卧式冷压室压铸机的工作原理及应用

压力铸造简称压铸，是在高压作用下将液态或半液态金属快速压入金属铸型，并使其在压力下凝固而获得铸件的方法（采用半液态金属时称为半固态金属压铸）。该方法常用于大批量生产非铁铸造合金压铸件。

压铸所用的压力一般为30～70 MPa，金属液充填速度为5～100 m/s，充型时间为0.05～0.2 s。金属液在高压下以高速充填压铸型，是压铸区别于其他铸造工艺的重要特征。

1.压铸机工作原理及应用

压铸机是完成压铸过程的主要设备，根据压室的工作条件不同可分为热压室压铸机和冷压室压铸机两类。

1）热压室压铸机

热压室压铸机如图3.24所示。当压射活塞上升时，金属液通过进口进入压室内；压铸型合型后，在压射活塞下压时，金属液沿通道经喷嘴充填压铸型；冷却凝固成形后，开型取出铸件。

图3.24　热压室压铸机

热压室压铸机的优点是：生产过程简单，效率高；金属消耗少，工艺稳定；压入型腔的金属液较纯净，铸件品质好；易于实现自动化。但是，压室、压射活塞长期浸在金属液中，使用寿命会受到影响，同时这样还会增加金属液的铁含量。热压室压铸机目前多用来压铸低熔点金属，如锌、铅、锡等。

2）冷压室压铸机

该类压铸机的压室不浸在金属液中，柱塞用高压油驱动，其合型力比热压室压铸机的大。图3.25所示为目前应用较普遍的卧式冷压室压铸机的工作原理。压铸所用的压铸型由定型和动型两部分组成，定型固定在压铸机的定模板上，动型固定在压铸机的动模板上，可随动模板水平移动。顶杆和芯棒由压铸机上的相应机构控制，可自动抽出芯棒和顶出铸件。

图3.25　卧式冷压室压铸机工作原理

这种压铸机的压室与金属液的接触时间很短，可用来压铸熔点较高的非铁金属（如铜合金等）和钢铁金属。

2.压铸的特点及应用

1）压铸的优点

（1）生产率高，每小时可压铸50～150次，最高可达500次，易于实现自动化和半自动化生产。

（2）铸件的尺寸精度高（IT11～IT13），表面粗糙度低（Ra=3.2～0.8 μm），并可直接铸出极薄件、带有小孔及螺纹的铸件。

（3）铸件冷却快，且在压力下结晶，故晶粒细小，表层紧实，铸件的强度、硬度高。(www.zuozong.com)

（4）便于采用嵌铸法（又称镶铸法）。嵌铸法是将金属或非金属的零件嵌放在铸型中，使其在压铸时与压铸件合成一体而进行铸造的工艺，如图3.26所示。

采用嵌铸法可以制出用一般压铸法难以制出的复杂件。如图3.27a所示的难以抽芯的深腔件，若按图3.27b改进，便可顺利铸出。此外，采用嵌铸法还可消除铸件局部热节，减小铸件壁厚，防止缩孔；可改善和提高铸件局部性能，如耐磨性、导热性、导磁性和绝缘性等；还可将许多小铸件合铸在一起，省去装配工序。

图3.26　镶嵌铸件

图3.27　深腔件的改进

由上述可知，压铸是实现少无切削加工的一种重要工艺，在汽车、拖拉机、航空、仪表、纺织、国防等工业部门中已广泛应用，以实现小型、薄壁、形状复杂、低熔点非铁金属（如锌、铝、镁等合金）铸件的大批量生产。表3.3所示为压铸件的力学性能、极限尺寸及应用举例。

表3.3　压铸件的力学性能、极限尺寸及应用举例

2）压铸的缺点

（1）压铸机费用高，压铸型制造成本极高，工艺准备时间长，不适宜用在单件小批生产中。

（2）由于压铸型寿命原因，目前压铸尚不适用于铸钢、铸铁等高熔点合金的铸造。

（3）由于金属液注入和冷凝速度过快，型腔气体难以完全排出，对厚壁处难以进行补缩，故压铸件内部常存在气孔、缩孔和缩松缺陷。

3）压铸应注意的方面

（1）应使铸件壁厚均匀，并且壁厚以3～4 mm为宜，最大壁厚应小于8 mm，以防止缩孔、缩松等缺陷。

（2）一般不宜对压铸件进行热处理，且不宜使压铸件在高温下工作，以免压铸件内气孔中的气体膨胀，导致铸件变形或破裂。

（3）由于内部疏松，压铸件塑性、韧性差，所以它不适合用来制造承受冲击的零件。

（4）应尽量避免对压铸件进行普通余量机械加工，以防止其内部孔洞外露。