文/重慶建設(shè)工業(yè)公司鑄造車間/唐和雍,、冉燕、易洪,、熊利

在壓鑄行業(yè),，工藝參數(shù)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響更多的是靠試驗(yàn)的方法,，許多工程技術(shù)人員不能深入的進(jìn)行分析，生產(chǎn)鑄件的條件無(wú)法用數(shù)據(jù)來(lái)描述,。

本文就壓鑄工藝參數(shù)理論計(jì)算和實(shí)踐兩方面進(jìn)行討論研究,。壓力鑄造的主要工藝參數(shù)有行程（速度轉(zhuǎn)換點(diǎn)）、速度,、時(shí)間和壓力等,。而本文重點(diǎn)分析速度和行程兩個(gè)主要參數(shù)。

1. 壓鑄的四階段壓射

計(jì)算壓力鑄造工藝參數(shù),首先要定義壓鑄的四個(gè)壓射階段,。

1.1.1 第一階段：慢壓射1為防止金屬液濺出,，沖頭越過澆料口的過程，壓射的第一階段通常是緩慢的,。

1.1.2 第二階段：慢壓射2金屬液以較低的速度運(yùn)動(dòng)至內(nèi)澆口的階段，主要目的是排出壓室內(nèi)的空氣,，集中鋁液于壓室內(nèi),。

1.1.3 第三階段：快壓射金屬液由內(nèi)澆口填充型腔直至充滿為止，主要目的是成型并排出型腔中氣體,。

1.1.4 第四階段：增壓階段型腔充滿后建立最后的增壓,，使鑄件在高壓壓力下凝固,，從而使鑄件致密,。

1.2 計(jì)算模型

1.2.1 根據(jù)1.1定義(參照?qǐng)D1),可以得到金屬液在各階段合金液的重量關(guān)系式。

G2=G澆

G3+G4=G鑄+G溢流

其中：G3+G4為金屬液剛達(dá)到內(nèi)澆口處時(shí)沖頭端面至沖頭停止之間的鋁液重量,，即為快壓射起始點(diǎn)位置至沖頭停止行程內(nèi)金屬液的容量,。

G鑄為鑄件重量

G溢為溢流系統(tǒng)的重量

G2為慢壓射2行程內(nèi)壓室能容納的金屬液重量

G澆為澆注系統(tǒng)的重量

1.2.2 流道中單位時(shí)間內(nèi)不同位置截面中通過合金液的流量關(guān)系式（見圖2）

金屬液在流動(dòng)過程中，單位時(shí)間內(nèi)通過截面的流量Q相等,，則Q=V1×S1=V2×S2= V3×S3  （注：V3×S3是利用等式，而非金屬液流量）

其中V1：沖頭速度

S1：沖頭面積

V2：內(nèi)澆口速度

S2：內(nèi)澆口面積

V3：排氣槽氣體速度（推薦值75m/s）

S3：排氣槽的面積

1.2.3 壓鑄時(shí)間[1]

壓鑄時(shí)間包括充填時(shí)間,，持壓時(shí)間及鑄件在壓鑄模型中停留的時(shí)間,。

1.2.3.1 充填時(shí)間：金屬液開始進(jìn)入內(nèi)澆口到型腔充滿所需的時(shí)間。不同壁厚的鑄件充填時(shí)間選擇參照表1：

1.2.3.2 持壓時(shí)間：金屬液充滿型腔,，在增壓比壓作用下凝固所需要的時(shí)間,。不同壁厚鑄件持壓時(shí)間選擇參照表2：

1.2.3.3 留模時(shí)間：持壓終了到開模頂出鑄件的時(shí)間。不同壁厚鑄件留模時(shí)間選擇參照表3：

1.2.4 壓鑄速度

壓鑄速度通常分為沖頭速度和內(nèi)澆口速度（也稱為充填速度）,。不同壁厚鑄件充填速度推薦值見表4：

1.3 速度,、行程基本計(jì)算式

根據(jù)1.2以及圖1、圖2,，可以得到以下計(jì)算式：

V1=L3/ t

V2=V1×S1/S2

S3=V2×S2/V3

L4=[V體/（A×100）]×K×4/3.14

其中：t為充填時(shí)間

V體為合金液總體積

A為沖頭直徑

K為系數(shù),，（鋁合金0.0534）

V3.為排氣槽氣體的速度(常用值75m/s)

2. 壓鑄件實(shí)際計(jì)算和調(diào)整

在生產(chǎn)實(shí)踐中，模具,、壓鑄機(jī)均已定型的情況下,，鑄件還是會(huì)有缺陷工程技術(shù)人員解決問題的步驟可以按以下程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.1 確認(rèn)已知數(shù),，圖1和圖3是某鑄件在試制過程中的圖片,，需要確定合理的工藝參數(shù)，第一步是以常用的工藝參數(shù)壓鑄出一套鑄件來(lái),，進(jìn)行必要的測(cè)量,。

2.1.1 設(shè)備

ITALPRESSE（意特）550T壓鑄機(jī)

2.1.2 鑄件基本壁厚3.5mm

2.1.3 鋁液密度

ρ=2.6×10-6kg/mm3

2.1.4 內(nèi)澆口面積

5處內(nèi)澆口面積之和是S2=240mm2

2.1.5 沖頭

A=80mm，沖頭開始位置設(shè)備讀數(shù)為L始=0mm,，壓鑄停止位置為L停=415mm,。

2.1.6 重量

G鑄+G溢流=1.39kg

G澆=1.32kg

2.2 理論計(jì)算

2.2.1 合金液總體積

V體=（G鑄+G溢流+G澆）/ρ=（1.39+1.32）/2.6×10-6=1.042×106mm3

2.2.2 增壓行程

L4=[V體/（A×100）]×K×4/3.14 

=[1.042×106/（80×100）]×0.0534×4/3.14

=8.86mm

考慮到增壓閥啟動(dòng)的反應(yīng)時(shí)間,應(yīng)在計(jì)算位置上后移30mm左右,即

L4'=30+8.86≈39(mm)

2.2.3 高速行程：

L3=（G鑄+G溢）/[（ρ×3.14/4）×A2] =1.39/ [（2.6×10-6]×3.14/4）×802 ]

=106.4(mm)

在壓鑄工藝參數(shù)中,高速轉(zhuǎn)換點(diǎn)直接關(guān)系到鑄件外觀質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量。

2.2.4 慢壓射2行程：