精速密壓鑄是在高壓作用下，使液態或半液態金屬以較高的速度充填壓鑄型型腔，並在壓力下成型和凝固而獲得鑄件的方法。
基本介紹
- 中文名：精速密壓鑄
- 簡稱：壓鑄
- 作用：高壓
- 特點：高達2×105kPa
壓鑄特點,存在問題,相關設備,
壓鑄特點
高壓和高速充填壓鑄型是壓鑄的兩大特點。它常用的壓射比壓是從幾千至幾萬kPa，甚至高達2×105kPa。充填速度約在10~50m/s，有些時候甚至可達100m/s以上。充填時間很短，一般在0.01~0.2s範圍內。與其它鑄造方法相比，壓鑄有以下三方面優點：
1.產品質量好
鑄件尺寸精度高，一般相當於6~7級，甚至可達4級；表面光潔度好，一般相當於5~8級；強度和硬度較高，強度一般比砂型鑄造提高25~30%，但延伸率降低約70%；尺寸穩定，互換性好；可壓鑄薄壁複雜的鑄件。例如，當前鋅合金壓鑄件最小壁厚可達0.3mm；鋁合金鑄件可達0.5mm；最小鑄出孔徑為0.7mm；最小螺距為0.75mm。
2.生產效率高
機器生產率高，例如國產JⅢ3型臥式冷空壓鑄機平均八小時可壓鑄600～700次，小型熱室壓鑄機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，壽命可達幾十萬次，甚至上百萬次；易實現機械化和自動化。
3.經濟效果優良
由於壓鑄件尺寸精確，表泛光潔等優點。一般不再進行機械加工而直接使用，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備和工時；鑄件價格便易；可以採用組合壓鑄以其他金屬或非金屬材料。既節省裝配工時又節省金屬。
存在問題
壓鑄雖然有許多優點，但也有一些缺點，尚待解決。如：
1).壓鑄時由於液態金屬充填型腔速度高，流態不穩定，故採用一般壓鑄法，鑄件易產生氣孔，不能進行熱處理；
2).對內凹複雜的鑄件，壓鑄較為困難；
3).高熔點合金（如銅，黑色金屬），壓鑄型壽命較低；
4).不宜小批量生產，其主要原因是壓鑄型製造成本高，壓鑄機生產效率高，小批量生產不經濟。
2、壓鑄套用範圍及發展趨勢
壓鑄是最先進的金屬成型方法之一，是實現少切屑，無切屑的有效途徑，套用很廣，發展很快。目前壓鑄合金不再局限於有色金屬的鋅、鋁、鎂和銅，而且也逐漸擴大用來壓鑄鑄鐵和鑄鋼件。
壓鑄件的尺寸和重量，取決於壓鑄機的功率。由於壓鑄機的功率不斷增大，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。壓鑄件也不再局限於汽車工業和儀表工業，逐步擴大到其它各個工業部門，如農業機械、工具機工業、電子工業、國防工業、計算機、醫療器械、鐘錶、照相機和日用五金等幾十個行業。在壓鑄技術方面又出現了真空壓鑄、加氧壓鑄、精速密壓鑄以及可溶型芯的套用等新工藝。
1).壓鑄時由於液態金屬充填型腔速度高，流態不穩定，故採用一般壓鑄法，鑄件易產生氣孔，不能進行熱處理；
2).對內凹複雜的鑄件，壓鑄較為困難；
3).高熔點合金（如銅，黑色金屬），壓鑄型壽命較低；
4).不宜小批量生產，其主要原因是壓鑄型製造成本高，壓鑄機生產效率高，小批量生產不經濟。
2、壓鑄套用範圍及發展趨勢
壓鑄是最先進的金屬成型方法之一，是實現少切屑，無切屑的有效途徑，套用很廣，發展很快。目前壓鑄合金不再局限於有色金屬的鋅、鋁、鎂和銅，而且也逐漸擴大用來壓鑄鑄鐵和鑄鋼件。
