将液态或半液态金属在高压下高速注入金属型型腔,并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法称为压力铸造。常用的压射比压30~150MPa,充型时间0.01~0.2s。
1. 压铸机和压铸工艺过程
压铸是在压铸机上完成的,压铸机根据压室工作条件不同,分为冷压室压铸机和热压室压铸机两类。热压室压铸机的压室与坩埚连成一体,而冷压室压铸机的压室是与坩埚分开的。冷压室压铸机又可分为立式和卧式两种,目前以卧式冷压室压铸机应用较多,其工作原理如图2-43所示。
图2-43 压力铸造
压铸铸型称为压型,分为定型、动型。将定量金属液浇入压室,柱塞向前推进,金属液经浇道压入压铸模型腔中,经冷凝后开型,由推杆将铸件推出,完成压铸过程。冷压室压铸机,可用于压铸熔点较高的非铁金属,如铜、铝和镁合金等。
2. 压力铸造的特点及其应用
1) 优点
(1) 压铸件尺寸精度高,表面质量好,尺寸公差等级为IT10~IT12,表面粗糙度Ra值为3.2~0.8mm,可不经机械加工直接使用,而且互换性好。
(2) 可以压铸壁薄、形状复杂以及具有直径很小的孔和螺纹的铸件,如锌合金的压铸件最小壁厚可达0.8mm,最小铸出孔径可达0.8mm、最小可铸螺距达0.75mm,还能压铸镶嵌件。
(3) 压铸件的强度和表面硬度较高。压力下结晶,加上冷却速度快,铸件表层晶粒细密,其抗拉强度比砂型铸件高25%~40%,但延伸率有所下降。
(4) 生产率高,可实现半自动化及自动化生产。每小时可压铸几百个零件,是所有铸造方法中生产率最高的。
2) 缺点
气体难以排出,压铸件易产生皮下气孔,压铸件不能进行热处理,也不宜在高温下工作;金属液凝固快,厚壁处来不及补缩,易产生缩孔和缩松;设备投资大,铸型制造周期长、造价高,不宜小批量生产。
3) 应用
生产锌合金、铝合金、镁合金和铜合金等铸件;在汽车、拖拉机、仪表和电子仪器、农业机械、国防工业、计算机、医疗器械等制造行业应用较广。