低压铸造工艺原理

2019-07-0410:25:27低压铸造工艺原理已关闭评论

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。它是在较低压力(20~60 kPa)作用下,将金属液注入型腔,并在压力下凝固以获得铸件的一种方法,如图2.2.6所示。

图2.2.6 低压铸造工艺示意图

1、原理

低压铸造是使液体金属在压力作用下完成充填型腔及凝固过程二获得铸件的一种铸造方法。由于所用的压力较低(20~60kPa),所以叫做低压铸造。其工艺过程是:在密封的坩埚(或密封罐)中,通入干燥的压缩空气,金属液在气体压力的作用下,沿升液管进入直浇道3上升,通过内浇道2平稳地进入型腔1,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,使升液管中未凝固的金属液流回坩埚,再开型并取出铸件。

低压铸造过程的基本特点:充填速度、压力可适当调整。

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。

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

2、低压铸造独特的优点:

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;(压力下成形)

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%。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。

3、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。

(2)充型压力和充型速度

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

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。

(4)保压时间

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

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200~250度,浇注薄壁复杂件时,可高达300~350度。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。

(6)涂料

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。

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