压铸工艺培训教程 2004年 9月·压铸工艺培训讲义 一. 概述 压力铸造是近代金属加工工艺中发展较快的一种少无切削的特种铸造方法。 它是将熔融金属在高压高速下充填铸型，并在高压下结晶凝固形成铸件的过程。 高压高速是压力铸造的主要特征。常用的压力为数十兆帕，填充速度（内浇口速 度）约为 16～80米/秒，金属液填充模具型腔的时间极短，约为 0.01～0.2秒。 由于用这种方法生产产品具有生产效率高，工序简单，铸件...
讲义 一. 概述 压力铸造是近代金属加工工艺中发展较快的一种少无切削的特种铸造方法。 它是将熔融金属在高压高速下充填铸型，并在高压下结晶凝固形成铸件的过程。 高压高速是压力铸造的主要特征。常用的压力为数十兆帕，填充速度（内浇口速 度）约为 16～80米/秒，金属液填充模具型腔的时间极短，约为 0.01～0.2秒。 由于用这种方法生产产品具有生产效率高，工序简单，铸件公差等级较高， 表面粗糙度好，机械强度大，可以省去大量的机械加工工序和设备，节约原材料 等优点，所以现在已经成为我国铸造业中的一个重要组成部分。 二. 压铸过程中的主要参数 在压力铸造的整一个完整的过程中，压力起到了主导作用。熔融金属不仅在压力作用 下充满压室进入浇注系统，而填充又在压力作用下凝固成型。在压射过程中各个 阶段，随着冲头位置的移动，压力也出现不同的变化，这个变化规律都会对铸件 质量产生重大影响。因此我们应对压铸过程中压力的作用与变化要有一个感性认 识，这也是压铸技术的理论基础。 现以常用的卧式冷室压铸机为例，来逐步描绘出压射过程中，随着冲头位置 的移动和压力之间的变化规律。 首先要说明的是在以下各阶段图形中，左图表示压射的过程，右上图表示每 一个位移阶段相应的压力变化值，右下图为相应的压射冲头位移曲线 页m 2004年 9月·压铸工艺培训讲义 现将图中各阶段的详细的细节内容说明如下： 图（a），起始阶段，金属液开始浇入压室，准备压射。 图（b），第Ⅰ阶段，压射冲头慢速移动越过浇料口，金属液受到冲头的推动， 由于速度较慢，压室中不产生浪涌，故金属液不致从浇口中溅出，这样的情况也是 在起始压射阶段所
的。这时推动金属液的压力为P0。其作用有二，即克服压 射油缸中活塞在移动时的摩擦力和冲头与压室之间的摩擦力。冲头越过浇料口的 这段距离为S1，称为慢速封口阶段。 图（c），第Ⅱ阶段，压射冲头以高于第Ⅰ阶段的速度向前运动，此时金属液 充满整个压室前端，聚集到内浇口前沿之处，与这一阶段速度响应的压力上升值 达到P1，冲头在这一阶段所运动的距离为S2，称为金属液堆积阶段。在这一阶段 金属液到达内浇口前沿的一瞬间，由于内浇口为整个浇注系统中的截面最小，对 金属液的阻力最大，压射压力因而升高。其升高值以能够足以突破内浇口处的阻 力为止。 图（d），第Ⅲ阶段，从这一阶段开始，其压射压力由于受到内浇口处阻力的 影响升高至P2，而此时的冲头速度将要求达到调定的运动速度，以高速推动金属 液通过内浇口进入型腔，这种冲头速度通称为压射速度，而这一阶段冲头的运动 距离为S3，称为填充阶段。 图（e），第Ⅳ 阶段，这一阶段是按照压射缸所调定的压力，使铸件在凝固 阶段进一步致密的最终加压。其最终压力的大小，取决于压铸机压射系统的性能。 有两种情况可以解释，当压射系统无增压机构时，其最终压力的上升为P3，但当 压射系统中带有增压机构时，其最终的增压压力可以从P3上升至P4，这一阶段压 射冲头只前移一段极短的距离S4，从上图中可清楚地看到。这一阶段称为增压压 实阶段。 以上所述，如果按照压射各个阶段来划分的话，可以称作为四级压射系统， 对于现代化的压铸机而言，多数按以上要求做设计。各阶段速度的变化，可以 根据铸件的种类和要求做调节，并可在监视设备上进行显示、储存和记录各阶 段最合理的变化，以达到稳定生产的目的。至于通常所称的三级压射系统，则是 将四级压射系统中的第Ⅱ阶段和第Ⅲ阶段合并为一个阶段而加以命名的。 三. 压铸工艺 压铸工艺是将压铸机、压铸模和合金三大要素有机地组合而加以综合运用的 过程。而压铸时金属按填充型腔的过程，是将压力、速度、温度以及时间等工艺 因素得到统一的过程。同时，这些工艺因素又相互影响，相互制约，并且相辅相 第 2 页 共 25 页 ww w. bz fxw .co m 2004年 9月·压铸工艺培训讲义 成。只有正确选择和调整这一些因素，使之协调一致，才可以获得预期的结果。因此， 在压铸过程中不仅要重视铸件结构的工艺性，压铸模的先进性，压铸机性能和结 构优良性，压铸合金选用的适应性和熔炼工艺的规范性；更应重视压力、温度和 时间等工艺参数对铸件质量的及其重要的作用。