始至開模頂出鑄件前所需的時間。足夠的留型時間保證鑄件在模型中充分凝固，冷卻并有一定的強度。通常使鑄件頂出不變形、不開裂的最短時間為宜。鋁合金壓鑄鑄件的留型時為5S~30S，它與鑄件的壁厚有著直接的關系，鑄件壁厚越厚，留型時間越長。

壓鑄涂料

1．什么是壓鑄涂料？

答：壓鑄過程中對型腔壁面，型芯表面，壓鑄模具和壓鑄機的摩檫部分（如滑塊、頂出元件、沖頭及壓射室）等以噴涂的潤滑材料和稀釋劑的混合物通稱為壓鑄涂料。

2．壓鑄涂料的作用是什么？

答：（1）高溫時保持良好的潤滑性能；

（2）避免高溫熔融合金對型腔表面的沖刷作用和預防粘模現象，改善模型的工作條件；

（3）減少模型的導熱率，保持熔融合金流性，從而改善合金的成型性；

（4）減少鑄件與模型成型部分之間的摩擦、從而減小型芯和型腔被磨損，延長壓鑄模具的使用壽命和提高鑄件表面質量。

3．對壓鑄涂料的要求是什么？

答：（1）揮發點低，在100～150℃時稀釋能所很快地揮發；

（2）涂覆性好；

（3）對模型及鑄件沒有腐蝕作用；

（4）潤滑性好；

（5）性能穩定；

（6）無特殊味道，在高溫時不析出或不分解出有害氣體；

（7）配制工藝簡單；

（8）來源豐富，價格低廉。

4．常用的鋁合金壓鑄涂料有哪些？

答：（1）石墨+機油，用于成型部分，射沖頭，壓射室較多；

（2）石油+瀝青，配比85：15，把瀝青加熱至80℃熔化后加入石油攪拌均勻即可，可預防粘模；

（3）膠體石墨，用于壓室和壓射沖頭（市場有售）；

（4）水基涂料，稀釋噴霧化劑，型腔表面防粘模。

壓鑄件的缺陷特征、產生原因及防止方法

一、壓鑄件的流痕及花紋的特征、產生原因及其防止方法是什么？

答：（1）特征：主要鑄件表面上有與金屬液流動方向一致的條紋，明顯可見，后來居上金屬和基體不一樣，無方向的紋路，無發展趨勢。

（2）產生原因：

1、首先進入型腔的金屬液形成一個極薄而又不完全的金屬層后，被隨后而來的金屬液所彌補而產生的接痕；

2、壓鑄模具模溫過低；

3、內澆道截面積過小及位置不當而產生噴濺；

4、作用于金屬液上的壓力不足；

5、涂料用量過多。

（3）防止方法：

1、提高壓鑄模具模溫；

2、調整內澆道截面積及位置；

3、調整內澆道金屬液的速度及壓力；

4、適當地選用涂料及調整用量。

二、壓鑄件的網狀毛刺、龜裂紋特征、產生原因及其防止方法是什么？

答：（1）特征：壓鑄件表面上有網狀發絲一樣凸起的痕跡，隨壓鑄次數增加而不斷擴大和延伸。

（2）產生原因：

1、壓鑄模具型腔表面產生龜裂 ；

2、壓鑄模具材料不當或熱處理工藝不正確；

3、壓鑄模具溫度冷熱變化太大；

4、澆注溫度過高；

5、壓鑄模具預熱不足；

6、型腔表面粗糙；

7、壓鑄模具鑲塊強度低或有尖角。

（3）防止方法：

1、正確選用壓鑄模具材料及熱處理工藝；

2、澆注溫度不宜過高，尤其是高熔點合金；

3、壓鑄模具預熱要充分；

4、壓鑄模具要定期或生產一定次數后回火處理，打磨成形部位的表面。

三、壓鑄件的冷隔特征、產生原因及其防止方法是什么？

答：（1）特征：壓鑄件表面有明顯的、不規則的，下陷的線性形紋路（有穿透與不穿透兩種）形狀細小而狹長，有的交接邊緣光滑，有斷開的可能。

（2）產生原因：

1、兩股金屬流相互對接，但未完全熔合而又無夾雜存在其間，兩股金屬的結合力很薄弱；

