低压铸造技术简介

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低压铸造技术简介低压铸造是便液体金属在压力作用下充填型腔，以形成铸件的一种方法。由于所用的压力较低，所以叫做低压铸造。其工艺过程（见图1）是：在密封的坩埚（或密封罐）中，通入干燥的压缩空气，金属液2在气体压力的作用下，沿升液管4上升，通过浇口5平稳地进入型腔8，并保持坩埚内液面上的气体压力，一直到铸件完全凝固为止。然后解除液面上的气体压力，使开液管中未凝固的金属液流坩埚，再由气缸12开型并推出铸件。
  低压铸造独特的优点表现在以下几个方面：
  1． 液体金属充型比较平稳；
  2． 铸件成形性好，有利于形成轮廓清晰、表面光洁的铸件，对于大型薄壁铸件的成形更为有利；
  3． 铸件组织致密，机械性能高；
8 S' t) \, @. c  4． 提高了金属液的工艺收得率，一般情况下不需要冒口，使金属液的收得率大大提高，收得率一般可达90％。
+ h; k6 b. c& v6 t: K  此外，劳动条件好；设备简单，易实现机械化和自动化，也是低压铸造的突出优点。
  ]# [+ M* S  i& }6 @  低压铸造模具
  低压铸造所用的铸型，有金属型和非金属型两类。金属型多用于大批、大量生产的有色金属铸件，非金属铸型多用于单件小批量生产，如砂型，石墨型，陶瓷型和熔模型壳等都可用于低压铸造，而生产中采用较多的还是砂型。但低压铸造用砂型的造型材料的透气性和强度应比重力浇注时高，型腔中的气体，全靠排气道和砂粒孔隙排出。
1 O! v( {) i3 Y! m) r0 g& d$ W  M: {  为充分利用低压铸造时液体金属在压力作用下自下而上地补缩铸件，在进行工艺设计时，应考虑使
  铸件远离浇口的部位先凝固，让浇口最后凝固，使铸件在凝固过程中通过浇口得到补缩，实现顺序凝固。常采用下述措施：
  1． 浇口设在铸件的厚壁部位，而使薄壁部位远离浇口；
$ A/ ?% N0 h! p4 y% K  2． 用加工裕量调整铸件壁厚，以调节铸件的方向性凝固；
5 ~/ k# q4 ~; l: A/ [  3． 改变铸件的冷却条件。
" }6 k8 A2 ^9 ^! Y+ X0 O1 v4 L. ~4 f  对于壁厚差大的铸件，用上述一般措施又难于得到顾序凝固的条件时，可采用一些特殊的办法，如在铸件厚壁处进行局部冷却，以实现顺序凝固。
  低压铸造工艺
  低压铸造的工艺规范包括充型、增压、铸型预热温度、浇注温度，以及铸型的涂料等。
  （1）充型和增压
  升液压力是指当金属液面上升到浇口，附所需要的压力。金属液在升液管内的上升速度应尽可能缓慢，以便有利于型腔内气体的排出，同时也可使金属液在进入浇口时不致产生喷溅。
' a' V+ R2 G" |2 s* S) O  （2）充型压力和充型速度
( o* u/ v/ E8 [5 D; v8 f  充型压力Pa是指使金属液充型上升到铸型顶部所需的压力。在充型阶段，金属液面上的升压速度就是充型速度。
  （3）增压和增压速度
: F* |' w* D4 s& h  金属液充满型腔后，再继续增压，使铸件的结晶凝固在一定大小的压力作用下进行，这时的压力叫结晶压力。结晶压力越大，补缩效果越好，最后获得的铸件组织也愈致密。但通过结晶增大压力来提高铸件质量，不是任何情况下都能采用的。
% n6 p* Y% U/ V  （4）保压时间
9 Y; M5 c; q6 ~* @, v) R, U) }  型腔压力增至结晶压力后，并在结晶压力下保持一段时间，直到铸件完全凝固所需要的时间叫保压时间。如果保压时间不够，铸件未完全凝固就卸压，型腔中的金属液将会全部或部分流回批捐，造成铸件“放空”报废：如果保压时间过久，则浇口残留过长，这不仅降低工艺收得率，而且还会造成浇口“冻结”，使铸件出型困难，故生产中必须选择一适宜的保压时间。
  （5）铸型温度及浇注温度
3 \4 L, M3 x; r4 Q! c7 b- Q- h; J  低压铸造可采用各种铸型，对非金属型的工作温度一般都为室温，先特殊要求，而对金属型的工作温度就有一定的要求。如低压铸造铝合金时，金属型的工作温度一般控制在200～2500C，浇注薄壁复杂件时，可高达300～3500C。
+ O% }0 J; w9 G2 x' l( [; F  关于合金的浇注温度，实践证明，在保证铸件成型的前提下，应该是愈低愈好。
! w  }) l' f/ H) \7 l9 l7 d  （6）涂料
8 \, C# i, ?& F; X5 S/ c  如用金属型低压铸造时，为了提高其寿命及铸件质量，必须刷涂料；涂料应均匀，涂料厚度要根据铸件表面光洁度及铸件结构来决定。
- G, B6 L/ T) _! L2 E+ h# [  低压铸造设备
7 x: ^7 r1 {5 q: V; |0 X' ~  低压铸造设备一般由保温炉及其附属装置，铸型开合系统和供气系统三部分组成。按铸型和保温炉的连接方式，可分为顶铸式低压铸造机和侧铸式低压铸造机两种类型。
  （1）保温炉及附属装置
3 w: F; x7 ?' X# }2 _2 T2 k  它由炉体、熔池、密封盖和升液管等所组成，是低压铸造机的基本部分。保温炉的炉型很多，如焦炭炉，煤气炉，电阻炉，感应炉等。但目前广泛使用的是电阻加热炉，其次是电热反射炉。
  （2）供气系统
, i; N7 W" @/ L6 T4 V2 F8 Z  在低压铸造中，正确控制对铸型的充型和增压是获得良好铸件的关键，这个控制完全由供气系统来实现。根据不同铸件，不同铸件的要求，供气系统应可以任意调节，工作要稳定可靠，结构要使维修方便