在压铸过程中应重视对这些参数进行有 效的控制。 （一）压力 压力的存在是压铸工艺区别其他铸造方法的主要特征。 1. 压射力 压射力是压铸机压射机构中推动压射活塞运动的力。它是反映压铸机功能的 一个主要参数。 压射力的大小，由压射缸的截面积和工作液的压力所决定。压射力的计算公 式如下： P压射力＝P压射油缸×π×D2/4 式中：P压射力－压射力（N－牛） P压射油缸－压射油缸内工作液的压力（Pa－帕） D－压射缸的直径（m－米） π＝3.1416 2. 比压 压室内熔融金属在单位面积上所受的压力称为比压。比压也是压射力与压室 截面积的比值关系换算的结果。其计算公式如下： P比压＝P压射力/F压室截面积 式中：P比压－比压（Pa－帕） P压射力－压射力（N－牛） F压室截面积－压室截面积（m2－米2） 即F压室截面积＝πD2/4 式中D（m－米）为压室直径 π＝3.1416 3. 压力的作用 （1）比压对铸件机械性能的影响 比压增大，结晶细，细晶层增厚，由于填充特性改善，表面上的质量提高，气孔 影响减轻，从而抗拉强度提高，但延伸率有所降低。 （2）对填充条件的影响 合金熔液在高比压作用下填充型腔，合金温度上升，流动性改善，有利于铸 件质量的提高。 4. 比压的选择 第 3 页 共 25 页 ww w. bz fxw .co m 2004年 9月·压铸工艺培训讲义 （1）根据铸件的强度要求考虑 将铸件分为有强度要求的和一般要求的两类，对于有强度要求的，应该具有 良好的致密度。这是应该采用高的增压比压。 （2）根据铸件壁厚考虑 在一般情况下，压铸薄壁铸件时，型腔中的流动阻力较大，内浇口也采用较 薄的厚度，因此具有大的阻力，故要有较大的填充比压，才能保证达到需要的内 浇口速度。 对于厚壁铸件，一方面选定的内浇口速度较低，并且金属的凝固时间较长， 可以采用较小的填充比压；另一方面，为了使铸件具有一定的致密度，还需要有 足够的增压比压才能满足要求。 对于形状复杂的铸件，填充比压应选用高一些。此外，如合金的类别，内浇 口速度的大小，压铸机合模能力的功率及模具的强度等，都应作适当考虑。 填充比压的大小，主要根据选定的内浇口速度计算得到。 至于增压比压的大小，根据合金类别，可参考下表数值选用。当型腔中排气 条件良好，内浇口厚度与铸件壁厚的比值适当的情况下，可选用低的增压比压。 而排气条件愈差，内浇口厚度与铸件壁厚比值愈小时，则增压比压应愈高。 推荐选用增压比压范围表 零件类型 铝合金 锌合金 黄铜 承受轻负荷的零件 30～40MPa 13～20MPa 30～40MPa 承受较大负荷的零件 40～80MPa 20～30MPa 40～60MPa 气密性面大壁薄零件 80～120MPa 25～40MPa 80～100MPa 锌合金以热室压铸机为主 5. 胀型力和锁模力 压铸过程中，填充结束并转为增压阶段时，作用于正在凝固的金属上的比压 （增压比压），通过金属（铸件浇注系统、排溢系统）传递型腔壁面，此压力称 为胀型力（又称反压力）。 当胀型力作用在分型面上时，便为分型面胀型力，而作用在型腔各个侧壁方 向时，则称为侧面胀型力。胀型力可用下式表示： P胀型力＝P比压×A投影面积 式中：P胀型力－胀型力（N－牛） P比压－增压比压（Pa－帕） A投影面积－承受胀型力的投影面积（m2-米2） 第 4 页 共 25 页 ww w. bz fxw .co m 2004年 9月·压铸工艺培训讲义 通常情况下必须使锁模力大于计算得到的胀型力。否则，在金属液压射时， 模具分型面会胀开，从而产生金属飞溅，并使型腔中的压力无法建立，造成铸件 尺寸公差难以保证，甚至难以成型。 锁模力（即合模力）是选用压铸机时首先要确定的重要参数。一般应满足下 面公式的要求： P锁模力≥ K×P胀型力 式中：P锁模力－压铸机的锁模力（N－牛） K－安全系数（一般取 K＝1.3） P胀型力－胀型力（N－牛） (二)压射速度 压射过程中，压射速度受压力的直接影响，又与压力共同对铸件内部质量、 表面质量和轮廓清晰程度起着重要的作用。 生产中，速度的表示通常为冲头速度（压射速度）和内浇口速度两种。 1. 压射速度 压室内的压射冲头推动金属移动时的速度称为压射速度（又称为冲头速度）。 而压射速度分为两级，Ⅰ级压射速度亦称为慢压射速度，这级速度是指冲头起始 动作直至冲头将室内的金属送入内浇口之前的运动速度，在这一阶段中要求将压 室中的金属液充满压室，在既不过多地降低合金液温度又有利于排除压室中的气 体的原则下，该阶段速度应尽量低，一般为 0.3米/秒。