高真空压铸工艺探讨
随着压铸结构件产品种类的日益增加，对其气孔类缺陷的控制也越来越严格，同时带来的是对真空的应用更加广泛和对型腔真空度的要求越发苛刻，所谓的高真空压铸概念也逐渐为一些压铸企业所接受。
一.高真空压铸定义
压铸上的高真空，是指50毫巴以下的真空度，进一步的超高真空是指30毫巴以下的真空度，这在以前已经论述过，在此姑且统称为高真空压铸。
除了采取加大真空系统的排气量包括真空机和排气元件，增加系统的瞬间排气能力等手段外，型腔空间（相应的包括与之相连的熔杯，下同）的密封成为至关重要的因素；同时，控制型腔空间表面的干燥和清洁，以减少压射高速充型时二次气体的形成，提高系统排气效率；甚至一些压铸企业在此基础上，采取了大通道半真空过程排气工艺，试图将高真空排气发挥到理论上的极致。
二.高真空系统组成特点
由此不难看出，压铸高真空系统由真空机和排气元件，以及压射时形成的相对高度封闭的型腔空间整体组成。
（1）真空机
为了实现系统瞬间大排气能力，真空机在周期内低压回复能力必须强大。一般两种方式实现这一要求：一是加大真空泵排气量；二是增加一个二级泵。同时，为了降低单个压射周期真空系统压力的上升，维持其更好真空值，真空罐一般要相应地增大与真空泵和压铸要求工艺相一致。
（2）排气元件
对于全过程真空排气工艺，排气元件排气面积确定还是以压铸件产品大小匹配为原则；对于半过程真空排气工艺，排气元件的排气面积至少可以增加至实际所需的数倍。
（3）封闭的型腔空间
除了分型面的密封外，顶杆和滑块也要考虑提高加工和配合精度或密封，冲头采用卡环式配合密封。
三.影响高真空效率因素
首先，模具的密封度是至关重要的一环，包括分型面、顶针和滑块。以往回答某款真空机在实际应用中型腔能达到多少真空度，是让真空供应商着实难以回答的问题；业界为此提出了模具气体泄漏量的概念来约束模具的交货质量，这就为高真空压铸的实现奠定了基础。
具体的模具测漏方式有两种：
其一是在一定的真空度下，测试在给定的时间内型腔封闭空间泄漏后的真空度，进而算出泄漏量。其二是根据泵的排气特性，在终压时得到泄漏量。
两种方式算出的泄漏量都可以作为反映模具泄漏多少的一个数值，并将其当作是否能够实现高真空的预判参考。比较之下，第一种方式简单，但涉及的因素多；第二种方式稍复杂，结果却更直接。应用中多采用第一种方式测量泄漏量。在此，小量程高精度的压力感应器必不可少。在实际现场情况下，冲头密封状况也包括需要考虑的因素之中。
其次，提升真空泵的排气量或只增加二级泵的手段，其目的都一样，都是为了在压射周期内快速回复系统的低压值或者说高真空度。就成本来说基本相当，效果也没有什么差别，但从维护来看显然前者有优势。
这里要说明的是，二级泵的使用会将系统压力回复得更快些，但前提是前级泵要将压力先降下来，工作制也许是间断的，在足够的工艺时间内，是否有必要采用二级泵值得考虑；在压铸行业中，二级泵的使用并不会显示出明显优势，毕竟与其它一些行业的真空度要求比较起来，压铸真空只能算是粗真空。单极泵一般如果增加100%，那么双极泵的二级泵比一级泵至少增加200%排量以上，否则没有实际意义。与真空泵相匹配的真空罐也需要相应的加大，增加的幅度要与压铸周期和选择的真空泵统筹考虑，不是越大越好，一般增大相对于真空泵增加幅度的50%左右。
第三，排气元件。全过程排气的元件（包括真空阀和排气板）通常只需要按铸件重（体积）比例进行选择，过大的排气面积需要更大的模芯排气通道、过多的合金熔液，这会增加充型时间，为充型带来负担甚至引起意想不到的铸造缺陷。对于半过程排气元件（这里指的是真空阀），由于是借助其它力量主动提前隔断型腔和排气管路，如靠液压传动关闭的真空阀，不存在对模芯排气通道内合金熔液的要求影响产生，所以可以加大至所需的几倍以上。前者需要匹配得当，其结果经济实用，但维护工作较大；后者要精确给出阀体关闭的冲头行进位置，低速期排气效率高，但对二次气体敏感，对模具密封性要求更严格。
