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壓鑄簡介
壓鑄是一種利用高壓強(qiáng)制將金屬熔液壓入形狀復(fù)雜的金屬模內(nèi)的一種精密鑄造法。在1964年，日本壓鑄協(xié)會對于壓鑄定義為“在高溫將熔化合金壓入精密鑄模，在短時間內(nèi)大量生產(chǎn)高精度而鑄面優(yōu)良的鑄造方式”。美國稱壓鑄為Die Casting，英國則稱壓鑄為Pressure Die Casting，而國內(nèi)一般業(yè)者所熟悉的是日本的說法，稱為壓鑄。經(jīng)由壓鑄法所制造出來的鑄件，則稱為壓鑄件（Die castings）。
這些材料的抗拉強(qiáng)度，比普通鑄造合金高近一倍，對于鋁合金汽車輪轂、車架等希望用更高強(qiáng)度耐沖擊材料生產(chǎn)的部件，有更積極的意義。
壓鑄歷史
1838年，為了制造活字印刷的模具，人們發(fā)明了壓鑄設(shè)備。個與壓鑄有關(guān)的頒布于1849年，它是一種小型的，用來生產(chǎn)印刷機(jī)鉛字的手動機(jī)器。1885年奧托·默根特勒（Otto Mergenthaler）發(fā)明了Linotype排字機(jī)，這種機(jī)器能夠?qū)⒁徽形淖謮鸿T成一個單獨(dú)的鉛字，它給印刷界帶來了的革新。在印刷業(yè)進(jìn)入大規(guī)模工業(yè)化后，傳統(tǒng)的手壓字模已經(jīng)被壓鑄取代。1900年左右，鑄字排版進(jìn)入市場使得印刷業(yè)自動化技術(shù)進(jìn)一步提高，因此有的時候在報社內(nèi)能看見十多臺壓鑄機(jī)。隨著消費(fèi)產(chǎn)品的不斷增長，奧托的發(fā)明獲得了越來越多的應(yīng)用。人們可以利用壓鑄大批量地制造零部件產(chǎn)品。1966年，通用動力發(fā)明了精速密壓鑄工藝，這種工藝有時也被稱作雙沖頭壓鑄[1] 。
壓鑄壓鑄過程
傳統(tǒng)壓鑄工藝主要由四個步驟組成，或者稱做高壓壓鑄。這四個步驟包括模具準(zhǔn)備、填充、注射以及落砂，它們也是各種改良版壓鑄工藝的基礎(chǔ)。在準(zhǔn)備過程中需要向模腔內(nèi)噴上潤滑劑，潤滑劑除了可以幫助控制模具的溫度之外還可以有助于鑄件脫模。然后就可以關(guān)閉模具，用高壓將熔融金屬注射進(jìn)模具內(nèi)，這個壓力范圍大約在10到175兆帕之間。當(dāng)熔融金屬填充完畢后，壓力就會一直保持直到鑄件凝固。然后推桿就會推出所有的鑄件，由于一個模具內(nèi)可能會有多個模腔，所以每次鑄造過程中可能會產(chǎn)生多個鑄件。落砂的過程則需要分離殘渣，包括造?？?、流道、澆口以及飛邊。這個過程通常是通過一個特別的修整模具擠壓鑄件來完成的。其它的落砂方法包括鋸和打磨。如果澆口比較易碎，可以直接摔打鑄件，這樣可以節(jié)省人力。多余的造?？诳梢栽谌刍笾貜?fù)使用。通常的產(chǎn)量大約為67%。
高壓注射導(dǎo)致填充模具的速度非常快，這樣在任何部分凝固之前熔融金屬就可填充滿整個模具。通過這種方式，就算是很難填充的薄壁部分也可以避免表面不連續(xù)性。不過這也會導(dǎo)致空氣滯留，因?yàn)榭焖偬畛淠＞邥r空氣很難逃逸。通過在分型線上安放排氣口的方式可以減少這種問題，不過就算是非常精密的工藝也會在鑄件中心部位殘留下氣孔。大多數(shù)壓鑄可以通過二次加工來完成一些無法通過鑄造完成的結(jié)構(gòu)，例如鉆孔、拋光。
落砂完畢之后就可以檢查缺陷了，見的缺陷包括滯流（澆不滿）以及冷疤。這些缺陷可能是由模具或熔融金屬溫度不足、金屬混有雜質(zhì)、通氣口太少、潤滑劑太多等原因造成。其它的缺陷包括氣孔、縮孔、熱裂以及流痕。流痕是由澆口缺陷、鋒利的轉(zhuǎn)角或者過多的潤滑劑而遺留在鑄件表面的痕跡。