Ⅱ级压射速度又称快压射 速度。这个速度由压铸机的特性所决定。压铸机所给定的最高压射速度一般在 4～5 米/秒范围内，旧式的压铸机压射速度较低，而近代的压铸机则较高，甚至 达到 9米/秒。 （1）快压射速度的作用和影响 提高压射速度，动能转化为热能，提高了合金熔液的流动性，有利于消除流 痕、冷隔等缺陷，提高了机械性能和表面质量；但速度过快时，合金熔液雾状与 气体混合，产生严重涡流包气，机械性能下降。 （2）快压射速度的选择考虑因素 ①压铸合金的特性：熔化潜热、合金的比热、导热性和凝固温度范围。 ②模具温度高时，压射速度可适当减低，在考虑到模具热传导状况，模具设 计结构和制造质量，以及提高模具寿命，亦可适当限制压射速度。 ③铸件质量要求：表面质量要求高和薄壁复杂件，采用较高的压射速度。 2. 内浇口速度 熔融金属在冲头移动作用下，经过横浇道到达内浇口，然后填充型腔，当机 器的压射系统性能优良时，熔融金属通过内浇口的速度可以认为不变（或变化很 第 5 页 共 25 页 ww w. bz fxw .co m 2004年 9月·压铸工艺培训讲义 小），这个不变的速度，即熔融金属通过内浇口导入型腔的线速度，便称为内浇 口速度，通常采用的内浇口速度范围为 15～70米/秒。 熔融金属在通过内浇口后，进入型腔各部分流动（填充）时，由于型腔的形 状和厚度（铸件的壁厚），模具热状态（温度场分布）等各种因素的影响，流动 的速度随时在发生变化，这种变化的速度称为填充速度。 通常在工艺参数上只选定不变的速度来衡量，所以内浇口速度就是重要的工 艺参数之一。 内浇口速度的高低与铸件机械性能的影响极大，内浇口速度太低，铸件强度 下降；速度提高，强度上升；速度过高强度又下降。 3. 冲头速度（压射速度）与内浇口速度（填充速度）的关系 根据连续性原理，内浇口速度和压射速度的关系可由下式表示： V内浇口＝F压射室×V压射/F内浇口 式中：V内浇口－内浇口速度（m/s－米/秒） F压射室－压射室截面积（cm2－厘米2） V压射－压射速度（m/s－米/秒） F内浇口－内浇口截面积（cm2－厘米2） 因此，冲头压射速度越高，则金属流经内浇口速度越高。 4. 速度的选择 在压铸生产中，速度与压力共同对铸件内在质量，表面要求和轮廓清晰度起 着重要作用。 综上所述，如果对压铸件的机械性能，如抗拉强度和致密性提出了高的要求， 则不应选用过大的内浇口速度，这样能降低由于紊流动所造成的涡流，这个涡流 含有空气和由涂料挥发的气体。随着卷入涡流内的空气和蒸汽的增多，压铸件组 织内部呈多孔性，机械性能明显变坏。 如果压铸件结构是复杂的薄壁零件，并对其表面质量提出了较高的要求，应 选用较高的压射速度和内浇口速度，完全是必要的。 根据铸件的不同情况，可按下表的推荐值选用，核算出压射速度，进行试压 修正。 浇注系统各个部位填充速度推荐值表 部位 直浇道 横浇道 内浇口 填充速度(m/s) 15～25 20～35 30～60 第 6 页 共 25 页 ww w. bz fxw .co m 2004年 9月·压铸工艺培训讲义 推荐的铸件平均壁厚与内浇口速度的关系表 铸件平均壁厚 (mm) 内浇口速度(m/s) 铸件平均壁厚 (mm) 内浇口速度(m/s) 1 46~55 5 32~40 1.5 44~53 6 30~37 2 42~50 7 28~34 2.5 40~48 8 26~32 3 38~46 9 24~29 3.5 36~44 10 24~27 4 34~42 内浇口速度与压射速度、压室直径和内浇口截面积有关，可通过以下方面调 整： （1）调整压射冲头速度 （2）更换压射室直径 （3）改变内浇口截面积 （三）压射行程 根据压铸填充过程各个阶段的冲头位移－压力曲线图可知，压射冲头移动总 共分为五个阶段。其中第Ⅰ阶段（慢速封口阶段）加上第Ⅱ阶段（金属液堆积阶 段）的压射冲头的位移量通常称为慢压射行程。第Ⅲ阶段（填充阶段）的压射冲 头的位移量通常称为快压射行程。第Ⅳ阶段（增压压实阶段）的压射冲头位移量 通常称为增压压实行程。 特别要提及的是，铸件气孔中的气体来源于合金液、模具型腔、压射室及涂 料。但在正常规范的生产中铸件气孔中的气体主要来源于模具型腔和压射室，模 具型腔主要靠合理的浇注系统和溢流排气系统来最大程度地减少气体进入铸件 并使之排出模外，而压射室中的气体是靠调整压射行程来控制压射冲头快速填充 位移的起点，也就是慢压射行程的终点，使合金液以慢速充满压室前端堆积于内 浇口前沿，从而最大程度地减少气体被合金液卷入而带入模具型腔，达到最大程 度地减少铸件中的气孔，提高铸件的内部质量。