第四，型腔空间表面的干燥和清洁，会对充型时二次气体的产生起到很大作用，进而对半过程真空排气工艺带来重要影响，需要得到良好的控制。
最后，其它的如合金质量，包括熔化、保温和除气等都会成为影响因素。还有工艺参数设定，涉及到压铸机与真空机同步的通讯和信号接口等等，就不一一在此陈述。
（来源：第一压铸网，，由华南理工大学研究生崔志杰供稿）
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今日搜狐热点细述真空压铸成形的工艺特点
核心提示： 1．真空压铸成形工艺特点 真空压铸是用真空泵装置将模具模腔中的空气抽出，达到一定的真空度后再注入金属液进行压铸的工艺方法。真空压铸有以下特点： 1)消除或减少了压铸件内部的气孔，提高了压铸件的强度和质量，
&&& 1．真空压铸成形工艺特点
&&& 真空压铸是用真空装置将模腔中的空气抽出，达到一定的真空度后再注入金属液进行压铸的工艺方法。真空压铸有以下特点：
&&& 1)消除或减少了压铸件内部的气孔，提高了压铸件的强度和质量，可进行适当的热处理。
&&& 2)改善了金属液充填能力，压铸件壁厚可以更薄，形状复杂的压铸件也不易出现充不满现象。
&&& 3)减少了压铸时模腔的反压力，因此可以采用较低的压射比压和用于压铸性能较差的合金，扩大了允许压铸的零件尺寸，提高设备的成形能力。反压力的减小，使结晶速度加快，缩短了成形时间，一般可提高生产率10%-20%。
&&& 4)真空压铸密封结构复杂，还需配备快速抽真空系统，控制不当则效果不明显。
&&& 2．真空压铸成形设备
&&& 真空压铸上艺要求在很短时间内使模腔达到预定的真空度，故真空系统应根据抽真空容积的大小确定真空罐的容积和足够大的真空泵。获得真空常见的方法有以下两种：
&&& (1)利用真空罩密封如图6-24所示，在压铸机动、定模板之间加真空密封罩，将压铸模整体密封在罩内。压铸时，金属液注入压室，压射冲头慢速移动，当压射冲头密封注料口时，起动抽真空系统把密封区域内的空气全部抽出，达到预定的真空度后，压射冲头切换为快速压射，保压冷却后，真空阀换向使密封罩与大气连通，进行开模取件。这种方法每次抽气量大，抽真空系统要求高。为了尽可能地减少抽气量，压铸模结构零件不应使真空罩尺寸过大，带液压抽芯的模具受到了限制。
&&& (2)模腔直接抽真空如 压铸模分型面上总排气槽与抽真空系境连通。压铸时，金属液注入压室，压射冲头密封注料口后开始抽真空，达到一定的真空度后，压力继电器使液压装置关闭总排气槽，以防止压射时金属液进入真空系统，此时压射冲头转为快速压射，完成压铸成形。此种方法抽气量少，对抽真空系统要求较低，容易实现，但对模具分型面的密封要求提高了。
&&& 上述两种方法在抽真空时压室与模腔通过浇注系统相通，为了防止金属液因真空度的提高被吸入模腔，因此真空度不宜太高，压室内的空气难以完全抽出，影响了真空压铸的效果。目前国外开发了一种新型的真空压铸装置。谈装置通过使抽真空时压室内的金属液与模具模腔隔离开，并通过专门通道同时将压室内的气体抽出，压射时阀芯换位，使压室与模腔连通，同时切断抽真空通道，完成压铸成形。采用此法可以提高模腔的真空度，且压室内的空气完全被抽出，提高了压铸件的质量。其工作过程如下：