水基潤滑劑被稱作乳劑，是的潤滑劑類型，這是出于健康、環(huán)境以及安全性方面的考慮。不像溶劑型潤滑劑，如果將水中的礦物質(zhì)運(yùn)用合適的工藝去除掉，它是不會在鑄件中留下副產(chǎn)物的。如果處理水的過程不得當(dāng)，水中的礦物質(zhì)會導(dǎo)致鑄件表面缺陷以及不連續(xù)性。主要有四種水基潤滑劑：水摻油、油摻水、半合成以及合成。水摻油的潤滑劑是，因?yàn)槭褂脻櫥瑒r水在沉積油的同時會通過蒸發(fā)冷卻模具的表面，這可以幫助脫模。通常，這類潤滑劑的比例為30份的水混合1份的油。而在情況下，這個比例可以達(dá)到100：1。
可以用于潤滑劑的油包括重油、動物脂肪、植物脂肪以及合成油脂。重質(zhì)殘油在室溫下粘性較高，而在壓鑄工藝中的高溫下，它會變成薄膜。潤滑劑中加入其它物質(zhì)可以控制乳液粘度以及熱學(xué)性能。這些物質(zhì)包括石墨、鋁以及云母。其它化學(xué)添加劑可以避免灰塵以及氧化。水基潤滑劑中可以加入乳化劑，這樣油基潤滑劑就可以添加進(jìn)水中，包括肥皂、酒精以及環(huán)氧乙烷。
長久以來，通常使用的溶劑為基礎(chǔ)的潤滑劑包括柴油以及汽油。它們有利于鑄件脫出，然而每次壓鑄過程中會發(fā)生小型爆炸，這導(dǎo)致模腔壁上積累起碳元素。相比水基潤滑劑，溶劑為基礎(chǔ)的潤滑劑更為均勻。
壓鑄設(shè)備
壓鑄機(jī)主要可以分為熱室壓鑄機(jī)與冷室壓鑄機(jī)兩種不同的類型，區(qū)別在于它們能承受多大的力量，典型的壓力范圍在400到4000噸之間。
壓鑄熱室壓鑄
熱室壓鑄，有時也被稱作鵝頸壓鑄，它的金屬池內(nèi)是熔融狀態(tài)的液態(tài)、半液態(tài)金屬，這些金屬在壓力作用下填充模具。在循環(huán)開始時，機(jī)器的活塞處于收縮狀態(tài)，這時熔融態(tài)的金屬就可以填充鵝頸部位。氣壓或是液壓活塞擠壓金屬，將它填入模具之內(nèi)。這個系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)包括循環(huán)速度快（大約每分鐘可以完成15個循環(huán)），容易實(shí)現(xiàn)自動化運(yùn)作，同時將金屬熔化的過程也很方便。缺點(diǎn)則包括無法壓鑄熔點(diǎn)較高的金屬，同樣也不能壓鑄鋁，因?yàn)殇X會將熔化池內(nèi)的鐵帶出。因而，通常來說熱室壓鑄機(jī)用于鋅、錫以及鉛的合金。而且，熱室壓鑄很難用于壓鑄大型鑄件，通常這種工藝都是壓鑄小型鑄件。
壓鑄冷室壓鑄
當(dāng)壓鑄無法用于熱室壓鑄工藝的金屬時可以采用冷室壓鑄，包括鋁、鎂、銅以及含鋁量較高的鋅合金。在這種工藝中，需要在一個獨(dú)立的坩堝中先把金屬熔化掉[2] 。然后一定數(shù)量的熔融金屬被轉(zhuǎn)移到一個未被加熱的注射室或注射嘴中。通過液壓或者機(jī)械壓力，這些金屬被注入模具之中。由于需要把熔融金屬轉(zhuǎn)移進(jìn)冷室，這種工藝的缺點(diǎn)是循環(huán)時間很長。冷室壓鑄機(jī)還有立式與臥式之分，立式壓鑄機(jī)通常為小型機(jī)器，而臥式壓鑄機(jī)則具有各種型號。
壓鑄模具
壓鑄模具由兩部分組成，分別是覆蓋部分與活動部分，它們結(jié)合的部分則被稱為分型線。在熱室壓鑄中，覆蓋部分擁有澆口，而在冷室壓鑄中則為注射口。熔融金屬可以從這里進(jìn)入模具，這個部位的形狀同熱室壓鑄中的注射嘴或是冷室壓鑄中的注射室相匹配。活動部分通常包括推桿以及流道，所謂流道是澆口和模腔之間的通道，熔化的金屬通過這個通道進(jìn)入模腔。覆蓋部分通常連接在固定壓板或前壓板上，而活動部分則連接在可動壓板上。模腔被分成了兩個模腔鑲塊，它們是獨(dú)立的部件，可以通過螺栓相對容易地從模具上拆下或安裝。