而在正常生产中铸件气孔中的气 体主要来源于压射室。所以，在压铸过程中对压射行程的控制是非常必要的。 第 7 页 共 25 页 ww w. bz fxw .co m 2004年 9月·压铸工艺培训讲义 压射行程的计算： L快＝G/γ/F压室 式中：L快－快压射行程（cm－厘米） G－进入内浇口所有合金的重量（铸件重量＋溢渣包重量）（g－克） γ－合金的液态密度（g/cm3－克/厘米3） 铝合金的液态密度γ＝2.4g/cm3 F压室－压射室截面积（cm2－厘米2） 压铸机快压行程的调整位置的计算： L快压起点＝L冲头伸出＋L料饼厚＋L快 式中：L快压起点－快压行程开关距冲头跟随终点行程开关的距离（cm－厘米） L冲头伸出－冲头跟随伸出模具分型面的距离（cm－厘米） L料饼厚－铸件浇注系统中余料饼的厚度（cm－厘米） L快－快压射行程（cm－厘米） （四）温度 压铸过程中，温度对填充过程的热状态，以及操作的效率等方面起着重要的 作用。压铸中所指的温度是指浇注温度和模具温度。温度控制是获得优良铸件的 重要因素。 1. 浇注温度 熔融金属的浇注温度是指它自压室进入型腔时的平均温度。由于对压室内的 金属液的温度测量不方便，一般以保温炉的温度表示。 （1）浇注温度的作用和影响 ①气体在合金中溶解度，随温度的升高而增大，其熔解金属中的气体，在压 铸过程中难以析出，对塑性是有影响的。 ②含铁量随合金温度升高而增加，使流动性降低，结晶粗大，性能恶化。 ③铝合金随温度升高氧化加剧，氧化夹杂物增多，使合金性能恶化。因此合 金过热，易产生缩孔、裂纹、气孔、氧化夹杂物，故机械性能降低。合金 温度过低，也会产生成分不均匀，流动性差，影响填充条件，产生缺陷。 ④合金温度对填充流态有直接影响。浇注温度过高，又高速的作用下，易产 生紊流、涡流包气。 （2）合金浇注温度选择 通常在保证“成型”和所要求表面质量的前提下，尽可能采用低的温度。浇 注温度一般高于压铸合金的液相线℃。推荐压铸合金的浇注温度如 下表。 第 8 页 共 25 页 ww w. bz fxw .co m 2004年 9月·压铸工艺培训讲义 压铸合金浇注温度推荐值表 合金类别 锌合金 铝合金 镁合金 铜合金 浇注温度℃ 410～450 610～700 640～700 900～980 2. 模具温度 在压铸过程中，模具需要一定的温度，模具的温度是压铸工艺中又一重要的 因素，它对提高生产效率和获得优质铸件有着重要的作用。 （1）模具温度的作用和影响 ①在填充过程中，模温对液流温度、粘度、流动性、填充时间和填充流态等 均有较大影响。模温过低时，表层冷凝后又被高速液流破碎，产生表层缺 陷，甚至不能“成型”，模温过高时，虽有利于获得光洁的铸件表面，但易 出现收缩凹陷。 ②模温对合金液冷却速度、结晶状态、收缩应力均有明显影响。模温过低时， 收缩应力增大，铸件易产生裂纹。 ③模温对模具寿命影响甚大，激烈的温度变化，形成复杂的应力状态，频繁 的应力交变导致模具龟裂。 ④模温对铸件尺寸公差的影响，模温稳定，则铸件尺寸收缩率也相应稳定， 尺寸公差等级也得以提高。 （2）影响模具温度的主要因素 ①合金浇注温度、浇注量、热容量和导热性。 ②浇注系统和溢流槽的设计，用以调整热平衡状态。 ③压射比压和压射速度。 ④模具设计，模具体积大，热容量大，模温波动较小。模具材料导热性愈好， 温度分布较均匀有利于改善热平衡。 ⑤模具合理预热，提高初温，有利于改善热平衡，提高模具寿命。 ⑥生产频率越快，模温升高，在一定范围内对铸件和模具寿命都是有利的。 ⑦模具润滑起到隔热和散热作用。 （3）模具温度对机械性能的影响 模具温度提高，改善了填充条件，使机械性能得到提高。模温过高，合金冷 却温度降低，细晶层厚减薄，晶粒较粗大，故强度有所下降。 为此，要获得质量稳定的优质铸件，必须将模具温度严格控制在最佳的工艺 范围内。这就必须应用模具冷却加热装置，以保证模具在恒定温度范围内工作。 第 9 页 共 25 页 ww w. bz fxw .co m 2004年 9月·压铸工艺培训讲义 （4）模具温度的选择与控制 ①模具温度的选择 模具温度的选择，应根据铸件的形状大小和结构特点，合金的性质与浇注 条件等各个方面的因素综合考虑。推荐的模具的预热温度及工作温度如下表所 示。 