&&& 开始压铸时，缓冲装置使阀芯，阀芯的左端将同体与大气隔开，阀芯的右端将模腔与压室隔开，而使抽真空回路与模腔相通。在注料孔中浇入定量的金属液，压射冲头密封注液口后转入慢速移动，同时起动真空泵，对模腔进行抽真空，由于压室与抽真空回路有专设的通道相连，所以对模腔抽真空的同时也能对压室抽真空。当模腔内真空度达到要求时（一般为0.04MPa），此时随着压射冲头的不断前进，金属液充满压室，压力升高，阀芯受压，克服了缓冲装置的阻力，阀芯换位至图6-26c所示位置，使模腔与压室连通，同时切断抽真空通道与模腔的通路，此刻压射冲头由慢速迅速转为快速压射状态，将金属液快速充填模腔，完成压铸成形。值得注意的是，抽真空的速率应根据不同的模腔和压室容积认真选定；压射冲头由慢速转为快速的间隔时间应尽可能短，几乎与阀芯换向同时动作，以确保真空压铸效果。图6-26d所示为压室的抽真空专用通道，它位于压室内壁的正上方，宽度为20mm，深度为0.2mm。压铸件气孔的成因和解决办法_百度文库
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压铸件气孔的成因和解决办法
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(1)加氧压铸
国外在分析铝合金压铸件气泡时发现，其中的气体有90%是氮气，而空气中的氮气应为80%，其余20%为氧气。这说明气泡中部分氧气与铝液发生了如下反应：
4AL+3O2=2AL2O3
根据这一事实研究出了加氧压铸的新工艺。
加 氧压铸是在铝金属液充填型腔之前，用氧气充填压室和型腔，以置换其中的空气和其他气体，当铝金属液充填时，一方面通过排气槽排出氧气，另一方面喷散的铝金 属液与没有排出的氧气发生化学反应而产生A1203质点，分散在压铸件内部，从而消除不加氧时压铸件内部形成的气孔。这种A1203质点颗粒细小，约在l 微米以下，其质(重)量占压铸件总质(重)量的0.1%一0.2%，不影响力学性能，并可使压铸件进行热处理。 加氧压铸仅适用于铝合金压铸。
加氧压铸有如下特点:&&
①消除或减少气孔，提高压铸件质量。加氧后的铝合金比一般压铸法铸态强度可提高10%，伸长率增加1.5一2倍，因压铸件内无气孔，;玫可进行热处理，热处理后强度又能提高30%,屈服极限增加100%，冲击韧性也有显著提高。
②压铸件可在200一300℃的环境中工作，可以焊接。
③与真空压铸比较，结构简单，操作方便，投资少。
两种加氧方式：
一、 加氧压铸工艺如图1一4所示。在合模过程中，当动、定模的间距为50一60nun时，从氧气瓶通过安全阀和管道中来的氧气(压力0.3一0.5MPa)经 分配器(20个直径为3的小孔，均匀进气)充入型腔。此时，合模工序继续进行，待合模完毕后，继续加氧一段时间，关闭氧气阀，根据经验略等片刻，再浇入铝 液，进行正常的压铸工艺过程。
图1一4 加氧压铸示意
1-动模，2-定模，3-压铸，
4-返料活塞，5-分配器
二、 从料筒处直接加氧法，简易工序如图 & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &&
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(2)定向抽气加氧压铸& &
定 向抽气加氧压铸的实质是一种真空压铸和加氧压铸相结合的工艺。工艺过程是在金属液充填型腔之前，先将气体沿金属液充填的方向，以超过充填的速度抽出，使金 属液顺利地充填。对有深凹或死角的复杂铸件，在抽气的同时进行加氧，以达到更好的效果。其优点在于避免了气体卷入金属液，防止铸件产生气孔。定向抽气加氧 压铸装置如图1一5所示。
图1一5定向抽气加氧乐铸装置
1-抽气机，2-充氧管，3-打程开关，4-电磁阀，
5-安全装置，6-真空遂;，7-总侧，8-真空泵
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