低压铸造

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低压铸造

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低压铸造简介

更新时间:2017-06-26 点击数:1326

低压铸造简介

低压铸造法的历史  

  在二十世纪初期,国外开始研究并应用低压铸造工艺。英国E.H.Lake登记了第一个低压铸造专利,主要用于巴氏合金的铸造。法国人制定了用于铝合金和铜合金的计划,并首先在铝合金铸造生产中得到推广使用。 第二次世界大战爆发后,随着航空工业的发展,英国广泛地采用低压铸造工艺用于生产技术要求较高的航空发动机的气缸等轻铝合金铸件,并采用金属型低压铸造。低压铸造工艺在我国上世纪五、六十年代得到广泛应用,并研制出了最早的液面加压装置和简易的金属型低压铸造机。上世纪九十年代,随着国外先进设备的引进,我国低压铸造设备和工艺也得到了快速发展和应用,并研发出单片计算机控制的液面加压装置,极大地提高了低压铸造工艺水平。现在,低压铸造机已经广泛应用于汽车、电力、航空等领域,已成为一种成熟的铸造工艺设备。

 

低压铸造的原理

  在密闭的金属液保温炉的金属液表面上施加0.01~0.1Mpa的干燥压缩空气压力或惰性气体压力,使金属液通过浸放在金属液里的升液管上升,被压进与保温炉连接着的上方的铸型内。然后金属液是从铸型型腔的下部慢慢开始充填,直到充满整个型腔,这个过程叫充型。充满型腔后,压力再升高到保压压力,使铸件在较高的压力下开始凝固。凝固是从铸件上部开始向浇口方向转移,浇口部分凝固的时刻就是加压过程结束的时间。待浇口凝固后,保温炉排气、卸压,升夜管中未凝固的金属液流回保温炉内。待铸件冷却到一定强度后,打开铸型,取出铸件,一个完整的低压浇注过程结束。

  低压铸造用的铸型可以是金属型、砂型、壳型、陶瓷型,也可以是石膏型、石墨型等。在低压铸造工艺基础上进一步改进,使液态金属在差压下充型、在压力下凝固的方法称为差压铸造,它是低压铸造的一种特殊形式。

  低压铸造机就是完成低压铸造生产工艺的设备。根据铸型的不同,分为金属型低压铸造机、砂型低压铸造机等。其中,保温炉和液面加压装置是低压铸造设备必须的部分。

 

低压铸造工艺过程动画演示如下:

 

低压铸造优缺点
优点:
(1)浇注时的加压压力和速加压度可以调节,故可适用于各种不同铸型(如金属型、砂型等),铸造各种合金及各种大小的铸件;

(2)采用底注式充型,充型速度可控,金属液充型平稳,无紊流、飞溅现象,可避免卷入气体及对型壁和型芯的冲刷,同时,型腔的气体可充分排出,故提高了铸件的合格率;

(3)铸件在压力下结晶,铸件组织致密、轮廓清晰、表面光洁,力学性能较高,对于大薄壁件的铸造尤为有利;
(4)由于铸件凝固是在压力下从上往下进行,浇口始终处于液体状态,升夜管中的金属液起到冒口的作用。故省去工艺补缩冒口,使金属利用率提高到90~98%;

 

              各铸造方法材料利用率比较   
工艺方法      重力金型铸造   高压铸造       低压铸造 
材料利用率(%) 45~55          50~60         85~95

 

(5)可以使用砂制型芯,因此可以浇注出复杂的铸件,如发动机缸盖;

(6)劳动强度低,劳动条件好,设备简易,易实现机械化和自动化。可以多台作业、多工序作业。 
  
缺点:
(1)浇口方案的自由度小,因而限制了产品。(浇口位置、数量的限制,产品内部壁厚变化等)
(2)铸造周期长,生产性差。为了维持方向性凝固和熔汤流动性,模温较高,凝固速度慢;
(3)靠近浇口的组织较粗,下型面的机械性能不高; 
(4)需要全面的严密的管理(温度、压力等) 。

 

                                         低压铸造生产完整的生产工序
(1)金属熔炼、除渣、除气,同时保温炉预热到浇注温度;

(2)模具预热,上涂料,安装模具,确保模具与升夜管密封连接;
(3)将处理合格的金属液加入到保温炉中,密封保温炉炉门,并使保温炉达到浇注温度;
(4)装浇口滤渣网;
(5)下砂芯;
(6)吹气、清理;
(7)合模、插芯到位;
(8)启动液面加压系统开始加压,完成升液、充型、结壳加压工艺过程;
(9)保压凝固;
(10)保压时间到,开始抽芯、开模;
(11)取出产品。


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