胜赛思精密压铸（扬州）有限公司 邹明高
压力铸造：一种介于铸造与锻造之间的优质、高效、节能的成型方法。具体过程是将熔融合金液在高速的作用下，快速充填模具的型腔，并使合金液在高压的作用下结晶、凝固、成型。当给汤机将熔融的合金液倒入熔杯时，压射杆冲头开始前移，为了防止冲头在前移的过程中产生卷气，采用0.15～0.3m/s的低速分段移动，金属液处于层流状态，当熔融的合金液被移送至模具浇口道时，为了迅速排除模具型腔的气体，冲头进入低速与高速的切换位置。在0.03～0.05s的时间内，冲头运行速度瞬时上升至3～6m/s，达到快速充填的目标，当高速充填完成，为了防止飞边喷铝，冲头的运行速度进入高速减速状态。随后，为了消除抑制合金液凝固过程中的缩孔，同时采用增压工艺，其铸造压力在100MPa，作用于铸件上，铸件的性能与传统的重力铸造相比，发生了质的变化，具体表现在：
1. 机械性能良好，尺寸精度高，表面光滑。
2. 生产效率高，一个生产周期只有0.5-3min。金属材料利用率高。
3. 最小壁厚可达1～2mm。
4. 由于采用低速输送、高速填充、增压补缩工艺，产品组织致密，气孔率较低。
但是，随着汽车工业的飞速发展，汽车压铸件对气孔率的要求越来越高。压力铸造产品气孔仍然达不到汽车零部件的要求。由于压力铸造过程是使合金液在短时间内充满型腔，型腔内的气体在高温、高速合金液的作用下，气体的压力急剧上升，依靠自然排气，气体无法排清。由压力与溶解度的关系可知：在气液界面上，当气体压力增大时，液体中气体溶解度增加。当气体压力降低时，液体中气体的溶解度减少。模具型腔中的气体，在压力的作用下，滞留在铸件中形成气孔，因此，要降低压力铸造产品中的气孔，必须降低型腔中气体的压力，即真空铸造。
真空铸造的原理就是：在压铸机进行压射时，将型腔中的空气快速抽出，并使溶解在合金液中的气体解析出来，从而实现真空铸造。按真空的使用方式又分为单台真空和集中真空。单台真空由于管理、维修不方便，同时电耗高，没有采用，而是采用集中控制的真空系统。由于压射时间极短，无法依靠真空泵的启闭把空气排出，因此采用一只大的真空罐来实现。真空泵在正常状态下，将真空罐内的空气排清，使真空罐维持一个较高的真空水平，然后在压铸的瞬间打开真空罐与型腔的电磁阀，实现型腔的真空。
A：真空系统及管路的设计计算：
根据每台压铸机型腔容积及料筒容积0.5倍作为每台压铸抽取的气体总量Q（升），压射杆允许的抽气时间：
高速位置－料筒敞口尺寸－0.05m
t（秒）＝ ────────────────
压射杆低速平均速度（0.2～0.3m/s）
Q（升）
那么每台压铸机（模具）所需的抽气速率为───── ，
t（秒）
Q1 Q2 Qn
整个压铸车间的抽气速率Q＝──＋──＋……＋──
t1 t2 tn#p#分页标题#e#
由于产品结构差异，生产周期不同及多台压铸机压射的不同步性，一般按（0.4～0.6）Q来选取真空机的每秒抽气量。为了适应压铸的开台数量变化及节能，一般采用三台真空管机的控制系统，其中一台作为备用真空机。真空储气罐容积：一般按压铸系统最大抽气量的3～5倍选取。管网管径的选配：为了降低真空抽吸过程阻力损失过大，造成每台压铸机真空度的降低，每台压铸机的支管径尽可选大一点。根据计算及使用经验，可按下表进行选配：
另一方面，为了降低排与排的差异，真空系统应设置在压铸机的中心位置。真空系统的真空度应按－0.88～－0.95MPa设定，并具备上、下限报警功能。
系统流程如图所示：
B：模具的改造
为了配合真空系统的使用，在模具上增加一只真空启闭的控制阀，具体结构如图所示：
在使用中，为了降低模具分型面的泄漏量，在模具分型面增加密封圈。另外，为了改善和提高冲头与料筒的密封，在冲头上增加铜质活塞环。