壓鑄件的尺寸和重量，取決於壓鑄機的功率。由於壓鑄機的功率不斷增大，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。壓鑄件也不再局限於汽車工業和儀表工業，逐步擴大到其它各個工業部門，如農業機械、工具機工業、電子工業、國防工業、計算機、醫療器械、鐘錶、照相機和日用五金等幾十個行業。在壓鑄技術方面又出現了真空壓鑄、加氧壓鑄、精速密壓鑄以及可溶型芯的套用等新工藝。
相關設備
壓鑄機
1、壓鑄機的類型
壓鑄機一般分為熱壓室壓鑄機和冷壓室壓鑄機兩大類。冷壓室壓鑄機按其壓室結構和布置方式分為臥式壓鑄機和立式壓鑄機（包括全立式壓鑄機）兩種。
熱壓室壓鑄機（簡稱熱空壓鑄機）壓室浸在保溫溶化坩堝的液態金屬中，壓射部件不直接與機座連線，而是裝在坩堝上面。這種壓鑄機的優點是生產工序簡單，效率高；金屬消耗少，工藝穩定。但壓室，壓射沖頭長期浸在液體金屬中，影響使用壽命。並易增加合金的含鐵量。熱壓室壓鑄機目前大多用於壓鑄鋅合金等低熔點合金鑄件，但也有用於壓鑄小型鋁、鎂合金壓鑄件。
冷室壓鑄機的壓室與保溫爐是分開的。壓鑄時，從保溫爐中取出液體金屬澆入壓室後進行壓鑄。
2、壓鑄機的選擇
實際生產中並不是每台壓鑄機都能滿足壓鑄各種產品的需要，而必須根據具體情況進行選用，一般應從下述兩面進行考慮：
1）按不同品種及批量選擇
在組織多品種，小批量生產時，一般要選用液壓系統簡單，適應性強，能快速進行調整的壓鑄機，在組織少品種大量生產時，要選用配備各種機械化和自動化控制機構的高效率壓鑄機；對單一品種大量生產的鑄件可選用專用壓鑄機。
2）按鑄件結構及工藝參數選擇
鑄件外形寸尺，重量、壁厚等參數對選用壓鑄機有重要影響。
鑄件重量（包括澆注系統和溢流槽）不應超過壓鑄機壓定的額定容量，但也能過小，以免造成壓鑄機功串的浪費。一般壓鑄機的額定容量可查說明書。
壓鑄機都有一定的最大和最小型距離，所以壓型厚度和鑄件高度要有一定限度，如果壓鑄型厚度或鑄件高度太大就可能取不出鑄件。
[編輯本段]三、壓鑄工藝
在壓鑄生產中，壓鑄機、壓鑄合金和壓鑄型是三大要素。壓鑄工藝則是將三大要素作有權的組合併加以運用的過程。使各種工藝參數滿足壓鑄生產的需要。
1、壓力和速度的選擇
壓射比壓的選擇，應根據不同合金和鑄件結構特性確定。對充填速度的選擇，一般對於厚壁或內部質量要求較高的鑄件，應選擇較低的充填速度和高的增壓壓力；對於薄壁或表面質量要求高的鑄件以及複雜的鑄件，應選擇較高的比歷和高的充填速度。
2、澆注溫度
澆注溫度是指從壓定進入型腔時液態金屬的平均溫度，由於對壓室內的液態金屬溫度測量不方便，一般用保溫爐內的溫度表示。
澆注溫度過高，收縮大，使鑄件容易產生裂紋、晶粒粒大、還能造成粘型；澆注源度過低，易產生冷隔、表面花紋和澆不足等缺陷。因此澆注溫度應與壓力、壓鑄型溫度及充填速度同時考慮。
3、壓鑄型的溫度
鑄壓型在使用前要預熱到一定溫度，一般多用煤氣、噴燈、電器或感應加熱。
在連續生產中，壓鑄型溫度往往升高，尤其是壓鑄高熔點合金，升高很快。溫度過高除使液態金屬產生粘型外，鑄件冷卻緩慢，使晶粒粗大。因此在壓鑄型溫度過高時，應采期冷卻措施。通常用壓縮空氣、水或化學介質進行冷卻。
4、充填、持壓和開型時間
1）充填時間