模具是經(jīng)過特別設(shè)計的，當(dāng)打開模具后鑄件會留在活動部分內(nèi)。這樣活動部分的推桿就會把鑄件給推出去，推桿通常是通過壓板驅(qū)動的，它會準(zhǔn)確地用同樣大小的力量同時驅(qū)動所有的推桿，這樣才能保證鑄件不被損壞。當(dāng)鑄件被推出后，壓板收縮把所有的推桿收回，為下一次壓鑄做好準(zhǔn)備。由于鑄件脫模時仍然處于高溫狀態(tài)，只有推桿的數(shù)量足夠多，才能保證平均到每根推桿上的壓力足夠小，不至于損壞鑄件。不過推桿仍然會留下痕跡，因此必須仔細(xì)設(shè)計，讓推桿的位置不會對鑄件的運(yùn)作造成過多影響。
模具中的其它部件包括型芯滑板等。型芯是用來在鑄件上開孔或開口的部件，它們也能用來增加鑄件的細(xì)節(jié)。型芯主要有三種：固定、活動以及松散型。固定型芯的方向同鑄件脫出模具的方向平行，它們要么是固定的，要么性地連接在模具上?？蓜有托究梢圆贾迷诔嗣摮龇较蛞酝獾娜魏畏较蛏希T件凝固后打開模具之前，必須利用分離裝置把活動型芯從模腔內(nèi)拿出?；瑝K和活動型芯很接近，的區(qū)別在于滑塊可以用來制造倒凹表面。在壓鑄中使用型芯和滑塊會大幅增加成本。松散型芯也被稱作取出塊，可以用來制造復(fù)雜的表面，例如螺紋孔。在每個循環(huán)開始之前，需要先手動安裝滑塊，最后再同鑄件一起被推出。然后再取出松散型芯。松散型芯是昂貴的型芯，因?yàn)橹圃焖枰罅縿趧?，而且它會增加循環(huán)時間。
排出口通常又細(xì)又長（大約0.13毫米），因此熔融金屬可以很快冷卻減少廢棄物。在壓鑄工藝中不需要使用冒口，因?yàn)槿廴诘慕饘賶毫芨?，可以保證從澆口源源不斷地流入模具內(nèi)。
由于溫度的關(guān)系，對于模具來說最重要的材料特性在于抗熱振性以及柔軟性，其它的特征包括淬透性、切削性、抗熱裂性、焊接性、可用性（特別是對于大型模具）以及成本。模具壽命直接取決于熔融金屬的溫度以及每個循環(huán)的時間。用于壓鑄的模具通常是使用堅硬的工具鋼制造而成的，因?yàn)殍T鐵無法承受巨大的內(nèi)部壓力，所以模具價格昂貴，這也導(dǎo)致開模成本很高。在更高溫度下壓鑄的金屬需用使用更加堅硬的合金鋼。
壓鑄過程中會出現(xiàn)的主要缺陷包括磨損和侵蝕。其它缺陷包括熱裂以及熱疲勞。當(dāng)模具表面由于溫度變化太大出現(xiàn)缺陷時，就會產(chǎn)生熱裂。而使用次數(shù)太多后，模具表面出現(xiàn)的缺陷則會產(chǎn)生熱疲勞[3] 。
壓鑄壓鑄用的金屬
各種材料對應(yīng)的最小截面積以及最小拔模角如以下表格所列，最厚截面應(yīng)該低于13毫米[4] 。
金屬 | 最小截面積 | 最小拔模角 |
|---|---|---|
鋁合金 | 0.89 mm (0.035 in) | 1:100 (0.6°) |
黃銅以及青銅 | 1.27 mm (0.050 in) | 1:80 (0.7°) |
鎂合金 | 1.27 mm (0.050 in) | 1:100 (0.6°) |
鋅合金 | 0.63 mm (0.025 in) | 1:200 (0.3°) |
用于壓鑄的金屬主要包括鋅、銅、鋁、鎂、鉛、錫以及鉛錫合金，雖然壓鑄鐵很罕見，不過也是可行的。比較特殊的壓鑄金屬包括ZAMAK、鋁鋅合金以及美國鋁業(yè)協(xié)會的標(biāo)準(zhǔn)：AA380、AA384、AA386、AA390以及AZ91D鎂。各種金屬的壓鑄時的特點(diǎn)如下：
- 鋅：最容易壓鑄的金屬，制造小型部件時很經(jīng)濟(jì)，容易鍍膜，抗壓強(qiáng)度、塑性高，鑄造壽命長。
- 鋁：質(zhì)量輕、制造復(fù)雜和薄壁鑄件時尺寸穩(wěn)定性高，耐腐蝕性強(qiáng)，機(jī)械性能好，高導(dǎo)熱以及導(dǎo)電性，高溫下強(qiáng)度依然很高。
- 鎂：易于進(jìn)行機(jī)械加工，強(qiáng)度重量比高，常用壓鑄金屬中最輕。