2、澆注溫度或模具溫度偏低；

3、選擇合金不當，流動性差；

4、澆道位置不對或流路過長；

5、填充速度低；

6、壓射比壓低。

（3）防止方法：

1、適當提高澆注溫度；

2、提高壓射比壓，縮短填充時間；

3、提高壓射速度的同時加大內澆道截面積；

4、改善排氣條件；

5、正確選用合金，提高合金的流動性。

四、壓鑄件的縮陷（凹陷）特征、產生原因及其防止方法是什么？

答：（1）特征：在鑄件厚大部分的表面上有平滑的凹陷（狀如盤碟）。

（2）產生原因：

1、由收縮引起：A、壓鑄件結構設計不當，壁厚差太大；B、合金收縮大； C、澆道位置不當；D、壓射比壓低；E、模具局部溫度過高。

2、由憋氣引起： 填充型腔時，局部氣體未排出，被壓縮在型腔表面與金屬液界面之間。

（3）防止方法：

1、壁厚應均勻；

2、厚薄過度要緩和；

3、選用收縮性小的合金；

4、正確選擇合金液導入位置及增加內澆道截面積；

5、增加壓射壓力，增加填充時間；

6、適當降低澆注溫度及模具的溫度；

7、對局部高溫處要進行冷卻；

8、改善排溢條件；

五、壓鑄件的印痕特征、產生原因及其防止方法是什么？

答：（1）特征：

1、鑄件表面與模具型腔表面接觸所留下的痕跡；

2、鑄件表面上出現階梯痕跡。

（2）產生原因：

1、由頂出元件引起

①頂桿端面被磨損；

②頂桿調整不齊；

③模具型腔拼接部分和其他活動部分配合不好。

2、由拼接活動部分引起

①鑲拼活動部分引起；

②活動部分松動或磨損；

③鑄件的側壁表面，由動、定模互相穿插的鑲件所形成。

（3）防止方法：

1、工作前要檢查，修好壓鑄模具；

2、頂桿長短要調整到適當位置；

3、緊固鑲塊和其他活動部分；

4、設計時要消除穿插的鑲嵌形式，改進模具結構。

六、壓鑄件的鐵豆（冷豆）特征、產生原因及其防止方法是什么？

答：（1）特征：鑄件表面嵌有冷豆，未與鑄件完全融合的金屬顆粒（通常在欠鑄處）。

（2）產生原因：

1、澆注系統設置不當；

2、填充速度快；

3、金屬液過早地流入型腔。

（3）防止方法：

1、改進澆道系統避免金屬液直沖型芯、型壁；

2、增大內澆道截面積；

3、改進操作，調整機器。

七、壓鑄件上的粘附物痕跡特征、產生原因及其防止方法是什么？

答：（1）特征：小片狀的金屬或非金屬物與金屬的基體部分熔接，在外力的作用下小片狀物剝落后，鑄件表面有的發亮，有的為暗灰。

（2）產生原因：

1、在壓鑄模具型腔表面上有金屬或非金屬殘留物；

2、澆注時帶進雜質附著在型腔表面上。

（3）防止方法：

1、在壓鑄前要對型腔、壓室及澆注系統清理干凈，去除型腔表面粘附物；

2、對澆注的合金液要清理干凈；

3、選擇合適的涂料，噴涂要均勻。

八、壓鑄件的分層（夾皮及剝落）特征、產生原因及其防止方法是什么？

答：（1）特征：鑄件局部有明顯的金屬分層。

（2）產生原因：

1、壓鑄模具剛性不夠，在金屬液填充過程中，模板產生抖動；

2、壓射沖頭與壓室配合不好，在壓射中沖頭前進時速度不平穩；

3、澆道系統設計不當。

（3）防止方法：

1、加強壓鑄模具剛性，緊固壓鑄模具部件，使之穩定；

2、調壓射沖頭與壓室的配合同隙；

3合理設計澆道系統。