推荐的模具工作温度表 合金类别 模具预热温度（℃） 模具工作温度（℃） 锌合金 120～160 160～200 镁合金 150～180 180～250 铝合金 150～180 180～260 铜合金 200～250 250～300 ②模具温度的控制 为了保证压铸生产过程的正常连续进行，模具工作温度应保持在一定的范 围内，就必须使模具处于热平衡的状态下。模具热平衡指的是，在每一个压铸循 环中，熔融金属传给模具的热量，应等于模具传走的热量和冷却及加热装置所传 走的热量。 模具温度控制可采用专制的，采用不燃油作介质的模具加热冷却装置系统。 但大多数目前还是采用在模具上开设水冷却和电加热装置来进行模具的温度控 制。 （五）时间 压铸工艺上的“时间”是填充时间，增压建压时间，持压时间及留模时间。 这些“时间”都是压力、速度、温度这三个因素，再加上熔融金属的物理特性， 铸件结构（特别是壁厚），模具结构（尤其是浇注系统和溢流系统）等各方面的 综合结果。时间是一个多元复合的因素，但它与上述各因素有着密切的关系。因 此，“时间”在压铸工艺上是至关重要的。 1. 填充时间 熔融金属在压力作用下开始进入型腔直到充满的过程所需的时间称为填充 时间。 填充时间是压力、速度、温度、模具的浇注与溢流系统的特点，合金的性质， 以及铸件结构（壁厚）等多种因素结合以后所产生的结果。因而，也是填充过程 中各种因素相互协调程度的综合反映。 填充时间以熔融金属尚未凝固而填充完成为原则，填充时间的选择按下表： 第 10 页 共 25 页 ww w. bz fxw .co m 2004年 9月·压铸工艺培训讲义 铸件的平均壁厚与填充时间的推荐值表 铸件平均壁厚 （mm） 填充时间（s） 铸件平均壁厚 （mm） 填充时间（s） 1 0.010～0.014 5 0.048～0.072 1.5 0.014～0.020 6 0.056～0.084 2 0.018～0.026 7 0.066～0.100 2.5 0.022～0.032 8 0.076～0.116 3 0.028～0.040 9 0.088～0.138 3.5 0.034～0.050 10 0.100～0.160 4 0.040～0.060 按表选用时还应考虑下列情况： ①合金浇注温度高时，填充时间可选长些。 ②模具温度高时，填充时间可选长些。 ③铸件厚壁部分离内浇口远时，填充时间可选长些。 ④熔化潜热和比热高的合金，填充时间可选长些。 2. 增压建压时间 增压建压时间是指熔融金属在充型过程中的增压阶段，从充满型腔的瞬时开 始，直至增压压力达到预定值所需建立起来的时间。也就是压射比压上升到增压 比压建立起来所需的时间。 3. 持压时间 熔融金属充满型腔后，使熔融金属在增压比压作用下凝固的这段时间，称为 持压时间。 持压作用是使压射冲头将压力通过还未凝固的余料、浇口部分的金属传递到 型腔，使正在凝固的金属在高压下结晶，从而获得致密的铸件。 持压时间的选择，按下列因素考虑： ①压铸合金的特性：压铸合金结晶范围大，持压时间应选得长些。 ②铸件壁厚：铸件平均壁厚厚度大，持压时间可选得长些。 ③浇注系统：内浇口厚，持压时间可选得长些。 第 11 页 共 25 页 ww w. bz fxw .co m 2004年 9月·压铸工艺培训讲义 推荐常用的比压时间表（s） 铸件壁厚（mm） 合金
6mm 锌合金 5～10 7～12 20～25 铝合金 7～12 10～15 25～30 镁合金 7～12 10～15 25～30 铜合金 8～15 15～20 25～30 综上所述，压铸生产中的工艺参数压力、速度、温度、时间选择可按下列原 则： ①铸件壁越厚，结构越复杂，压射力越大。 ②铸件壁越薄，结构越复杂，压铸速度越快。 ③铸件壁越厚，持压留模时间需越长。 ④铸件壁越薄，结构越复杂，模温浇温需越高。 （六）压室的充满度 通过对各种工艺因素的