自液態金屬開始進入型腔起到充滿型腔止，所需的時間稱為充填時間。充填時間長短取決於鑄件的體積的大小和複雜程度。對大而簡單的鑄件，充填時間要相對長些，對複雜和薄壁鑄件充填時間要短些。充填時間與內澆口的截面積大小或內澆口的寬度和厚度有密切關係，必須正確確定。
2）持壓和開型時間
從液態金屬充填型腔到內澆口完全凝固時，繼續在壓射沖頭作用下的持續時間，稱為持壓時間。持壓時間的長短取決於鑄件的材質和壁厚。
持壓後應開型取出鑄件。從壓射終了到壓鑄打開的時間，稱為開型時間，開型時間應控制準確。開型時間過短，由於合金強度尚低，可能在鑄件頂出和自壓鑄型落下時引起變形；但開型時間太長，則鑄件溫度過低，收縮大，對抽芯和頂出鑄件的阻力亦大。一般開型時間按鑄件壁厚1毫米需3秒鐘計算，然後經試任調整。
5、壓鑄用塗料
壓鑄過程中，為了避免鑄件與壓鑄型焊合，減少鑄件頂出的摩擦阻力和避免壓鑄型過分受熱而採用塗料。對塗料的要求：
1）在高溫時，具有良好的潤滑性；
2）揮發點低，在100～150℃時，稀釋劑能很快揮發；
3）對壓鑄型及壓鑄件沒有腐蝕作用；
4）性能穩定在空氣中稀釋劑不應揮發過決而變稠；5）在高溫時不會析出有害氣體；
6）不會在壓鑄型腔表面產生積垢。
6、鑄件清理
鑄件的清理是很繁重的工作，其工作量往往是壓鑄工作量的10～15倍。因此隨壓鑄機生產率的提高，產量的增加，鑄件清理工作實現機械化和自動化是非常重要的。
1）切除澆口及飛邊
切除澆口和飛邊所用的設備主要是沖床，液壓機和摩擦壓力機，在大量生產件下，可根據鑄件結構和形狀設計專用模具，在沖床上一次完成清理任務。
2）表面清理及拋光
表面清理多採用普通多角滾筒和震動埋入式清理裝置。對批量不大的簡單小件，可用多角清理滾筒，對表面要求高的裝飾品，可用布制或皮革的拋光輪拋光。對大量生產的鑄件可採用螺殼式震動清理機。
清理後的鑄件按照使用要求，還可進行表面處理和浸漬，以增加光澤，防止腐蝕，提高氣密性。
1、壓鑄機的類型
壓鑄機一般分為熱壓室壓鑄機和冷壓室壓鑄機兩大類。冷壓室壓鑄機按其壓室結構和布置方式分為臥式壓鑄機和立式壓鑄機（包括全立式壓鑄機）兩種。
熱壓室壓鑄機（簡稱熱空壓鑄機）壓室浸在保溫溶化坩堝的液態金屬中，壓射部件不直接與機座連線，而是裝在坩堝上面。這種壓鑄機的優點是生產工序簡單，效率高；金屬消耗少，工藝穩定。但壓室，壓射沖頭長期浸在液體金屬中，影響使用壽命。並易增加合金的含鐵量。熱壓室壓鑄機目前大多用於壓鑄鋅合金等低熔點合金鑄件，但也有用於壓鑄小型鋁、鎂合金壓鑄件。
冷室壓鑄機的壓室與保溫爐是分開的。壓鑄時，從保溫爐中取出液體金屬澆入壓室後進行壓鑄。
2、壓鑄機的選擇
實際生產中並不是每台壓鑄機都能滿足壓鑄各種產品的需要，而必須根據具體情況進行選用，一般應從下述兩面進行考慮：
1）按不同品種及批量選擇
在組織多品種，小批量生產時，一般要選用液壓系統簡單，適應性強，能快速進行調整的壓鑄機，在組織少品種大量生產時，要選用配備各種機械化和自動化控制機構的高效率壓鑄機；對單一品種大量生產的鑄件可選用專用壓鑄機。
2）按鑄件結構及工藝參數選擇
鑄件外形寸尺，重量、壁厚等參數對選用壓鑄機有重要影響。
鑄件重量（包括澆注系統和溢流槽）不應超過壓鑄機壓定的額定容量，但也能過小，以免造成壓鑄機功串的浪費。一般壓鑄機的額定容量可查說明書。