九、壓鑄件的機械拉傷特征、產生原因及其防止方法是什么？

答：（1）特征：鑄件表面順著出模方向留有擦傷的痕跡。

（2）產生原因：

1、壓鑄模具設計和制造不正確，如型芯的成型部分無斜度或負斜度；

2、型芯或型壁上壓傷影響出模；

3、鑄件頂出時有偏斜。

（3）防止方法：

1、拉傷部位固定時檢查壓鑄模具，修正斜度、打光壓痕；

2、拉傷面無固定位置時，要注意增加涂料；

3、檢查合金成分,如鋁合金中鐵的含量不小于0.6 ％  ；

4、調整頂桿，使頂出力平衡。

十、壓鑄件的粘模拉傷特征、產生原因及其防止方法是什么？

答：（1）特征：壓鑄合金與型壁粘連而產生拉傷痕跡，在嚴重的情況下會被撕破。

（2）產生原因：

1、合金液澆注溫度過高；

2、壓鑄模具溫度太高；

3、涂料使用不足或不正確；

4、壓鑄模具成型表面粗糙；

5、澆道系統不正確使金屬液直接沖擊型芯或型壁；

6、壓鑄模具材料使用不當或熱處理工藝不正確，硬度不足；

7、鋁合金含鐵量太少，小于0.6％ ；

8、填充速度太快。

（3）防止方法：

1、降低澆注溫度 ；

2、壓鑄模具溫度控制在工藝范圍內；

3、消除型腔粗糙的表面；

4、檢查涂料的品種或用量是否適合；

5、調整內澆道防止金屬液直沖；。

6、校對合金成分，使鋁合金的含鐵量符合要求；

7、壓鑄模具材料、熱處理工藝及硬度是否合理；

8、適當降低填充速度。

十一、壓鑄件的碰傷特征、產生原因及其防止方法是什么？

答：（1）特征：鑄件表面有擦傷、碰傷。

（2）產生原因：

1、使用和搬運不當；

2、運轉和裝卸不當。

（3）防止方法：

1、注意成品使用、搬運和包裝；

2、從壓鑄機上取件時要小心。

十二、壓鑄件的氣孔特征、產生原因及其防止方法是什么？

答：（1）特征：解剖后外觀檢查或探傷檢查：氣孔具有光滑的表面，形狀呈圓形或橢圓形，這種氣孔多呈暗灰色表面。

（2）產生原因：

1、合金液導入方向不合理或金屬液流動速度太快，產生噴射，過早堵住排氣道或正面沖擊型壁而形成漩渦包住空氣，這種氣孔多產生于排氣不良或深腔處；

2、金屬液溫度過高，含氣量大，而在凝固時析出；

3、涂料發氣量大在澆注前未燒凈，使氣體卷入鑄件。

（3）防止方法：

1、使用干燥而潔凈的爐料；

2、不使金屬液過熱并且很好除氣；

3、改善澆道的導流方向；

4、降低壓射速度；

5、盡可能保證合理的內澆口截面積；

6、排氣槽的設置要合理并有足夠的排氣能力。

十三、壓鑄件的氣泡的特征、產生原因及其防止方法是什么？

答：（1）特征：接近鑄件表面有較多氣體集聚，鑄件表面鼓泡。

（2）產生原因：

1、由卷入的氣體引起：

（1）型腔中的氣體未排出；

（2）涂料產生的氣體卷入鑄件。   

2、金屬液內有較多的氣體，凝固時析出留在鑄件內。

3、鑄件冷卻時間不夠。

4、壓鑄模具局部溫度過高。

（2）防止方法：

1、改善溢流糟和排氣道的位置和大小；

2、改善填充時間；

3、提高壓射壓力；

4、在氣孔處設置型芯；

5、盡量少用涂料；

6、清除合金液中的氣體和氧化物；

7、爐料要管理好，避免被塵土和油類污染；

8、模溫高的局部冷卻。

十四、壓鑄件的縮孔、縮松的特征、產生原因及其防止方法是什么？