，并根据机器提供的规格，初步选定了压室直径 后，还应考虑压室的容量，而浇入压室的金属液量占压室总容量的程度称为压室 的充满度，通常以百分率计。 第 12 页 共 25 页 ww w. bz fxw .co m 2004年 9月·压铸工艺培训讲义 充满度对于卧式冷室压铸机有着特殊的意义。因为，卧式冷室压铸机的压室 在浇入金属液后，并不是完全充满而只在金属液上方留有一定的空间。这个空间 占有的体积越大，存有空气越多，这对于填充型腔时的气体量有很大的影响。其 次，充满度小，合金液在压室内激冷度过大，对填充也不利。另外，压室充满度 也不应过小，以免上部空间过大。故一般充满度应控制在 80％～40％范围内， 而以 75％左右为最适宜。 （七）压铸涂料 压铸过程中，在机器的压室和冲头的配合面、模具型腔表面、浇道表面、活 动部分的配合部位（如抽芯机构、顶出机构、导柱及导套等）都必须根据工艺要 求喷上或涂上不同的材料，统称压铸涂料。 1. 涂料的作用 ①高温条件下拥有非常良好的润滑性。 ②减少填充过程瞬间的热扩散，保持熔融金属的流动性，从而改善合金的成 型性。 ③避免熔融金属对型腔的冲刷及粘附（对铝合金而言），改善模具工作条件， 提高铸件表面上的质量。 ④减少铸件与模具成型表面（尤其是型芯）之间的摩擦，从而减少型芯和型 腔的磨损，延长模具的寿命。 2. 涂料的使用 压铸涂料可分为模具涂料和冲头涂料两大类。模具涂料（又称脱模剂）用在 模具型腔及浇注系统表面，冲头涂料则用在压室与冲头配合部分的表面及端面。 压铸涂料在使用时应重视操作和注意用量。不论是涂刷还是喷涂，都要薄而 均匀，避免涂层太厚或遗漏涂喷。喷涂或涂刷后，应待涂料稀释剂挥发后，才能 合模－浇料－压射。否则，将使型腔或压室增加大量的挥发性气体，使铸件产生 气孔缺陷，甚至由于这些气体而形成高的反压力，使铸件成型困难。 目前，市场上涂料种类很多，外购应根据压铸合金、模具结构、铸件形状、 型腔表面上的质量、操作工艺以及来源等因素而定。应遵照其说明书的要求来使用。 第 13 页 共 25 页 ww w. bz fxw .co m 2004年 9月·压铸工艺培训讲义 四. 铝合金 （一）日本 ADC12牌号合金 化学成分 Cu Si Mg Zn Fe Mn Ni Sn Pb Ti Al 1.5~3.5 9.6~12.0
太长。 ⑤填充速度低或排气不良。 ⑥比压偏低。 ①适当提高浇注温度和模具的温度。 ②改变合金成分，提高流动性。 ③改进浇注系统，改善填充条件。 ④改善排溢条件，加大溢流量。 ⑤提高压射速度，改善排气条件。 ⑥提高比压。 3. 擦伤 其他名称：拉伤、拉痕、粘模伤痕 特征：顺着脱模方向，由于金属粘附，模具制造斜度太小而造成铸件表面的拉 伤痕迹，严重时称为拉伤面。 产生原因 排除措施 ①型芯、型壁的铸造斜度大小或出现倒 斜度。 ②型芯、型壁有压伤痕。 ③合金粘附模具。 ④铸件顶出偏斜或型芯轴线偏斜。 ⑤型壁表面粗糙。 ①修正模具，保证制造斜度。 ②打光压痕。 ③合理设计浇注系统避免金属流对冲型 芯型壁，适当降低填充速度。 ④修正模具结构。 ⑤打光表面。 第 16 页 共 25 页 ww w. bz fxw .co m 2004年 9月·压铸工艺培训讲义 ⑥涂料常喷涂不到。 ⑦铝合金中含铁量低于 0.6％。 ⑥涂料用量薄而均匀，不能漏喷涂料。 ⑦适当增加含铁量至适当增加含铁量至 0.6～0.8％。 4. 凹陷 其他名称：缩凹、缩陷、憋气、塌边 特征：铸件平滑表面上出现凹瘪的部分，其表面呈自然冷却状态。 产生原因 排除措施 ①铸件结构设计不合理，有局部厚实部 位，产生热节。 ②合金收缩率大。 ③内浇口截面积太小。 ④比压低。 ⑤模具温度太高 ①改善铸件结构，使壁厚稍为均匀，厚薄 相差较大的连接处应逐步缓和过渡，消 除热节。 ②选择收缩率小的合金。 ③正确设置浇注系统，适当加大内浇口的 截面积。 ④增大压射力。 ⑤适当调整模具热平衡条件，采用温控装 置以及冷却等。 5. 气泡 其他名称：鼓泡 特征：铸件表皮下，聚集气体鼓胀所形成的泡。 产生原因 排除措施 ①模具温度太高。 ②填充速度太高，金属液流卷入气体过 多。 ③涂料发气量大，用量过多，浇注前未 燃尽，使挥发气体被包在铸件表层。 ④排气不畅。 ⑤开模过早。 ⑥合金熔炼温度过高。 ①冷却模具至工作温度。 ②降低压射速度，避免涡流包气。 ③选用发气量小的涂料，用量薄而均匀， 燃尽后合模。 ④清理和增设溢流槽和排气道。 ⑤调整留模时间。 ⑥修整熔炼工艺。 6. 气孔 其他名称：空气孔 特征：卷入压铸件内部的气体所形成的形状较为规则，表面较为光滑的空洞。 第 17 页 共 25 页 ww w. bz fxw .co m 2004年 9月·压铸工艺培训讲义 产生原因 排除措施 主要是包卷气体引起： ①浇口位置选择和导流形状不当，导致 金属液进入型腔产生正面撞击和产生 旋涡。 ②浇道形状设计不良。 ③压室充满度不够。 ④内浇口速度太高，产生湍流。 ⑤排气不畅。 ⑥模具型腔位置太深。 ⑦涂料过多，填充前未燃尽。 ⑧炉料不干净，精炼不良。 ⑨机械加工余量太大。 ①选择有利型腔内气体排除的浇口位置 和导流形状，避免金属液先封闭分型面 上的排溢系统。 ②直浇道的喷嘴截面积应尽可能比内浇 口截面积大。 ③提高压室充满度，尽可能选用较小的压 室并采用定量浇注。 ④在满足成型良好条件下，增大内浇口厚 度以降低填充速度。 ⑤在型腔最后填充部位处开设溢流槽和 排气道，并应避免溢流槽和排气道被金 属液封闭。 ⑥深腔处开设排气塞，采用镶拼形式增加 排气。 ⑦涂料用量薄而均匀，燃尽后填充，采用 发气量小的涂料。 ⑧炉料必须处理干净、干燥，严格遵守熔 炼工艺。 ⑨减少机械加工余量。 ⑩调整压射速度和快压射速度的转换点。 降低浇注温度，增加比压。 7. 缩孔 其他名称：缩空、缩眼 特征：压铸件在冷凝过程中，由于内部补偿不足所造成的形状不规则，表面较 粗糙的孔洞。 产生原因 排除措施 ①合金浇注温度过高。 ②铸件结构壁厚不均匀，产生热节。 ③比压太低。 ①遵守合金熔炼规范，避免合金液过热太 长，降低浇注温度。 ②改进铸件结构，消除金属积聚部位，壁 厚均匀，缓慢过渡。 ③适当提高比压。 第 18 页 共 25 页 ww w. bz fxw .co m 2004年 9月·压铸工艺培训讲义 ④溢流槽容量不够，溢口太薄。 ⑤压室充满度太小，余料太薄，最终补 缩起不到作用。 ⑥内浇口较小。 ⑦模具的局部温度偏高。 ④加大溢流槽容量，增厚溢流口。 ⑤提高压室充满度，采用定量浇注。 ⑥适当改善浇注系统，以利压力很好地传 递。 ⑦冷却模具局部温度偏高处。 8. 花纹 特征：铸件表面上呈现的光滑条纹，肉眼可见，但用手感觉不出，颜色不同于 基体金属的纹路，用 0＃砂布稍擦几下即可去除。 产生原因 排除措施 ①填充速度太快。 ②涂料用量太多。 ③模具温度偏低。 ①尽可能降低压射速度。 ②涂料用量薄而均匀。 ③提高模具温度。 9. 裂纹 特征：铸件上合金基体被破坏或断开形成细丝状的缝隙，有穿透的和不穿透的 两种，有发展趋势。 裂纹可以分为冷裂纹和热裂纹两种，他们的主要区别是冷裂纹铸件开裂处金属 未被氧化，热裂纹铸件开裂处金属被氧化。 产生原因 排除措施 ①铸件结构不合理，收缩收到阻碍，铸 造圆角太小。 ②抽芯及顶出装置在工作中发生偏斜， 受力不均匀。 ③模具温度低。 ④开模及抽芯时间太迟。 ⑤选用合金不当或有害杂质过高，使合 金塑性下降。 ①改进铸件结构，减少壁厚差，增大铸造 圆角。 ②修正模具结构。 ③提高模具工作温度。 ④缩短开模及抽芯时间。 ⑤严格控制有害杂质，调整合金成分。 10. 欠铸 其他名称：浇不足、轮廓不清、边角残缺 特征：金属液未充满型腔，铸件上出现填充不完整的部位。 第 19 页 共 25 页 ww w. bz fxw .co m 2004年 9月·压铸工艺培训讲义 产生原因 排除措施 （1）合金液流动不良引起： ①合金液含气量高，氧化严重，以致 流动性下降。 ②合金浇注温度及模具温度过低。 ③内浇口速度过低。 ④蓄能器内氮气压力不足。 ⑤压室充满度小。 ⑥铸件壁太薄或厚薄悬殊等设计不 当。 （2）浇注系统不良引起： ①浇口位置，导流方式，内浇口股数 选择不当。 ②内浇口截面积太小。 （3）排气条件不良引起： ①排气不畅。 ②涂料过多，未被烘干燃尽。 ③模具温度过高，型腔内气体压力较 高，不易排出。 （1）改善合金的流动性： ①采用正确的熔炼工艺，排除气体及非 金属夹杂物。 ②适当提高合金浇注温度和模具温度。 ③提高压射速度。 ④补充氮气，提高有效压力。 ⑤采用定量浇注。 ⑥改进铸件结构，适当调整壁厚。 （2）改进浇注系统： ①正确选择浇口位置和导流方式，对不 良形状铸件及大铸件采用多股内浇 口为有利。 ②增大内浇口截面积或提高压射速度。 （3）改善排气条件： ①增设溢流槽和排气道，深凹型腔处可 开设通气塞。 ②涂料使用薄而均匀，吹干燃尽后合 模。 ③降低模具温度至工作温度。 11. 印痕 其他名称：推杆印痕、镶块或活动块拼接印痕。 特征：铸件表面由于模具型腔磕碰及推杆、镶块、活动块等零件拼接所留下的 凸出和凹下的痕迹。 产生原因 排除措施 ①推杆调整不齐或端部磨损。 ②模具型腔、滑块拼接部分和其活动部 分配合欠佳。 ③推杆面积太小。 ①调整推杆至正确位置。 ②紧固镶块或其他活动部分，消除不应有 的凹凸部分。 ③加大推杆面积或增加个数。 第 20 页 共 25 页 ww w. bz fxw .co m 2004年 9月·压铸工艺培训讲义 12. 网状毛刺 其他名称：网状痕迹、网状花纹、龟裂毛刺 特征：由于模具型腔表面产生热疲劳而形成的铸件表面上的网状凸起痕迹和金 属刺。 