壓鑄工藝之速度
壓射速度是指壓室內(nèi)壓射沖頭推動熔融金屬液的移動速度。
圖5-5示意壓鑄過程中速度的變化:
圖5-5 壓力和速度變化曲線
(1)第一階段:低速壓射V1
當(dāng)金屬液澆注入壓室后,壓室內(nèi)金屬液的充滿度一般在45%~70%左右,其余的空間被空氣充填著。低速壓射是為了使金屬液平穩(wěn)流動,空氣能順利排出。
參考數(shù)據(jù):低速射出速度:V1:0.1~0.5 m/s;
薄壁件、外表裝飾件:0.25~0.35 m/s;
耐壓、強(qiáng)度高件:0.15~0.25 m/s
(2)第二階段:高速壓射
金屬液到達(dá)內(nèi)澆口時,可進(jìn)行高速切換,使金屬液在高壓高速下充填。
經(jīng)驗數(shù)據(jù):高速壓射速度V2: 0.2~4.5 m/s以上。
高速射出加速時間t1: 0.01s。
增壓時間t2: 0.01s。
(3)如何選擇高速壓射起點(diǎn)
壓鑄的基本特點(diǎn)之一是快速充型,在整個快速壓射階段,金屬液以30 ~ 60 m/s的速度,以射流的形式進(jìn)入型腔,金屬液會包卷氣體,在這種情況下可考慮讓氣孔分布在何處不影響關(guān)鍵部位。由于成型部位型腔的截面積遠(yuǎn)大于內(nèi)澆口的截面積,當(dāng)壓射沖頭的運(yùn)動速度不大于0.8 m/s的時候,金屬液在型腔內(nèi)以近似于層流的方式流動,這一階段不會產(chǎn)生卷氣。從快速點(diǎn)開始直到充型結(jié)束.金屬液都以射流的形式運(yùn)動,這一階段是包卷氣體的過程,也是鑄件易產(chǎn)生氣孔的部位。
高速壓射起點(diǎn)(見圖5-6):
1)選擇①:卷氣量大。
2)選擇②~③:一般壓鑄件。選擇金屬液進(jìn)人內(nèi)澆口,或金屬液進(jìn)入型腔某一位置時切換高速。
3)選擇③~④:多用于大型機(jī)、大型鑄件。
一個鑄件易產(chǎn)生氣孔的部位及對致密性的要求有所不同時,高速壓射的起點(diǎn)可選擇在不允許有氣孔的部位之后。如圖5-7中的曲軸箱件,A部位內(nèi)有潤滑油通道,要求致密不滲油,所以快壓射的起點(diǎn)設(shè)在位置2,從而保證了鑄件內(nèi)部質(zhì)量要求。
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2.充填速度
金屬液進(jìn)人型腔的充填速度高。對獲得輪廓清晰,表面質(zhì)量好的鑄件有利。但不利的是易造成排氣不良,對模具沖刷大。
圖5-8示意充填速度對力學(xué)性能的影響。
圖5-8 充填速度對力學(xué)性能的影響
(1)計算公式
V充=F沖V沖/F內(nèi)
式中:V充為充填速度(m/s), F沖為沖頭截面積(m2) ,V沖為沖頭速度(m/s), F內(nèi)為內(nèi)澆口截面積( m2 )。
(2)參考值
表5-3為根據(jù)鑄件壁厚選擇內(nèi)澆口速度,表5-4為根據(jù)鑄件質(zhì)量選擇內(nèi)澆口速度。
表5-3 根據(jù)壁厚選擇內(nèi)澆口速度
鑄件平均厚度d/mm |
內(nèi)澆口速度v/(m/s) |
1 |
46~55 |
1.5 |
44~53 |
2 |
42~50 |
2.5 |
40~48 |
3 |
38~46 |
3.5 |
36~44 |
表5-4 根據(jù)質(zhì)量選擇內(nèi)澆口速度
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