壓鑄機

壓鑄技術的發展至今有150餘年。19世紀初，由於印刷業的興起，用於鉛字鑄造的鑄字機應運而生，不久，在鑄字機的基礎上演變成為熱室壓鑄機。

到19世紀中葉，典型的熱室壓鑄機誕生。進入20世紀以後，熱室壓鑄機日漸成熟，冷室壓鑄機問世。

20世紀後半葉，壓鑄機經歷了更大的改革、演進與創新，壓鑄機進入新的發展時期。

近二三十年來，壓鑄機在大型化、自動化、單元化和柔性化等方面的發展非常迅速。

最近的幾年，壓鑄的高新技術又不斷地對壓鑄機提出更高和更新的要求。壓鑄生產不僅在有色合金鑄造中佔主導地位，而且已成為現代工業的一個重要組成部分。近年來，一些國家由於依靠技術進步促使鑄件薄壁化、輕量化，因而導致以往用鑄件產量評價一個國家鑄造技術發展水平的觀念改變為用技術進步的水平作為衡量一個國家鑄造水平的重要依據。

壓鑄機的分類方法很多，按使用範圍分為通用壓鑄機和專用壓鑄機；按鎖模力大小分為小型機（≤4 000 kN）、中型機（4 000 kN～10 000 kN）和大型機（≥10 000 kN）；通常，主要按機器結構和壓射室（以下簡稱壓室）的位置及其工作條件加以分類。

一般分為熱壓室及冷壓室兩種，按其壓室結構和布置方式又分卧式、立式兩種形式。

熱壓室壓鑄機與冷壓室壓鑄機的合模機構是一樣的，其區別在於壓射、澆注機構不同。熱壓室壓鑄機的壓室與熔爐緊密地連成一個整體，而冷壓室壓鑄機的壓室與熔爐是分開的。

按其壓室結構和布置方式又分卧式、立式兩種形式，熱壓室式將熔化金屬用的坩堝附在機器中，把金屬液壓入鑄型的活塞機構則裝在坩堝內，有些熱壓室壓鑄機用壓縮空氣直接將金屬液壓入鑄型，可不用活塞機構。

熱壓室式壓鑄機主要用於壓鑄鋅、錫等熔點較低的合金。

在機器外熔化金屬，然後用勺將金屬液加入壓縮室中，根據壓縮活塞運動的方向不同，可分為立式冷壓室壓鑄機和卧式冷壓室壓鑄機。

其中立式冷壓室壓鑄機熔爐中取出金屬液，倒入壓縮室中，由壓縮活塞把金屬液壓入鑄型中，多餘的金屬，由另一個活塞推出。

卧式冷壓室壓鑄機和立式相同，只是活塞的運動方向是水平的。現代絕大多數的壓鑄機都 是卧式的。

冷壓室壓鑄機可以壓鑄熔點較高的金屬，如銅合金等。

壓鑄機主要由合模機構、壓射機構、液壓系統和電力控制系統等各部分組成。除此之外，壓鑄機還有零部件及機座、其他裝置、輔助裝置等部分。

驅動壓鑄模進行合攏和開啟的動作。當模具合攏后，具有足夠的能力將模具鎖緊，確保在壓射填充的過程中模具分型面不會脹開。鎖緊模具的力即稱為鎖模力（又稱合型力），單位為千牛（kN），是表徵壓鑄機大小的首要參數。

按規定的速度推送壓室內的金屬液，並有足夠的能量使之流經模具內的澆道和內澆口，進而填充入模具型腔，隨後保持一定的壓力傳遞給正在凝固的金屬液，直至形成壓鑄件為止。在壓射動作全部完成後，壓射沖頭返回複位。

為壓鑄機的運行提供足夠的動力和能量。

控制壓鑄機各機構的執行動作按預定程序運行。

熱室壓鑄機通常的工作方式如圖。熱室壓鑄機的熔爐10放置在機器內，機器工作前，先將金屬液澆人熔爐內，帶有壓室及鵝頸通道的澆壺9和壓射沖頭8都浸泡在金屬液7中。模具的開、合動作呈水平移動，開模后，壓鑄件留在動模。

工作步驟如下：

(1)機器頭板及模具澆口套與噴嘴貼緊(有的機器沒有這個程序)；

(2)合攏模具；

(3)在壓射沖頭處於圖中的位置時，金屬液從側面的孔口進人澆壺內的各個空間，流人後，鵝頸通道6內的液面與熔爐內的液面平齊；

(4)壓射沖頭以較慢的壓射速度向下移動，至封住側孔；

(5)壓射沖頭高速壓射推送金屬液，經過鵝頸通道6、噴嘴5.模具的直澆道4、分流器3,從內澆口2填充進人模具型腔，隨後便凝固成為壓鑄件1；

(6)壓射沖頭提升，噴嘴及鵝頸通道內的金屬液迴流至澆壺內；

(7)打開模具，壓鑄件和澆口留在動模上。隨即頂出並取出壓鑄件；

(8)機器頭板及模具澆口套離開噴嘴(有的機器沒有這個程序，

至此，完成一次壓鑄循環。

立式冷室壓鑄機的工作方式如圖。壓室7呈垂直放置，而上沖頭8處於壓室上方（圖上方的位置），下沖頭10則位於堵住噴嘴5孔口處，以免金屬液澆入壓室內自行流入噴嘴孔。模具的開、合動作呈水平移動，開模后，壓鑄件留在動模。工作步驟如下：