产生原因 排除措施 ①模具型腔表面龟裂造成的痕迹，内浇 口区域附件的热传导最集中，摩擦阻 力最大，经受熔融金属的冲蚀最强， 冷热交变最剧，最易产生热裂，形成 龟裂。 ②模具材料不当，或热处理工艺不正确。 ③模具冷热温度变化大。 ④合金液浇注温度过高，模具预热不够。 ⑤模具型腔表面粗糙度 Ra太大。 ⑥金属流速高及正面冲刷型壁。 ①正确选用模具材料及合理的热处理工 艺。 ②模具在压铸前必须预热到工作温度范 围。 ③尽可能降低合金浇注温度。 ④降低合金液浇注温度，模具预热到合适 温度。 ⑤提高模具型腔表面上的质量，降低 Ra数值， 镶块定期退火，消除应力。 ⑥正确设计浇注系统，在满足成型良好的 条件下，尽可能用较小的压射速度。 13. 有色斑点 其他名称：油斑、黑色斑点 特征：铸件表面上呈现的不同于基体金属的斑点，一般由涂料碳化物形成。 产生原因 排除措施 ①涂料不纯或用量过多。 ②涂料中含石墨过多。 ①涂料使用应薄而均匀，不能堆积，要用 压缩空气吹散。 ②减少涂料中的石墨含量或选用无石墨 水基涂料。 14. 麻面 特征：充型过程中由于模具的温度或合金温度太低，在近似于欠压条件下铸件表 面形成的细小麻点状分布区域。 第 21 页 共 25 页 ww w. bz fxw .co m 2004年 9月·压铸工艺培训讲义 产生原因 排除措施 ①填充时，金属分散成密集液滴，高速 撞击型壁。 ②内浇口厚度偏小。 ①正确设计浇注系统，避免金属液产生喷 溅，改善排气条件，避免液流卷入过多 气体，降低内浇口速度并提高模具的温度。 ②适当调整内浇口厚度。 15. 飞边 其他名称：披缝 特征：铸件边缘上出现的金属薄片。 产生原因 排除措施 ①压射前机器的锁模力调整不佳。 ②模具及滑块损坏，闭锁元件失效。 ③模具镶块及滑块磨损。 ④模具强度不够造成变形。 ⑤分型面上杂物未清理干净。 ⑥投影面积计算不正确，超过锁模力。 ⑦压射速度过高，形成压力冲击峰过 高。 ①检查合模力或增压情况，调整压射增 压机构，使压射增压峰值降低。 ②检查模具滑块损坏程度并修整之，确 保封锁元件起到作用。 ③检查磨损情况并修复。 ④正确计算模具强度。 ⑤清除分型面上杂物。 ⑥正确计算，调整好合模力。 ⑦适当调整压射速度。 16. 分层 其他名称：隔皮 特征：铸件上局部存在有明显的金属层次。 产生原因 排除措施 ①模具刚性不够，在金属液填充过程 中，模板产生抖动。 ②压射冲头与压室配合不好，在压射中 前进速度不平稳。 ③浇注系统设计不当。 ①加强模具刚度，紧固模具部件。 ②调整压射冲头与压射，保证配合良 好。 ③合理设计内浇口。 第 22 页 共 25 页 ww w. bz fxw .co m 2004年 9月·压铸工艺培训讲义 17. 疏松 特征：铸件表面上 呈现松散不紧实的宏观组织。 产生原因 排除措施 ①模具的温度过低。 ②合金浇注温度过低。 ③比压低。 ④涂料过多。 ①提高模具的温度之工作时候的温度。 ②适当提高合金浇注温度。 ③提高比压。 ④涂料薄而均匀。 18. 错边（错扣） 其他名称：错缝 特征：铸件的一部分与另一部分在分型面上错开，发生相对位移（对螺纹称错扣）。 产生原因 排除措施 ①模具镶块位移。 ②模具导向件磨损。 ③两半模的镶块制造误差。 ①调整镶块，加以紧固。 ②更换导柱，导套。 ③进行修整，消除误差。 19. 变形 其他名称：扭曲、翘曲 特征：铸件几何形状与设计的基本要求不符的整体变形。 产生原因 排除措施 ①铸件结构设计不良，引起不均匀的收 缩。 ②开模过早，铸件刚性不够。 ③铸件斜度太小。 ④取置铸件的操作不当。 ⑤堆放不合理或去除浇口方法不当。 ⑥推杆位置布置不当。 ①改进铸件结构，使壁厚均匀。 ②确定最佳开模时间，加强铸件刚性。 ③放大铸造斜度。 ④取放铸件应小心轻取轻放。 ⑤铸件堆放应用专用箱，去除浇口方法 应恰当。 ⑥有的变形铸件可经整形消除。 20. 碰伤 特性：铸件表面因撞击而造成的伤痕。 产生原因 排除措施 去浇口，清理，校正和搬运流转过程中 不小心碰伤。 清理铸件要小心，存放及搬运铸件，不 应堆叠或互相撞击，采取了专用存放运输 箱。 第 23 页 共 25 页 ww w. bz fxw .co m 2004年 9月·压铸工艺培训讲义 21. 硬质点 其他名称：氧化夹杂、夹杂。 特征：铸件基体内存在有硬度高于金属基体的细小质点或块状物，使加工困难， 刀具磨损严重，加工后
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