压铸件设计工艺及铝型材零件设计工艺

小编薇薇

压铸
压铸，即压力铸造，是将液态金属或半液态金属，在高压作用下，以高的速度填充到压铸模的型腔中，并在压力下快速凝固而获得铸件的一种方法。

压铸时常用压力是从几兆帕至几十兆帕，填充起始速度在0.5-70m/s；压铸时的熔料温度，铝合金一般是610-670℃，锌合金一般是400-450℃，模具温度一般为合金温度的三分之一。

合理的压铸件结构不仅能简化压铸模具的结构，降低制造成本，同时也能改善压铸件的质量。

应注意如下要求：

1.避免内部侧凹或盲孔结构；

2.避免或减少垂直于分型面的孔或外部盲孔结构；

压铸件壁厚度（通常称壁厚）是压铸工艺中的关键因素，如熔料填充时间的计算、凝固时间的计算、模具温度梯度的分析、压力（最终比压）的作用、留模时间的长短、压铸件顶出温度的高低及操作效率等等，都与壁厚有着直接的联系。

应注意如下要求：

1.压铸件壁厚偏厚会使压铸件的力学性能明显下降，薄壁压铸件致密性好，相对提高了铸件强度及耐压性；

2.压铸件壁厚不能太薄，太薄会造成铝合金熔液填充不良，成型困难，使铝合金熔液熔接不好，并给压铸工艺带来困难；

3.压铸件随壁厚的增加，其内部气孔、缩孔等缺陷也随之增加；

4.应尽量保持壁厚截面的厚薄均匀一致。

根据压铸件的表面积大小划分，锌铝合金压铸件的合理壁厚如下表所示：

压铸件的加强筋/肋的设计要求

加强筋/肋的作用是增加压铸件的强度和刚性，减少铸件收缩变形，避免工件从模具内顶出时发生变形，作为熔料填充时的辅助回路（熔料流动的通路）。

应注意如下要求：压铸件的加强筋/肋的厚度应小于所在壁的厚度，一般取该处壁厚的2/3~3/4；

压铸件的圆角设计要求

设计适当的工艺圆角，有利于压铸成型，避免应力及产生裂纹，并可延长压铸模具的寿命；当压铸件需要进行电镀或涂覆时，圆角处可防止镀（涂）料沉积，获得均匀镀（涂）层。

应注意如下要求：压铸件上凡是壁与壁的连接处（模具分型面的部位除外）都应设计成圆角；

压铸件圆角一般取：1/2壁厚≤R≤壁厚；

压铸件设计的铸造斜度要求

铸造斜度是在脱模时，减少压铸件与模具型腔的摩擦，使压铸件容易被取出；减少铸件表面被划伤；延长压铸模使用寿命。

锌铝合金压铸件的一般最小铸造斜度如下表示：

压铸件的常用材料

常用压铸铝合金一般有：ADC12、YL113、YL102、A380、A360等；

常用压铸锌合金一般有： 3#Zn；

目前，珠江三角洲地区比较普遍的铝合金材料是ADC12，它在压铸成型性、切削性、机械性能等各方面均有较好的表现。

压铸模具的常用材料

压铸模具型腔材料要求具有较高的冷热疲劳抗力、良好的断裂韧性及热稳定性。

铝型材零件设计工艺

铝型材是通过把加热到一定温度的铝坯锭放在挤压机的挤压筒中，挤压机的压力通过挤压杆、垫片作用在坯锭上，迫使金属流出挤压模，从而获得所需形状、尺寸、性能的制品。

铝型材的生产工艺流程

铝型材成型加工中的主要工序是挤压，其它工序与供货状态有关。

1.按照挤压型材的类型，可分为实心型材挤压和空心型材挤压等。

2.按照坯料相对挤压筒的移动特点，可分为正挤压和反挤压等。

1）实心型材挤压

实心型材挤压采用两种基本方法，即金属正向流动的挤压、金属反向流动的挤压。

2）空心型材挤压

根据空心型材的外形、孔的数目、尺寸形状、孔对型材断面中心位置的非对称分布程度等，空心型材挤压常采用两种基本方法：

a. 挤压针管材挤压法：可对空心或实心坯锭进行挤压，当采用实心坯锭时，在挤压之前先进行穿孔。

这种方法挤压的空心型材没有接逢，一般用于形状简单、内孔直径较大的异形断面管材，如下图所示。

b. 组合模焊合挤压：挤压时采用实心坯锭，组合针和模子是一个整体或装成一个刚性结构。

坯料4放入挤压筒2中，在挤压杆1通过挤压垫片3所传递的力的作用下，坯料金属在高压作用下被模子5分成两股或两股以上的金属流，在模子的焊合室内被重新焊合。最终在模孔和组合针的逢数之数目等于被分开的金属流股数。

空心型材挤压模具简单介绍

如上节所述空心型材有两种挤压方式，这里介绍后一种组合模，组合模是将模心置于模孔中与模子组合成一个整体，模孔的形状和尺寸决定了型材的外形和尺寸，而模芯的形状和尺寸则决定着型材内孔的形状和尺寸。

常见的组合模有舌形模和平面分流模等。舌形模又称桥式模，如下图A所示；主要缺点是挤压压余大，强度较差，且制造加工困难。平面分流模可用于舌形模无法生产的，双孔、多孔或内腔复杂的空心型材，如下图B所示。

铝型材常用材料

根据GB/T 6892-2000《工业用铝及铝合金热挤压型材》，常见铝及铝合金牌号、状态如下表所示：

6063是镁系列铝合金，具有良好的可挤压性，可以挤压各种截面复杂的型材；中等强度，可以满足各种机械加工的技术要求；适宜的物理特性，内部组织致密、具有良好的导电、导热性能；较好的耐蚀性、及接受阳极氧化的良好能力。主要用于插箱横梁、小面板、散热器、把手、导轨等。

6005是镁系列铝合金，强度和硬度高于6063；适宜的物理特性，内部组织致密、具有良好的导电、导热性能；较好的耐触性、及接受阳极氧化的良好能力。

6005主要用于6063无法满足强度和硬度要求的场合，如插箱横梁，可减轻扳手啃咬型材现象，但6005型材加工的成型非常困难，一般的型材厂家不能加工，只有少数厂家能加工，且尺寸精度不易控制。

根据GB/T 16475-1996《变形铝及铝合金状态代号》，铝合金的状态如下表：

铝合金型材零件一般情况下，根据《铝及铝合金挤压型材尺寸偏差》GB/T 14846-93标准中的高精度要求加工，有特殊要求可按超高精度要求进行加工。

     

型材表面（氧化处理前表面）粗糙度，一般情况下，装饰面表面粗糙度Ra取0.8μm；非装饰面表面粗糙度Ra取1.6μm。

根据铝合金型材的形状，型材后续一般进行铣削、车削加工和钻削加工，对于一些面板、横梁型材上方孔和异形孔需要进行模具冲压加工（批量大时）或线切割加工。型材切削面的粗糙度应根据设计需要一般Ra取6.3μm或3.2μm。

对于铝合金型材零件的非喷涂表面，在加工、装夹、和搬运途中产生的磕碰划伤等，为了掩饰这些轻微的划伤，没有喷粉处理的铝合金型材表面一般要进行喷砂处理，否则，难以通过产品的质量检验。

喷砂按纹理粗细分为两种： ZX-SB100(Al) 粗纹和ZX-SB150(Al)细纹，一般选用150号。

来源： 王峰博士