- 銅：硬度高，耐腐蝕性強(qiáng)，常用壓鑄金屬中機(jī)械性能，抗磨損，強(qiáng)度接近鋼鐵。
- 鉛和錫：密度高，尺寸精度，可用作特殊防腐蝕部件。出于公共衛(wèi)生方面的考慮，這種合金不能用作食品加工、儲存設(shè)備。鉛錫銻的合金（有時也含一點(diǎn)銅）可以用來制造凸版印刷中的手工鉛字以及燙金。
使用鋁、銅、鎂和鋅進(jìn)行壓鑄的質(zhì)量上限分別為70磅（32千克）、10磅（4.5千克）、44磅（20千克）以及75磅（34千克）。
壓鑄優(yōu)缺點(diǎn)
壓鑄優(yōu)點(diǎn)
壓鑄的優(yōu)點(diǎn)包括，鑄件擁有優(yōu)秀的尺寸精度。通常這取決于鑄造材料，典型的數(shù)值為最初2.5厘米尺寸時.1毫米，每增加1厘米誤差增加0.002毫米。相比其它鑄造工藝，它的鑄件表面光滑，圓角半徑大約為1-2.5微米。相對于沙箱或者模鑄造法來說可以制造壁厚大約0.75毫米的鑄件。它可以直接鑄造內(nèi)部結(jié)構(gòu)，比如絲套、加熱元件、高強(qiáng)度承載面。其它一些優(yōu)點(diǎn)包括它能夠減少或避免二次機(jī)械加工，生產(chǎn)速度快、鑄件抗拉強(qiáng)度可達(dá)415兆帕、可以鑄造高流動性的金屬。
壓鑄缺點(diǎn)
壓鑄的缺點(diǎn)為成本很高。鑄造設(shè)備以及模具、模具相關(guān)組件相對其它鑄造方法來說都很貴。因此制造壓鑄件時生產(chǎn)大量產(chǎn)品才比較經(jīng)濟(jì)。其它缺點(diǎn)包括：這個工藝只適用于流動性較高的金屬，而且鑄造質(zhì)量必須介于30克與10千克之間[5] 。在通常的壓鑄中，最后鑄造的一批鑄件總會有孔隙。因而不能進(jìn)行任何熱處理或者焊接，因?yàn)榭p隙內(nèi)的氣體會在熱量作用下膨脹，從而導(dǎo)致內(nèi)部的微型缺陷和表面的剝離。
壓鑄特點(diǎn)
壓鑄
壓力鑄造簡稱壓鑄，是一種將熔融合金液倒入壓室內(nèi)，以高速充填鋼制模具的型腔，并使合金液在壓力下凝固而形成鑄件的鑄造方法。 壓鑄區(qū)別于其它鑄造方法的主要特點(diǎn)是高壓和高速。①金屬液是在壓力下填充型腔的，并在更高的壓力下結(jié)晶凝固，常見的壓力為15—100MPa。
②金屬液以高速充填型腔，通常在10—50米/秒，有的還可超過80米/秒，（通過內(nèi)澆口導(dǎo)入型腔的線速度—內(nèi)澆口速度），因此金屬液的充型時間極短，約0.01—0.2秒（須視鑄件的大小而不同）內(nèi)即可填滿型腔。
壓鑄是一種精密的鑄造方法，經(jīng)由壓鑄而鑄成的壓鑄件之尺寸公差甚小，表面精度甚高，在大多數(shù)的情況下，壓鑄件不需再車削加工即可裝配應(yīng)用，有螺紋的零件亦可直接鑄出。從一般的照相機(jī)件、打字機(jī)件、電子計算器件及裝飾品等小零件，以及汽車、機(jī)車、飛機(jī)等交通工具的復(fù)雜零件大多是利用壓鑄法制造的。
壓鑄失效形式
壓鑄損壞
壓鑄生產(chǎn)時，模具反復(fù)受激冷激熱的作用，成型表面與其內(nèi)部產(chǎn)生變形，相互牽扯而出現(xiàn)反復(fù)循環(huán)的熱應(yīng)力，導(dǎo)致組織結(jié)構(gòu)二損傷和喪失韌性，引發(fā)微裂紋的出現(xiàn)，并繼續(xù)擴(kuò)展，一旦裂紋擴(kuò)大，還有熔融的金屬液擠入，加上反復(fù)的機(jī)械應(yīng)力都使裂紋加速擴(kuò)展。 為此，一方面壓鑄起始時模具必須充分預(yù)熱。另外，在壓鑄生產(chǎn)過程中模具必須保持在一定的工作溫度范圍中，以免出現(xiàn)早期龜裂失效。同時，要確保模具投產(chǎn)前和制造中的內(nèi)因不發(fā)生問題。因?qū)嶋H生產(chǎn)中，多數(shù)的模具失效是熱疲勞龜裂失效。
壓鑄碎裂