（1）合攏模具；

（2）以人工或其他方式將金屬液澆入壓室；

（3）上沖頭以較低的壓射速度下移，進入壓室內及至剛接觸金屬液液面；

（4）上沖頭轉為較高的壓射速度壓下，而下沖頭則與上沖頭保持著中間一段存有金屬液的相對距離同步地快速下移；

（5）當下沖頭下移至讓出噴嘴孔口時，正好下到最底部而被撐住；於是，上、下沖頭一同擠壓金屬液高速向噴嘴孔（直澆道6的一部分）噴射；

（6）金屬液通過由噴嘴、澆口套4、定模的錐孔和分流器2組成的直澆道6，從內澆口3填充進入模具型腔；

（7）填充完畢，但上沖頭仍保持一定的壓力，直至型腔內的金屬液完全凝固成壓鑄件1為止；澆道和壓室內的金屬液分別凝固為直澆口和余料餅9；

（8）上沖頭提升複位；同時，下沖頭向上動作，將尚與直澆口相連的余料餅切離；

（9）下沖頭繼續上升，把余料餅舉出壓室頂面，再以人工或其他方式取走；

（10）下沖頭下移複位至堵住噴嘴孔口；

（11）打開模具，壓鑄件和直澆口一同留在動模上，隨即頂出並取出壓鑄件；一旦切離余料餅之後，開模動作可以立即執行，也可以稍緩至適當的時候執行，與下沖頭完成上舉和複位的動作無關；

至此，完成一次壓鑄循環。

卧式冷室壓鑄機的工作方式如圖，壓室7呈水平放置，壓射沖頭5處於壓室最右端虛線位置。模具的開、合動作呈水平移動，開模后，壓鑄件留在動模。工作步驟如下：

（1）合攏模具；

（2）將金屬液以人工或其他方式澆入壓室；

（3）壓射沖頭按預定的速度和一定的壓力推送金屬液，使之通過模具的澆道3，從內澆口2填充進入模具型腔；

（4）填充完畢，沖頭保持一定的壓力，直至金屬液完全凝固成為壓鑄件1為止；這時，澆道和澆口套6（沒有澆口套的模具在該處即為連體壓室）內的金屬液也同時凝固，成為澆口和余料餅4；

（5）打開模具，沖頭與開模動作同步移動，從而推著余料餅隨著壓鑄件和澆口一同留在動模而脫離定模，到達一定的距離時，沖頭便返回複位；

（6）開模后，壓鑄件、澆口和余料餅留在動模上，隨即頂出並取出壓鑄件；

至此，完成一次壓鑄循環。

如圖所示，壓室5垂直放置在機器的下部，模具的開、合動作為上下移動，故稱為全立式壓鑄機。通常模具的動模固定在上方，開模后，壓鑄件留在動模。工作步驟如下：

（1）將金屬液以人工或其他方式澆入壓室；

（2）合攏模具；

（3）沖頭6上移壓送金屬液，通過澆道3、分流器4，從內澆口2填充進入模具型腔；

（4）填充完畢，沖頭保持一定的壓力直至金屬液完全凝固成為壓鑄件1為止；這時，澆道和壓室內的金屬液也同時凝固，而壓室內的便成為余料餅7；

（5）打開模具，沖頭與開模動作同步向上移動，從而使余料餅跟隨壓鑄件和澆口一同隨著動模上移而脫離定模，到達一定的距離時，沖頭便下移複位；

（6）開模后，隨即頂出並取出壓鑄件；

至此，完成一次壓鑄循環。

壓鑄機的選用，對壓鑄生產過程中的產品質量、生產效率、管理成本等諸多方面，有著十分重要的影響。為此，合理地選擇適用的壓鑄機，是一項技術性和經濟性都很強的工作。

目前生產中，多數採用常規的熱室壓鑄機。市場供應的以鎖模力小於4000 kN的機器為主導，更多的則是鎖模力在1600 kN以下，而鎖模力大於4000 kN的很少。其特點如下：

