低压铸造

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浇注温度一般比重力铸造低10~20℃;
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6)涂料 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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6.3 低压铸造的特点及应用
1、低压铸造独特的优点: 1)浇注压力和速度可调,适应各种铸型、合 金和铸件大小; 2)液态金属充型平稳,夹杂缺陷减少;--底 注式平稳充型,无飞溅、气体卷入和型壁冲刷 等弊病,铸件合格率提高; 3)型腔内液流与气流方向一致,减少了产生 气孔的可能性;
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潜水泵铝合金壳体砂型低压铸造
暗冒口
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⑤铸型的排气
实践证明,影响铸件质量的最重要因素是铸型的设计, 而大多数质量问题都是由于通气不良引起的。低压铸 造用的铸型,不象重力铸造铸型有冒口或出气冒口等 良好的排气条件,尤其是采用金属型低压铸造时,型 腔是封闭的,透气性差。
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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流,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。
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4)铸件成型性好。金属液在外力作用下强 迫流动,提高了金属的充填能力,有利于形成 轮廓清晰,表面光洁的铸件,少切削或零切削, 对薄壁件铸造尤其有利;
5)压力下结晶,铸件组织致密,机械性能 高;
6)金属收得率高(80%~98%),节省补 缩冒口,金属利用率高达90-98%;
7)劳动强度低,劳动条件好,容易数控自 动化。
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。
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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。
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③对壁厚差很大的特殊结构铸件,往往需采用特殊的方法: Ⅰ、对铸件很厚处,可在低压铸型对应部分局部镶铜,并
吹风强制冷却; Ⅱ、对复杂的缸盖,在总体上采用水冷,局部用空气冷却; Ⅲ、对复杂铸件不同部位也可采用不同导热系数的涂料或
改变涂料层厚度来控制铸件的冷却速度。
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铸态
热处理
断后伸长率δ(%)
铸态
热处理
140~180 170~230 —

布氏硬度HBS
铸态
热处理
70~80 95~ 115
备注
170~210 240~320 —

75~85 100~120
300

15
345~374 —
18.5~ 48.7

350~360 —

390~395 —

90


84~100 —
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汽缸盖示意图
材质:ZAl104 铸件重量:10.5kg 外形尺寸: 495mm×155m m×100mm 壁厚:5mm 耐压:0.6Mpa
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对于筒体铸件,当铸件直径大于400mm就可采用2个升液管。
薄壁筒体铸件双升液管浇注系统示意图
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内浇道具体尺寸可采用热节圆法、模数法、经验法 等计算方法加以确定,然后用下式核算、开模具,再
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对于使用单个内浇道的铸件一般采用: F升液管出口:F横:F内 =(2~2.3):(1.5~1.7):1 (2)
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④冒口设计
低压铸造时,金属液在压力下凝固,具有较好的补 缩能力,一般可不设冒口。
但对于某些结构复杂的铸件,浇注系统还不能满足 铸件补缩的要求,一般情况下多采用暗冒口,只有特 殊需要时才采用明冒口。
批量较大的有色金属铸件,可选用金属型。 (2)铸件内腔复杂,不能用金属芯时,可用砂芯,
外部用金属型。 (3)精度要求不高的大、中型铸件,在单件或小
批量生产时,可采用砂型。 (4)铸件精度要求较高、成批生产时可用壳型。
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(5)精度要求较高的大、中型铸件适宜用陶瓷型。 (6)铸件形状复杂、精度要求高的中小件适宜采
在生产中试模、修正:
F内=G/ρυt t=h/υ升
(1)
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当υ≤15cm/s时,可实现金属液平稳充型; t-充型时间(s); h-型腔高度; υ升-升液速度,一般υ升=1~6cm/s,复
杂薄壁件取上限。
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③横浇道及升液管设计 升液管相当于直浇道。
对于易氧化的金属应采用开放式浇注系统。 对不易氧化的金属常采用封闭式浇注系统。
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(2)真空低压铸造
对薄壁或复杂的大型铸件,采用前述的低 压铸造工艺,也难以满足时,采用真空低压铸 造就容易解决。它的装置与压差法低压铸造基 本相似。在浇注前先将型腔中的气体抽出再进 行浇注,这时浇注速度可以提高,不会产生氧 化夹杂和气孔等缺陷。
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3、低压铸造的应用
2、非金属型 非金属铸型多用于单件小批量生产,如砂型,石墨
型,石膏型,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。
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具体选用可参考以下原则: (1)铸件精度或质量要求较高,形状一般、生产
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1)液态金属在压力作用下由下而上地充 满型腔,并在外力的作用下结晶凝固,进行补 缩; 2)低压铸造的充型过程即与重力铸造不同, 又与压力铸造有区别(压力铸造为高速高压几 千~几万千牛/米2,而低压铸造为20~60千 牛/米2 。
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低压铸造工艺原理
铸型 型腔 浇道 密封盖 进气管
§6 低压铸造
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目录 6.1 概述
(低压铸造基本概念及工作原理) 6.2 低压铸造工艺过程 6.3 低压铸造的工艺特点及应用 6.4 低压铸造的工艺设计 6.5 低压铸造设备
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6.1 概述 反重力铸造。 低压铸造是介于压力铸造和重力铸造之间
的一种铸造方法。是在液体金属在压力作用 下,自下而上充填型腔以形成铸件的成形工 艺。
金属液 升液管 坩埚;
a) 带保温炉
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低压铸造工艺原理示意图b
1-坩埚 2-升液管 3-金属液 4-进气管 5-密封盖 6-浇道 7-型腔 8-铸型
b) 不带保温炉
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低压铸造的动画演示
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6.2 低压铸造工艺 1、低压铸造工艺过程
1)将金属、升液管和铸型装配好,盖好密封盖。 2)向密封金属液的坩埚中,通入干燥的压缩空气,使 金属液在压力作用下,自下而上地通过升液管而进入 铸型,并在压力下凝固。 3)解除压力,使升液管和浇注系统中未凝固的金属液 流回坩埚。 4)打开铸型,取出铸件。
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。
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ห้องสมุดไป่ตู้
1、铸件在铸型中的位置 低压铸造除遵循重力铸造时铸件在铸型中位置的选
择原则外,还应充分考虑低压铸造的特点。 (1)首先应创造铸件顺序凝固的条件。对于壁厚
低压铸造主要用来铸造一些质量要求高的铝合金和 镁合金铸件,如气缸体、缸盖、曲轴箱和高速内燃机的铝 活塞等薄壁件。
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力学性能 铸造方法
金属型铸造
铝合金 铜泵体 铝壳体
金属型 低压铸造
砂型铸造
砂型铸造 低压铸造
砂型铸造
砂型铸造 低压铸造
金属型 低压铸造
几种铸造方法铸件的力学性能比较
抗拉强度σb(Mpa)
用熔模型壳。 (7)对特殊要求的单件、小批生产的铸件可采用
石膏型、石墨型等。
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6.4.2 低压铸造工艺设计
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: • 浇口设在铸件的厚壁部位,而使薄壁部位远离浇口; • 用加工裕量调整铸件壁厚,以调节铸件的方向性凝固; • 改变铸件的冷却条件。
2)浇注系统设计 低压铸造浇注系统应满足顺序凝固的要求,还应保证金属液流动
平稳,除渣效果好,并能提高生产效率,节约金属液,浇注便于清 除浇冒口。
①浇注方式 低压铸造多采用底注式浇注系统。为达到顺序凝固,一般铸件薄壁 部位朝上,厚壁部位朝下,内浇道开设在铸件的厚壁部位。
②内浇道 对较大的、有多处热节的铸件,可采用多个内浇道。对于箱体类铸 件如汽缸盖铸件,采用升液管(直浇道)、横浇道和5个内浇道。
不均匀的铸件,厚大部位必须置于铸型底部,由浇注 系统对厚大部位进行补缩。
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活塞铸件在铸型中的位置
低压铸造
重力铸造
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(2)对一些壁厚比较均匀的铸件,可以给铸件上 下不同大小的加工余量,造成铸件自下而上的厚薄差 别,适应自上而下顺序凝固的要求;也可以采用安放 上下不同厚度冷铁的方法,使铸件毛坯适应自上而下 顺序凝固的要求。
13