在壓射力的作用下，模具會在弱處萌生裂紋，尤其是模具成型面上的劃線痕跡或電加工痕跡未被打磨光，或是成型的清角處均會出現(xiàn)細(xì)微裂紋，當(dāng)晶界存在脆性相或晶粒粗大時，即容易斷裂。而脆性斷裂時裂紋的擴(kuò)展很快，這對模具的碎裂失效是很危險的因素。為此，一方面凡模具面上的劃痕、電加工痕跡等必須打磨光，即使它在澆注系統(tǒng)部位，也必須打光。另外要求所使用的模具材料的強(qiáng)度高、塑性好、沖擊韌性和斷裂韌性均好。
壓鑄溶蝕
前面已講過，常用的壓鑄合金有鋅合金、鋁合金、鎂合金和銅合金，也有純鋁壓鑄的，Zn、Al、Mg是較活潑的金屬元素，它們與模具材料有較好的親和力，特別是Al易咬模。當(dāng)模具硬度較高時，則抗蝕性較好，而成型表面若有軟點(diǎn)，則對抗蝕性不利。
致使模具失效的因素很多，既有外因（例澆鑄溫度高低、模具是否經(jīng)預(yù)熱、水劑涂料噴涂量的多少、壓鑄機(jī)噸位大小是否匹配、壓鑄壓力過高、內(nèi)澆口速度過快、冷卻水開啟未與壓鑄生產(chǎn)同步、鑄件材料的種類及成分Fe的高低、鑄件尺寸形狀、壁厚大小、涂料類型等等）。也有內(nèi)因（例模具本身材質(zhì)的冶金質(zhì)量、坯料的鍛制工藝、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性、澆注系統(tǒng)設(shè)計的合理性、模具機(jī)（電加工）加工時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力、模具的熱處理工藝、包括各種配合精度和光潔度要求等）。 模具若出現(xiàn)早期失效，則需找出是哪些內(nèi)因或外因，以便今后改進(jìn)。 但在實(shí)際生產(chǎn)中，溶蝕僅是模具的局部地方，例內(nèi)澆口直接沖刷的部位（型芯、型腔）易出現(xiàn)溶蝕現(xiàn)象，以及硬度偏軟處易出現(xiàn)鋁合金的粘模。
壓鑄問題
壓鑄澆注排溢
對于冷室臥式壓鑄機(jī)上模具直澆道的要求：
① 壓室內(nèi)徑尺寸應(yīng)根據(jù)所需的比壓與壓室充滿度來選定，同時，澆口套的內(nèi)徑偏差應(yīng)比壓室內(nèi)徑的偏差適當(dāng)放大幾絲，從而可避免因澆口套與壓室內(nèi)徑不同軸而造成沖頭卡死或磨損嚴(yán)重的問題，且澆口套的壁厚不能太薄。澆口套的長度一般應(yīng)小于壓射沖頭的送出引程，以便涂料從壓室中脫出。
② 壓室與澆口套的內(nèi)孔，在熱處理后應(yīng)精磨，再沿軸線方向進(jìn)行研磨，其表面粗糙≤Ra0.2μm。
③ 分流器與形成涂料的凹腔，其凹入深度等于橫澆道深度，其直徑配澆口套內(nèi)徑，沿脫模方向有5°斜度。當(dāng)采用涂導(dǎo)入式直澆道時，因縮短了壓室有效長度的容積，可提高壓室的充滿度。
壓鑄模具要求
① 冷臥式模具橫澆道的入口處一般應(yīng)位于壓室上部內(nèi)徑2/3以上部位，以免壓室中金屬液在重力作用下過早進(jìn)入橫澆道，提前開始凝固。
② 橫澆道的截面積從直澆道起至內(nèi)澆口應(yīng)逐漸減小，為出現(xiàn)截面擴(kuò)大，則金屬液流經(jīng)時會出現(xiàn)負(fù)壓，易吸入分型面上的氣體，增加金屬液流動中的渦流裹氣。一般出口處截面比進(jìn)口處小10-30%。
③ 橫澆道應(yīng)有一定的長度和深度。保持一定長度的目的是起穩(wěn)流和導(dǎo)向的作用。若深度不夠，則金屬液降溫快，深度過深，則因冷凝過慢，既影響生產(chǎn)率又增加回爐料用量。
④ 橫澆道的截面積應(yīng)大于內(nèi)澆口的截面積，以保證金屬液入型的速度。主橫澆道的截面積應(yīng)大于各分支橫澆道的截面積。
⑤ 橫澆道的底部兩側(cè)應(yīng)做成圓角，以免出現(xiàn)早期裂紋，二側(cè)面可做出5°左右的斜度。橫澆道部位的表面粗糙度≤Ra0.4μm。