（1）通常以低熔點合金的壓鑄為主，而以鋅合金最為典型；

（2）以小型壓鑄件的生產為宜，中、大型壓鑄件不宜採用熱室壓鑄；

（3）填充進入模具型腔的金屬液始終在密閉的通道內流動，氧化夾雜物不易捲入，對壓鑄件的質量較為有利；

（4）壓鑄過程的自動化容易實現；

（5）由於不需要澆料程序，在正常運行的狀態下，生產效率較高；

（6）壓射比壓稍低，並且壓射過程沒有增壓階段，但對小型、薄壁件影響較小；

（7）壓射沖頭、澆壺、噴嘴等熱作件的壽命難以掌握和控制，失效后更換較為費時；

（8）更換或修理熔爐時，要拆裝熱作件，增加了輔助時間；

（9）對於高熔點合金的熱室壓鑄，目前仍以鎂合金較為適宜，而用於鎂合金的熱室壓鑄機，同樣存在上述的特點。

（1）適合於鋅、鋁、鎂、銅等多種合金的壓鑄；

（2）生產現場中用量較少，並以小型機佔多數；

（3）壓室呈垂直放置，金屬液澆入壓室后，氣體在金屬液上面，壓射過程中包卷氣體較少；

（4）壓射壓力經過的轉折較多，使壓力傳遞受到影響，尤其在增壓階段，因噴嘴入口處的孔口較小，壓力傳遞不夠充分；

（5）方便於開設中心澆口；

（6）機器的長度方向佔地面積較小，但機器的高度相對較高；

（7）下沖頭部位竄入金屬液時，排除故障的工作不方便；

（8）生產操作中有切斷余料餅和舉出料餅的程序，降低生產效率；

（9）採用自動化操作時，增加從下沖頭的頂面取走余料餅的程序。

卧式冷室壓鑄機的特點（1）適合於各種有色合金和黑色金屬（目前尚不普遍）的壓鑄；

（2）機器的大小型號較為齊全；

（3）生產操作少而簡便，生產效率高，且易於實現自動化；

（4）機器的壓射位置較容易調節，適應偏心澆口的開設，也可以採用中心澆口，此時模具結構需採取相應措施；

（5）壓射系統的技術含量較高；

（6）壓射過程的分級、分段明顯並容易實現，能夠較大程度地滿足壓鑄工藝的各種不同的要求，以適應生產各種類型和各種要求的壓鑄件；

（7）壓射過程的壓力傳遞轉折少；

（8）壓室內金屬液的水平液面上方與空氣接觸面積較大，壓射時易捲入空氣和氧化夾雜物；對於高要求或特殊要求的壓鑄件，通過採取相應措施仍能得到較滿意的結果。

（1）適合於各種有色合金和黑色金屬(目前尚不普遍)的壓鑄；

（2）機器的大小型號較為齊全；

（3）生產操作少而簡便，生產效率高，且易於實現自動化；

（4）機器的壓射位置較容易調節，適應偏心澆口的開設，也可以採用中心澆口，此時模具結構需採取相應措施；

（5）壓射系統的技術含量較高；

（6）壓射過程的分級、分段明顯並容易實現，夠較大程度地滿足壓鑄工藝的各種不同的要求，以適應生產各種類型和各種要求的壓鑄件；

（7）壓射過程的壓力傳遞轉折少；

（8）壓室內金屬液的水平液面上方與空氣接觸面積較大，壓射時易卷人空氣和氧化夾雜物;；對於高要求或特殊要求的壓鑄件，通過採取相應措施仍能得到較滿意的結果。

（1）廣泛用於電機轉子的壓鑄，多為中小型機器；

（2）此類壓鑄機比同噸位其他壓鑄機器的佔地面積小，但高度較高；

（3）金屬液進入模具型腔時轉折少、流程短，壓力損耗小；

（4）澆注金屬液時，需越過模具分型面，應保證液滴不會滴在模具分型面上；

（5）壓射機構在下方，更換壓室和維修工作都不方便。

（1）了解壓鑄機的類型及其特點；

（2）考慮壓鑄件的合金種類以及相關的要求；

（3）選擇的壓鑄機應滿足壓鑄件的使用條件和技術要求；

（4）選定的壓鑄機在性能、參數、效率和安全等方面都應有一定的裕度，以確保滿意的成品率、生產率和安全性；

（5）在保證第4點的前提下，還應考慮機器的可靠性與穩定性，據此來選擇性價比合理的壓鑄機；

（6）對於壓鑄件品種多而生產量小的生產規模，在保證第4點的前提下，應科學地選擇能夠兼容的規格，使既能含蓋應有的品種，又能減少壓鑄機的數量；

（7）在壓鑄機的各項技術指標和性能參數中，首要應注意的是壓射性能，在同樣規格或相近規格的情況下，優先選擇壓射性能的參數範圍較寬的機型；

（8）在可能的條件下，盡量配備機械化或自動化的裝置，對產品質量、生產效率、安全生產、企業管理以及成本核算都是有益的；

（9）評定選用的壓鑄機的效果，包括：成品率、生產率、故障率、維修頻率及其工作量、性能的穩定性、運行的可靠性以及安全性等。

為了保證壓鑄機的正常運行，應在正確的使用的同時，還應進行科學的維護工作。因此，必須根據說明書的要求和相關的規定，制訂出機器的使用操作規程和維護管理制度，特別是安全規程，專人負責，認真貫徹落實，嚴禁違章作業。