70~80
21~24 —
98
合金为 ZAl Mg10

440~450 —
17~22 —
120~125
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6.4 低压铸造的工艺设计
6.4.1低压铸造所用的铸型
1、金属型 金属型多用于大批、大量生产的有色金属铸件。
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5、浇冒口系统设计 1)铸件按顺序凝固原则凝固
为充分发挥低压铸造工艺的优势,获得组织致密的 铸件,应保证铸件按“自上而下”的顺序凝固,即离 浇道最远处先凝固,离浇道近处后凝固,浇道最后凝 固。
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低压铸造铸件凝固过程
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为保证铸件得到顺序凝固,在工艺设计时需采取下列 措施: ①应尽量使铸件厚处接近浇道,薄处远离浇道。 ②对壁厚比较均匀的铸件,可通过上、下不同的加工余量, 使铸件毛坯壁厚上薄下厚,以利于顺序凝固。用砂型时 可上、下采用不同厚度的冷铁;用金属型时可将金属型 壁厚上、下做得不一样, 以保证铸件得到顺序凝固。
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特殊低压铸造工艺
(1)压差法低压铸造
有些铸件的内部质量要求高,希望在较高的压力下结晶,但一般低 压铸造时的结晶压力不能太大。因而发展出压差法低压铸造。其工艺过 程是将电阻保温炉和铸型全部进行密封,在密封罩内通人压力较大如 500kPa的压缩空气,这时由于铸型与坩埚内部的压力相等,金属液不 会上升,然后金属液向上补充50kPa压力,金属液就会上升充填型腔。 同时铸型内的金属液也在高压下结晶凝固。这种方法使铸件得到较致密 的结晶组织,提高了铸件的机械性能。据资料介绍这种工艺与一般铸造 方法相比,使铸件强度提高约25%,延伸率提高约50%。但设备较庞 大,操作麻烦,只有特殊要求时才应用。
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低压铸造的工艺特点 有利于创造铸件顺序凝固的条件
低压铸造时铸件的凝固过程 12.06.2020
浇口设在铸件的壁厚部位 12.06.2020
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2、主要缺点: 升液管寿命短,且在保温过程中金属液易氧 化和产生夹渣。
与压力铸造相比: 1)质量不低于压力铸造; 2)设备简单,投资少,生产成本低; 3)可制作大型零部件;
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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 ℃ ,浇注 薄壁复杂件时,可高达300~350 ℃ 。实践证明 ,在保证铸件成型的前提下,愈低愈好。
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低压铸造工艺过程: 合型 升液 充型 卸压冷却 开型
增压凝固
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2、低压铸造的工艺
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
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