壓鑄機都有一定的最大和最小型距離，所以壓型厚度和鑄件高度要有一定限度，如果壓鑄型厚度或鑄件高度太大就可能取不出鑄件。
[編輯本段]三、壓鑄工藝
在壓鑄生產中，壓鑄機、壓鑄合金和壓鑄型是三大要素。壓鑄工藝則是將三大要素作有權的組合併加以運用的過程。使各種工藝參數滿足壓鑄生產的需要。
1、壓力和速度的選擇
壓射比壓的選擇，應根據不同合金和鑄件結構特性確定。對充填速度的選擇，一般對於厚壁或內部質量要求較高的鑄件，應選擇較低的充填速度和高的增壓壓力；對於薄壁或表面質量要求高的鑄件以及複雜的鑄件，應選擇較高的比歷和高的充填速度。
2、澆注溫度
澆注溫度是指從壓定進入型腔時液態金屬的平均溫度，由於對壓室內的液態金屬溫度測量不方便，一般用保溫爐內的溫度表示。
澆注溫度過高，收縮大，使鑄件容易產生裂紋、晶粒粒大、還能造成粘型；澆注源度過低，易產生冷隔、表面花紋和澆不足等缺陷。因此澆注溫度應與壓力、壓鑄型溫度及充填速度同時考慮。
3、壓鑄型的溫度
鑄壓型在使用前要預熱到一定溫度，一般多用煤氣、噴燈、電器或感應加熱。
在連續生產中，壓鑄型溫度往往升高，尤其是壓鑄高熔點合金，升高很快。溫度過高除使液態金屬產生粘型外，鑄件冷卻緩慢，使晶粒粗大。因此在壓鑄型溫度過高時，應采期冷卻措施。通常用壓縮空氣、水或化學介質進行冷卻。
4、充填、持壓和開型時間
1）充填時間
自液態金屬開始進入型腔起到充滿型腔止，所需的時間稱為充填時間。充填時間長短取決於鑄件的體積的大小和複雜程度。對大而簡單的鑄件，充填時間要相對長些，對複雜和薄壁鑄件充填時間要短些。充填時間與內澆口的截面積大小或內澆口的寬度和厚度有密切關係，必須正確確定。
2）持壓和開型時間
從液態金屬充填型腔到內澆口完全凝固時，繼續在壓射沖頭作用下的持續時間，稱為持壓時間。持壓時間的長短取決於鑄件的材質和壁厚。
持壓後應開型取出鑄件。從壓射終了到壓鑄打開的時間，稱為開型時間，開型時間應控制準確。開型時間過短，由於合金強度尚低，可能在鑄件頂出和自壓鑄型落下時引起變形；但開型時間太長，則鑄件溫度過低，收縮大，對抽芯和頂出鑄件的阻力亦大。一般開型時間按鑄件壁厚1毫米需3秒鐘計算，然後經試任調整。
5、壓鑄用塗料
壓鑄過程中，為了避免鑄件與壓鑄型焊合，減少鑄件頂出的摩擦阻力和避免壓鑄型過分受熱而採用塗料。對塗料的要求：
1）在高溫時，具有良好的潤滑性；
2）揮發點低，在100～150℃時，稀釋劑能很快揮發；
3）對壓鑄型及壓鑄件沒有腐蝕作用；
4）性能穩定在空氣中稀釋劑不應揮發過決而變稠；5）在高溫時不會析出有害氣體；
6）不會在壓鑄型腔表面產生積垢。
6、鑄件清理
鑄件的清理是很繁重的工作，其工作量往往是壓鑄工作量的10～15倍。因此隨壓鑄機生產率的提高，產量的增加，鑄件清理工作實現機械化和自動化是非常重要的。
1）切除澆口及飛邊
切除澆口和飛邊所用的設備主要是沖床，液壓機和摩擦壓力機，在大量生產件下，可根據鑄件結構和形狀設計專用模具，在沖床上一次完成清理任務。
2）表面清理及拋光
表面清理多採用普通多角滾筒和震動埋入式清理裝置。對批量不大的簡單小件，可用多角清理滾筒，對表面要求高的裝飾品，可用布制或皮革的拋光輪拋光。對大量生產的鑄件可採用螺殼式震動清理機。
清理後的鑄件按照使用要求，還可進行表面處理和浸漬，以增加光澤，防止腐蝕，提高氣密性。