壓鑄內(nèi)澆口
① 金屬液入型后不應(yīng)立即封閉分型面，溢流槽和排氣槽不宜正面沖擊型芯。金屬液入型后的流向盡可能沿鑄入的肋筋和散熱片，由厚壁處向薄壁處填充等。
② 選擇內(nèi)澆口位置時，盡可能使金屬液流程最短。采用多股內(nèi)澆口時，要防止入型后幾股金屬液匯合、相互沖擊，從而產(chǎn)生渦流包氣和氧化夾雜等缺陷。
③ 薄壁件的內(nèi)澆口厚件要適當(dāng)小些，以保證必要的填充速度，內(nèi)澆口的設(shè)置應(yīng)便于切除，且不使鑄件本體有缺損（吃肉）。
壓鑄溢流槽
① 溢流槽要便于從鑄件上去除，并盡量不損傷鑄件本體。
② 溢流槽上開設(shè)排氣槽時，需注意溢流口的位置，避免過早阻塞排氣槽，使排氣槽不起作用。
③ 不應(yīng)在同一個溢流槽上開設(shè)幾個溢流口或開設(shè)一個很寬很厚的溢流口，以免金屬液中的冷液、渣、氣、涂料等從溢流槽中返回型腔，造成鑄件缺陷。
壓鑄設(shè)計
在滿足產(chǎn)品功能的前提下，合理設(shè)計壓鑄件，簡化壓鑄模結(jié)構(gòu)，降低壓鑄成本，減少壓鑄件缺陷和提高壓鑄件零件質(zhì)量。由于注塑加工工藝來源于鑄造工藝，因此壓鑄件設(shè)計指南在某些方面和塑膠件設(shè)計指南非常相似。詳細(xì)的壓鑄零件設(shè)計參考機(jī)械工業(yè)出版社出版的《面向制造和裝配產(chǎn)品設(shè)計指南》一書。
壓鑄圓角
（包括轉(zhuǎn)角） 鑄件圖上往往注明未注圓角R2等要求，我們在開制模具時切忌忽視這些未注明圓角的作用，決不可做成清角或過小的圓角。鑄造圓角可使金屬液填充順暢，使腔內(nèi)氣體順序排出，并可減少應(yīng)力集中，延長模具使用壽命。（鑄件也不易在該處出現(xiàn)裂紋或因填充不順而出現(xiàn)各種缺陷）。例標(biāo)準(zhǔn)油盤模上清角處較多，相對來說，目前兄弟油盤模開的，重機(jī)油盤的也較多。
壓鑄脫模斜度
在脫模方向嚴(yán)禁有人為造成的側(cè)凹（往往是試模時鑄件粘在模內(nèi)，用不正確的方法處理時，例鉆、硬鑿等使局部凹入）。
壓鑄粗糙度
成型部位、澆注系統(tǒng)均應(yīng)按要求認(rèn)真打光，應(yīng)順著脫模方向打光。由于金屬液由壓室進(jìn)入澆注系統(tǒng)并填滿型腔的整個過程僅0.01-0.2秒的時間。為了減少金屬液流動的阻力，盡可能使壓力損失少，都需要流過表面的光潔度高。同時，澆注系統(tǒng)部位的受熱和受沖蝕的條件較惡劣，光潔度越差則模具該處越易損傷。
5、 模具成型部位的硬度 鋁合金：HRC46°左右 銅：HRC38°左右 加工時，模具應(yīng)盡量留有修復(fù)的余量，做尺寸的上限，避免焊接。
壓鑄流動性
流動性是指合金液體充填鑄型的能力。流動性的大小決定合金能否鑄造復(fù)雜的鑄件。在鋁合金中共晶合金的流動性。
影響流動性的因素很多，主要是成分、溫度以及合金液體中存在金屬氧化物、金屬化合物及其他污染物的固相顆粒，但外在的根本因素為澆注溫度及澆注壓力（俗稱澆注壓頭）的高低。
實(shí)際生產(chǎn)中，在合金已確定的情況下，除了強(qiáng)化熔煉工藝（精煉與除渣）外，還必須改善鑄型工藝性（砂模透氣性、金屬型模具排氣及溫度），并在不影響鑄件質(zhì)量的前提下提高澆注溫度，保證合金的流動性。
壓鑄成形條件的注意事項:
壓鑄機(jī)、壓鑄合金與壓鑄模具是壓鑄生產(chǎn)的三大要素，缺一不可。所謂壓鑄工藝就是將這三大要素有機(jī)地加以綜合運(yùn)用，使能穩(wěn)定地有節(jié)奏地和高效地生產(chǎn)出外觀、內(nèi)在質(zhì)量好的、尺寸符合圖樣或協(xié)議規(guī)定要求的合格鑄件，甚至優(yōu)質(zhì)鑄件。
材料熔融溫度、壓射時模具溫度及熔液溫度;
