压射力与压射冲头速度的变化及其影响

压射力是指压射冲头作用于金属液上的力，来源于高压泵，压铸时，它推动金属液充填到模具型腔中。在压铸过程中，作用在金属液上的压力并不是一个常数，而是随着不同阶段而变化的。图3-1所示为压射各阶段压射力与压射冲头运动速度的变化。图中所示压射4个阶段分别是：

第一阶段（）　此时压射冲头低速前进，封住加料口，推动金属液前进，压室内压力平稳上升，空气慢慢排出。高压泵作用的压力P1主要克服压室与压射冲头及液压缸与活塞之间的摩擦力，其值很小。

第二阶段（）　压射冲头以较快的速度前进，将金属液推至压室前端，充满压室并堆积在浇口前沿。由于内浇口在整个浇注系统中截面积最小，因此阻力最大，压力升高到P2以突破内浇口阻力。此阶段后期，内浇口阻力使金属液堆积，瞬时压力升高，产生压力冲击而出现第一个压力峰。

第三阶段（）　压射冲头按要求的最大速度前进，金属液突破内浇口阻力充填型腔，并迅速充满，压力升至P3。在此阶段结束前，金属液会产生水锤作用，压力升高，产生第二个压力峰并出现波动。

第四阶段（）　压射冲头稍有前进，但这段距离实际上很小。铸件在这一阶段凝固，由于P4的保压作用，铸件被进一步压实，消除或减少内部缩松，提高了压铸件密度。

上述过程称为四级压射。但目前压铸机大多是三级压射，一般将第一、二级压射阶段作为一级压射，第三、四阶段则分别作为第二、三级压射。其中，P3、P4对铸件质量影响最大。P3越大，充填速度越大，金属液越容易及时充满型腔。P4越大，则越容易得到轮廓清晰、表面光洁和组织致密的压铸件。最终压力P4与合金种类、压铸件质量要求有关，一般为30～500MPa。

图3-1　压射力与压射冲头运动速度的变化

1—横浇道；2—内浇口；3—型腔；4—压室；5—金属液；6—加料口；7—压射冲头；8—压射缸(www.xing528.com)

压射力的大小由压射缸的截面积和工作液的压力所决定

式中　Fy——压射力，N；

pg——压射缸内的工作压力，Pa，当无增压机构或增压机构未工作时，即为管道中工作液的压力；

D——压射缸直径，m。

增压机构工作时，压射力

式中　Pg2——增压时压射缸内的工作压力，Pa。