將液態(tài)或半液態(tài)金屬在高壓下高速注入金屬型型腔,并在壓力下成型和凝固而獲得鑄件的方法稱為壓力鑄造。常用的壓射比壓30~150MPa,充型時間0.01~0.2s。
1. 壓鑄機和壓鑄工藝過程
壓鑄是在壓鑄機上完成的,壓鑄機根據(jù)壓室工作條件不同,分為冷壓室壓鑄機和熱壓室壓鑄機兩類。熱壓室壓鑄機的壓室與坩堝連成一體,而冷壓室壓鑄機的壓室是與坩堝分開的。冷壓室壓鑄機又可分為立式和臥式兩種,目前以臥式冷壓室壓鑄機應(yīng)用較多,其工作原理如圖2-43所示。
圖2-43 壓力鑄造
壓鑄鑄型稱為壓型,分為定型、動型。將定量金屬液澆入壓室,柱塞向前推進,金屬液經(jīng)澆道壓入壓鑄模型腔中,經(jīng)冷凝后開型,由推桿將鑄件推出,完成壓鑄過程。冷壓室壓鑄機,可用于壓鑄熔點較高的非鐵金屬,如銅、鋁和鎂合金等。
2. 壓力鑄造的特點及其應(yīng)用
1) 優(yōu)點
(1) 壓鑄件尺寸精度高,表面質(zhì)量好,尺寸公差等級為IT10~IT12,表面粗糙度Ra值為3.2~0.8mm,可不經(jīng)機械加工直接使用,而且互換性好。
(2) 可以壓鑄壁薄、形狀復(fù)雜以及具有直徑很小的孔和螺紋的鑄件,如鋅合金的壓鑄件最小壁厚可達0.8mm,最小鑄出孔徑可達0.8mm、最小可鑄螺距達0.75mm,還能壓鑄鑲嵌件。
(3) 壓鑄件的強度和表面硬度較高。壓力下結(jié)晶,加上冷卻速度快,鑄件表層晶粒細密,其抗拉強度比砂型鑄件高25%~40%,但延伸率有所下降。
(4) 生產(chǎn)率高,可實現(xiàn)半自動化及自動化生產(chǎn)。每小時可壓鑄幾百個零件,是所有鑄造方法中生產(chǎn)率最高的。
2) 缺點
氣體難以排出,壓鑄件易產(chǎn)生皮下氣孔,壓鑄件不能進行熱處理,也不宜在高溫下工作;金屬液凝固快,厚壁處來不及補縮,易產(chǎn)生縮孔和縮松;設(shè)備投資大,鑄型制造周期長、造價高,不宜小批量生產(chǎn)。
3) 應(yīng)用
生產(chǎn)鋅合金、鋁合金、鎂合金和銅合金等鑄件;在汽車、拖拉機、儀表和電子儀器、農(nóng)業(yè)機械、國防工業(yè)、計算機、醫(yī)療器械等制造行業(yè)應(yīng)用較廣。