最后對壓鑄成的制品狀況要進(jìn)行修整才能獲得*的制件。壓鑄模工作溫度的選擇原則:
1) 模具溫度過低,鑄件內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松,空氣排出困難,難以成型;
2) 模具溫度過高,鑄件內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密,但鑄件易“焊”附于模腔中,粘模不易卸出鑄件。同時過高的溫度會使模體本身膨脹,影響鑄件尺寸精度。
3) 模具溫度應(yīng)選擇在合適的范圍內(nèi),一般經(jīng)試驗(yàn)合適后,恒溫控制為好。壓鑄成形條件的注意事項 可以簡單歸納為以下兩方面:
* 材料熔融溫度、壓射時模具溫度及熔液溫度;
壓鑄工藝
壓力鑄造（簡稱壓鑄）的實(shí)質(zhì)是在高壓作用下，使液態(tài)或半液態(tài)金屬以較高的速度充填壓鑄型型腔，并在壓力下成型和凝固而獲得鑄件的方法。
特點(diǎn)
高壓和高速充填壓鑄型是壓鑄的兩大特點(diǎn)。它常用的壓射比壓是從幾千至幾萬kPa，甚至高達(dá)2×105kPa。充填速度約在10~50m/s，有些時候甚至可達(dá)100m/s以上。充填時間很短，一般在0.01~0.2s范圍內(nèi)。與其它鑄造方法相比，壓鑄有以下三方面優(yōu)點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)：
1. 產(chǎn)品質(zhì)量好
鑄件尺寸精度高，一般相當(dāng)于6~7級，甚至可達(dá)4級；表面光潔度好，一般相當(dāng)于5~8級；強(qiáng)度和硬度較高，強(qiáng)度一般比砂型鑄造提高25~30%，但延伸率降低約70%；尺寸穩(wěn)定，互換性好；可壓鑄薄壁復(fù)雜的鑄件。例如，當(dāng)前鋅合金壓鑄件最小壁厚可達(dá)0.3mm；鋁合金鑄件可達(dá)0.5mm；最小鑄出孔徑為0.7mm；最小螺距為0.75mm。
2.生產(chǎn)效率高
機(jī)器生產(chǎn)率高，例如國產(chǎn)JⅢ3型臥式冷空壓鑄機(jī)平均八小時可壓鑄600～700次，小型熱室壓鑄機(jī)平均每八小時可壓鑄3000~7000次；壓鑄型壽命長，一付壓鑄型，壓鑄鐘合金，壽命可達(dá)幾十萬次，甚至上百萬次；易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化。
3.經(jīng)濟(jì)效果優(yōu)良
由于壓鑄件尺寸精確，表泛光潔等優(yōu)點(diǎn)。一般不再進(jìn)行機(jī)械加工而直接使用，或加工量很小，所以既提高了金屬利用率，又減少了大量的加工設(shè)備和工時；鑄件價格便易；可以采用組合壓鑄以其他金屬或非金屬材料。既節(jié)省裝配工時又節(jié)省金屬。
壓鑄雖然有許多優(yōu)點(diǎn)，但也有一些缺點(diǎn)，尚待解決。
缺點(diǎn)
如：
1). 壓鑄時由于液態(tài)金屬充填型腔速度高，流態(tài)不穩(wěn)定，故采用一般壓鑄法，鑄件易產(chǎn)生氣孔，不能進(jìn)行熱處理；
2). 對內(nèi)凹復(fù)雜的鑄件，壓鑄較為困難；
3). 高熔點(diǎn)合金（如銅，黑色金屬），壓鑄型壽命較低；
4). 不宜小批量生產(chǎn)，其主要原因是壓鑄型制造成本高，壓鑄機(jī)生產(chǎn)效率高，小批量生產(chǎn)不經(jīng)濟(jì)。
壓鑄應(yīng)用范圍及發(fā)展趨勢
壓鑄是的金屬成型方法之一，是實(shí)現(xiàn)少切屑，無切屑的有效途徑，應(yīng)用很廣，發(fā)展很快。鑄件的尺寸和重量，取決于壓鑄機(jī)的功率。由于壓鑄機(jī)的功率不斷增大，鑄件形尺寸可以從幾毫米到1～2m；重量可以從幾克到數(shù)十公斤。國外可壓鑄直徑為2m，重量為50kg的鋁鑄件。