答：（1）特征：解剖后外觀檢查或探傷檢查：縮孔表面呈暗色，不光滑，形狀不規則的孔洞，大而集中的為縮孔，小而分散的為縮松。

（2）產生原因：縮孔是鑄件在冷卻過程中內部補償不足而造成的孔穴。

1、澆注溫度過高；

2、壓射比壓低；

3、鑄件在結構上壁厚變化大；

4、內澆口厚度過小。

5、金屬液填充時間太短。

（3）防止方法：

1、改善鑄件結構，使鑄件壁厚均勻；

2、在可能的條件下降低澆注溫度；

3、提高壓射比壓；

4、適當改善澆注系統，使壓力更好地傳遞。

5、調節合理的填充時間。

十五、壓鑄件的裂紋的特征、產生原因及其防止方法是什么？

答：（1）特征：將鑄件放在堿性溶液中，裂紋處呈暗灰色。金屬基體的破壞與裂開呈直線或波浪形，紋路狹小而長，在外力作用時有發展趨勢。

（2）產生原因：在鑄件上由于應力或外力而產生的裂紋。

1、鋁合金中鐵含量過高或硅含量過高或過低；

2、合金中有害雜質的含量過高，降低了合金的可朔性；

3、模具，特別是型芯溫度太低；

4、鑄件壁厚變化劇烈；

5、壓射比壓過低，產品強度不夠；

6、留模時間過長；

7、頂出時受力不均勻。

8、開模、抽芯或頂出產品出模有阻礙拉裂。

（3）防止方法：

1、正確控制合金成分，在某些情況下，可在合金中加純鋁錠以降低合金中含鐵量和含硅量，或在合金中加鋁硅中間合金以提高硅的含量；

2、提高模具溫度；

3、改善鑄件結構；

3、調整模具使頂桿受力均勻；

4、改善結構，使產品脫模順暢。

十六、壓鑄件的輪廓不清晰的特征、產生原因及其防止方法是什么？

答：（1）特征：金屬液未充滿型腔，鑄件表面有不規則的孔洞，凹陷和棱角不齊，表面形狀呈自然液流或與液面相似。

（2）產生原因：

1、內澆口寬度不夠或模具排氣條件不良；

2、合金流動性差；

3、澆注溫度低或模具溫度低，壓射速度低；

4、壓射比壓不足；

5、產品邊角結構、尺寸不合理，不易填充；

（3）防止方法：

1、改進內澆道，改善排氣條件；

2、適當提高壓鑄模具溫度和合金液的澆注溫度；

3、提高壓射比壓和壓射速度；

4、改良產品結構和尺寸；

十七、壓鑄件變形的特征、產生原因及其防止方法是什么？

答：（1）特征：鑄件（彎、扭）曲、超出圖樣尺寸公差要求。

（2）產生原因

1、鑄件結構不合理，各部分收縮不均勻；

2、留模時間太短；

3、頂出過程鑄件偏斜，頂針分布不合理；

4、鑄件剛度不夠；

5、鑄件放置不合理或去除澆道方法不當。

（3）防止方法：

1、改進鑄件結構，使壁厚均勻；

2、鑄件不要堆疊存放，特別是大而壁薄的鑄件；

3、時效或退火時不要堆疊入爐；

4、必要時可進行整形。

十八、壓鑄件的飛邊的特征、產生原因及其防止方法是什么？

答：（1）特征：鑄件分型面處或活動部分突出過多的金屬薄片。

（2）產生原因：

1、壓射前機器的調整不當，模具沒有鎖死；

2、壓鑄模具的滑塊損壞或鎖緊零件失效；

3、鑲塊與滑塊磨損或配合間隙不當；

4、壓鑄模具剛度不夠造成變形。

5、分型面未清理干凈；

6、脹型力大于鎖模力。

防止方法：

1、檢查合模力及增壓情況；

2、調整增壓機構使壓射增壓峰值降低；

3、檢查壓鑄模具的變形程度和鎖緊零件；

4、檢查壓鑄模具是否損壞；

5、將分模面清理干凈；

6、換合模力較大的機器生產。

