低压铸造及差压铸造

第二节低压铸造及差压铸造一、概述（一）低压铸造的实质1.低压铸造的定义低压铸造是液体金属在压力作用下，完成充型及凝固过程而获得铸件的一种铸造方法。由于作用的压力较低（一般为20~60kPa），故称为低压铸造。2.低压铸造的实质低压铸造是介于金属型铸造和压力铸造之间的一种铸造方法。（二）低压铸造的原理1.基本原理1)合型2)升液阶段3)充型阶段4)凝固阶段5)顶出2.特点1)液体金属充型比较平稳；录像演示3)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；4)铸件组织致密，机械性能高，易于获得无缺陷铸件；5)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％；6)劳动条件好，设备简单，易实现机械化和自动化。2)充型平稳，可有效控制卷气和夹渣，防止合金氧化，适合于易氧化的铸件；低压铸造是近无余量铸造工艺，适合于生产内部质量要求较高、尺寸精度要求较高的铝镁合金铸件。录像演示低压铸造工艺可分为开放式和封闭式。1.开放式低压铸造开放式是指模具型腔直接与空气接触，因此充型后没有增压、保压凝固过程。2.封闭式低压铸造封闭式指型腔通过透气孔与大气相连，充型后可进行增压、保压。由于封闭式可以根据铸件的结构与凝固特点制定增压、保压规范，获得更高的内部质量，因此是常见的低压铸造工艺。（三）低压铸造分类二、低压铸造工艺（一）压力和增压速度低压铸造的工艺规范包括压力、增压速度、铸型预热温度、浇注温度，以及铸型的涂料等。Hp金属液上升高度金属液的重度阻力因数（1.0~1.5）3.第三阶段：凝固结晶阶段2.第二阶段：充型阶段1.第一阶段：升液阶段11Hp151p2p3p压力p时间234111/pv22Hp12122ppv223Kpppp13233ppv金属液的升液速度应尽可能缓慢，使金属液在进入浇口时不致产生喷溅或涡流，故一般不超过0.15m/s充型速度慢，充填平稳，有利于型腔内气体的排出，增大铸件各部分温差。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。3.涂料：对铸型，涂料的使用与重力铸造相同，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。此外，对保温坩埚也应喷涂涂料。在升液管内外表面应涂刷一层较厚涂料。（二）浇注温度、铸型温度及涂料1.浇注温度：一般比重力浇注低10~20°C，并且在保证铸件成型的前提下，应该是愈低愈好。2.铸型温度：对非金属型，若无特殊要求，一般都为室温。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200～250°C；浇注薄壁复杂件时，可高达300～350°C。1.浇口设在铸件的厚壁部位，而使薄壁部位远离浇口；2.用加工裕量调整铸件壁厚，以调节铸件的方向性凝固；3.改变铸件的冷却条件。三、低压铸造工艺设计低压铸造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（如砂型、石墨型、陶瓷型和熔模型壳等）多用于单件小批量生产，生产中采用较多的是砂型，要求造型材料的透气性和强度应比重力浇注时高。顺序凝固四、低压铸造设备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顶铸式低压铸造机侧铸式低压铸造机由炉体、熔池、密封盖和升液管等所组成，是低压铸造机的基本部分。保温炉的炉型有：焦炭炉，煤气炉，电阻炉，感应炉等。1.保温炉及附属装置根据不同铸件，不同铸件的要求，供气系统可以任意调节，工作要稳定可靠，结构要使维修方便。2.供气系统录像演示差压铸造的实质是低压充型与压力下结晶两种铸造方法的结合。可获得无气孔、无夹杂、组织致密的铸件。五、差压铸造（一）概述差压铸造又称反压铸造、压差铸造。是在低压铸造的基础上，铸型外罩个密封罩，同时向坩埚和罩内通入压缩空气，但坩埚内的压力略高，使坩埚内的金属液在压力差的作用下经升液管充填铸型，并在压力下结晶。1.差压铸造的概念2.分类按工作时压力筒内充气压力的大小低压差压铸造：0.5~0.6MPa中压差压铸造：5~10MPa高压差压铸造：10MPa按压差产生的方式增压法差压铸造减压法差压铸造3.差压铸造的特点1)充型速度可以准确控制，以获得最佳充型速度。2)铸件成形性好，表面粗糙度值低。3)铸件晶粒细小，组织致密，力学性能高，与低压铸造相比，铸件抗拉强度可提高1050％，伸长率可提高2550％。6)设备较庞大，操作麻烦。4)提高了金属的利用率，可减小冒口的尺寸或不设冒口。5)能用气体作为合金元素，故可往一些合金（如钢）中溶入N2，提高合金强度和耐磨性能。4.应用范围铸型可以用砂型，也可用金属型。单件、小批量生产时可用砂型，生产批量大时，可用金属型。铸件重量可从小于1kg至100kg以上。目前国内最大铸造直径540mm、高度890mm、壁厚8～10mm的大型复杂薄壁整体舱铸件。可铸造的合金有铝合金、锌合金、镁合金、铜合金，以及铸铁、铸钢。生产的铸件有电机壳、阀门、叶轮、气缸、轮毂、坦克导轮、船体等。在压力铸造机上生产受投影面积或壁厚限制的铸件均可用差压铸造法生产。差压铸造技术还可应用到注塑机上生产泡沫塑料结构件，通过发泡剂的加入量和压力控制生产出不同厚度的表面致密层。（二）差压铸造工艺1.充气阶段2.压力平衡阶段3.升液阶段4.充型阶段5.保压阶段6.互通排气阶段压力铸造低压铸造