壓鑄件也不再局限于汽車工業(yè)和儀表工業(yè)，逐步擴(kuò)大到其它各個工業(yè)部門，如農(nóng)業(yè)機(jī)械、機(jī)床工業(yè)、電子工業(yè)、國防工業(yè)、計算機(jī)、醫(yī)療器械、鐘表、照相機(jī)和日用五金等幾十個行業(yè)，具體有:汽車零配件,家具配件,浴室配件(衛(wèi)浴),燈飾零件,玩具,須刨,領(lǐng)帶夾,電氣一電子零件,皮帶扣,表殼,金屬飾扣,鎖具,拉鏈.等。在壓鑄技術(shù)方面又出現(xiàn)了真空壓鑄、加氧壓鑄、精速密壓鑄以及可溶型芯的應(yīng)用等新工藝。
將會對我國壓鑄行業(yè)有一個很好的促進(jìn)作用。
壓鑄發(fā)展
壓鑄鑄件的生產(chǎn)，需要依靠壓鑄機(jī)器設(shè)備才能完成，壓鑄機(jī)器是壓鑄件生產(chǎn)的基礎(chǔ)，壓鑄設(shè)備的技術(shù)水平?jīng)Q定著壓鑄鑄件的質(zhì)量和水平，所以要想促進(jìn)壓鑄件行業(yè)發(fā)展就必須優(yōu)先發(fā)展壓鑄件設(shè)備。我國是壓鑄鑄件大國，但是在生產(chǎn)技術(shù)水平以及行業(yè)設(shè)備方面還有待提高，我國的十二五規(guī)劃明確指出鑄造行業(yè)發(fā)展的主要任務(wù)是：優(yōu)先發(fā)展重大技術(shù)設(shè)備，其中有“大噸位壓鑄機(jī)鑄造單元”，目標(biāo)是為壓鑄企業(yè)技術(shù)升級提供裝備支持。壓鑄技術(shù)設(shè)備的發(fā)展，將有助于壓鑄機(jī)械設(shè)備水平的提高，從而提高鑄件的品質(zhì)和技術(shù)水平，促進(jìn)鑄件業(yè)發(fā)展。
壓鑄現(xiàn)狀
目前，我國壓鑄行業(yè)的競爭仍不規(guī)范，這將對壓鑄行業(yè)發(fā)展造成影響，主要問題包括：一、部分經(jīng)營者購買無廠名廠址的壓鑄，打印廠家的及合格證，對合格壓鑄企業(yè)的聲譽(yù)造成嚴(yán)重危害。二、翻新壓鑄，部分經(jīng)營者通過對廢舊壓鑄重新油漆后第二次銷售，給工程質(zhì)量帶來嚴(yán)重的安壓鑄隱患。
歐美等國家的壓鑄產(chǎn)業(yè)是以質(zhì)量、合理利益、為用戶服務(wù)、建立企業(yè)信譽(yù)為宗旨，組織、教育員工，管理企業(yè)，以每個壓鑄計劃項目，并以其生產(chǎn)過程為控制與管理單元，以控制、保證每個壓鑄的質(zhì)量與性能。這些因素造成了國內(nèi)行業(yè)與這些發(fā)達(dá)國家還存在較大的差距。
隨著壓鑄產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移到我國，不僅擴(kuò)大了我國壓鑄行業(yè)的產(chǎn)能，也為提高我國的壓鑄產(chǎn)業(yè)的整體水平，提高我國壓鑄產(chǎn)業(yè)的度，提高我國產(chǎn)品的國際。但是，由于我國的壓鑄產(chǎn)品在發(fā)展過程中，忽略了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)能等方面的問題，我國的壓鑄產(chǎn)業(yè)陷入了停滯不前的困境。
截至目前，中國的壓鑄企業(yè)整體上的營銷水平還處于世界的初級階段，沒有建立品牌，沒有技術(shù)創(chuàng)新能力，更談不上對產(chǎn)業(yè)鏈的控制。對于我國的壓鑄產(chǎn)業(yè)，只有改變思路、創(chuàng)新發(fā)展、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)才能逐漸走出困境，使得我國壓鑄產(chǎn)業(yè)更好發(fā)展。
參考資料
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