十九、壓鑄件的多肉或帶肉、產生原因及其防止方法是什么？

答：（1）特征：鑄件上存在形狀不規則的凸出部分（重復出現）。

（2）產生原因：

1、壓鑄模具熱處理不當造成模具崩缺或被壓塌；

2、壓鑄模具產生龜裂而掉塊；

3、有滑塊的壓鑄模具在分型面處因清理不干凈而合模時壓壞；

4、成形表面機械損傷。

（3）防止方法：

1、按工藝規程進行熱處理；

2、嚴格按照操作規程操作；

3、參看“龜裂”防止措施。

二十、壓鑄件的錯型或錯模特征、產生原因及其防止方法是什么？

答：（1）特征：壓鑄件的分模線不對齊，出現臺階。

（2）產生原因：

1、壓鑄模具鑲件移位；

2、壓鑄模具導向零件移位或磨損；

3、壓鑄模具型腔制造誤差。

（3）防止方法：

1、調整鑲件的位置；

2、更換導向零件；

3、修整消除誤差。

二十一、壓鑄件的化學成分不符合要求特征、產生原因及其防止方法是什么？

答：（1）特征：鑄件合金元素不符合要求或雜質過多、材料性能（如強度、硬度、韌性，流動性，收縮量等）與要求不符。

（2）產生原因：

1、配料不準確；

2、原材料及回爐料未加分析即投入使用。

3、熔煉時間過長，部分元素燒損過多。

4、熔煉過程中混入過多雜質。

（3）防止方法：

1、爐料經化驗分析后才能配用；

2、爐料要嚴格管理，新舊料要按一定比例使用；

3、嚴格控制熔煉工藝；

4、熔煉工具要噴刷涂料。

二十二、壓鑄件的夾渣特征、產生原因及其防止方法是什么？

答：（1）特征：鑄件上有不規則的明或暗的孔，孔內常被熔渣充塞，在金相檢查時，在低倍顯微鏡下呈暗黑色或高倍下亮而無色。

（2）產生原因：金屬中有夾渣或型腔中有非金屬殘留物，在壓射前未被清除而產生。

1、金屬液表面上的熔渣未清除，將熔渣和金屬液同時澆注到壓室內。

2、用石墨堝時邊緣有脫落混入金屬液中；

3、使用焦炭爐時，有焦炭或爐灰混入金屬液中；

4、涂料中石墨太多，形成堆積。  

（3）防止方法：

1、仔細去除金屬表面的熔渣；

2、遵守金屬液的舀取工藝 ；

3、在石墨坩堝的邊緣裝上鐵環；

4、在加焦炭和排灰時操作小心或把坩堝蓋起來；

5、使用涂料要均勻、用量要適當。

二十三、壓鑄件的脆性的特征、產生原因及其防止方法是什么？

答：（1）特征：合金晶粒粗大，使鑄件易斷裂或碰碎，斷口晶粒粗大而發亮。

（2）產生原因：

1、合金過熱太大或保溫時間過長；

2、鋁合金含有鋅鐵等雜質太多；

3、壓鑄模具冷卻時間太長，模溫太高；

4、鋁合金中含銅超出規定范圍。

（3）防止方法：

1、合金不宜過熱，盡量縮短熔煉和保溫時間；

2、改善壓鑄模具冷卻條件，縮短冷模時間；

3、嚴格控制合金成分在允許的范圍內。

二十四、壓鑄件的滲漏的特征、產生原因及其防止方法是什么？

答：（1）特征：試壓（氣密性）試驗：漏水或滲水。

（2）產生原因：

1、鑄件有裂紋，主要由收縮應力造成；

2、鑄件結構不合理，壁厚不均，造成組織疏松；

3、壓射力和壓射比壓不足；

4、澆注系統設計不合理；

5、合金選擇不當；

6、排氣不良。

（3）防止方法：

1、改良產品結構，盡量采用圓角過，克服壁厚不均；

2、提高壓射比壓；

3、盡量避免后加工；

4、改進澆注系統和排氣系統；

5、選用良好的合金；

6、對要求高的產品進行浸滲處理。