压力铸造(die casting)或高压铸造(high pressure die casting)简称压铸,它是将液态金属或半固态金属在高压下快速填充到金属型的型腔,并在一定压力下凝固而获得铸件的一种成形方法。
在压力铸造中,一般作用于金属熔体上的压力为20~200MPa,充型的初始速度为15~70m/s,充型时间仅为0.01~0.2s。因此,高压和高速是压铸成形的重要特征,也是与其他铸造成形法的根本区别。压力铸造是所有铸造成形方法中生产速度最快的,在汽车、摩托车、电器仪表、电信器材、医疗器械、日用五金以及航天航空工业等方面都有广泛的应用。
由于压力铸造过程的特殊充型及凝固方式,与其他铸造成形方法相比,这种成形方法具有以下一些特点[1-2]:
1)可以制得薄壁、形状复杂且轮廓清晰的铸件。现代超薄铝合金压铸技术可制造0.5mm厚的铸件,如铝合金笔记本电脑外壳。
2)生产效率高。压力铸造的生产周期短,一次操作的循环时间约为5s~3min,且易实现机械化和自动化。这种方法适于大批量的生产,能压铸出从简单到相当复杂的各种铸件。
3)铸件具有较好的力学性能。铸件由于在压铸型中迅速冷却且在压力作用下凝固,所获得的组织晶粒细小、致密,强度较高。另外,铸件由于激冷造成表面硬化,形成约0.3~0.5mm的硬化层,表现出良好的耐磨性。
4)铸件精度高,尺寸稳定,加工余量少,表面光洁,装配互换性好。压铸件的加工余量一般在0.2~0.5mm,表面粗糙度Ra在3.2μm以下,只要对零件进行少量加工便可进行装配,有的零件甚至不用机械加工就能直接使用。
5)采用镶铸法可省去装配工序并简化制造工艺,可制备出有特殊要求的铸件。镶铸的材料一般为钢、铸铁、铜、绝缘材料等,镶铸体的形状有圆形、管形、薄片等。(www.xing528.com)
6)铸件表面可进行涂覆处理,可压铸出螺纹、线条、文字、图案等。
但是,压力铸造与其他铸造成形方法一样,也存在如下一些问题:
1)由于液体金属充型速度极快,型腔中的气体很难排除,便以气孔形式存留于铸件中,因此普通压铸法压铸的铸件不能进行热处理或焊接(加热时气体膨胀将导致铸件鼓包而报废),也不适于比较深的机加工,以免铸件表面显出气孔。
2)压铸设备投资高。压铸型制造复杂、周期较长、费用较高,一般不适用于小批量生产。
3)现有模具材料主要适用于低熔点的合金,如锌、铝、镁等合金。生产铜合金、黑色金属等高熔点合金,其模具材料存在着较大的问题,主要是模具的寿命非常短。
4)由于填充型腔时金属液的冲击力大,一般压铸不能使用砂芯,因此不能压铸具有复杂内腔(内凹)结构的铸件,如闭舵结构的铝合金发动机缸体等。
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