铝合金薄壁件真空吸铸充型能力的研究
薄壁铝合金铸件的真空差压铸造研究
薄壁铝合金铸件的真空差压铸造研究薄壁铝合金铸件在工业生产中应用广泛，尤其是在汽车、航空航天、电子设备等领域。
随着科学技术不断发展，真空差压铸造技术的应用也越来越广泛。
本文以薄壁铝合金铸件的真空差压铸造研究为主题，着重探讨了该技术的优点、铸造过程、成型品质以及应用前景等方面。
一、真空差压铸造的优点真空差压铸造是一种新型的铸造技术，在铝合金铸造领域中应用较为广泛。
与传统的压力铸造相比，真空差压铸造具有以下优点：1、获得高品质铸造件真空差压铸造可以降低铸造过程中的氧含量，使得铝合金铸件的质量更加稳定。
同时，铸件内部不存在气孔、夹杂等缺陷，因此铸件的成型品质更好。
2、提高生产效率真空差压铸造技术可以快速、精确地制造出薄壁铝合金铸件，可以大幅提高生产效率和生产速度。
3、可重复性好真空差压铸造能够获得高度一致的铸件，并且该技术的可重复性好，因此可以确保铸件的质量满足产品设计要求。
铝合金铸件的真空差压铸造工艺，主要包括以下几个步骤：1、模具设计模具设计是铸造工艺的第一步，模具要求具有良好的热传导性和强大的稳定性。
模具的设计需根据不同铸件的形状、精度及生产要求进行设计。
2、熔炼与净化铸造前需要将铝合金粉末进行熔炼。
在熔炼过程中，需要加入一定量的气体吹扫剂。
这一步的目的是去除铝合金中的含氧物质，从而净化铝合金材料，保障成型产品的质量。
真空差压铸造需要通过真空大气压力差来完成铸造过程。
在铸造中，需要设置真空差压铸造系统，将铝合金熔融体注入到预制的铸造型腔中进行成型。
在成型过程中，需要维持一定的真空度，保证熔融铸件填充到型腔中不会受到空气或者氧化物的污染。
真空差压铸造技术的优越性在于可以获得更好的铸造质量。
铝合金铸件的真空差压铸造成品质的影响因素主要包括铸模设计、模具制作、熔炼和净化等方面。
其中，铸模设计和模具制作是影响铸造成果质量的最核心因素，必须注意型腔的尺寸、造型及结构等参数，以确保铸件的定位精度、密封性和表面质量。
薄壁铝合金压铸充型过程中的流动特征及其凝固组织
薄壁铝合金压铸充型过程中的流动特征及其凝固组织薄壁铝合金铸件具有密度小、力学性能优良等特点，近年来广泛应用于汽车车身与底盘等结构件，这类零件尺寸大且精度要求高、壁厚小且结构复杂，其充型问题成为此类零件成形的关键问题。
压铸作为一种快速的近净成型工艺，具有生产效率高、尺寸精度高和力学性能优异等特点，特别适合于此类零件的生产。
薄壁铝合金铸件在压铸充型流动过程中，铝合金熔体以很快的速度压入型腔，然后在压力下充型凝固，其组织会经历一系列变化，这种变化反过来又会影响充型流动过程。
目前，相关研究主要集中在各因素对铝合金熔体流动充型能力的影响、成形工艺参数对成形后零件组织力学性能的影响。
谭建波等[8] 研究了不同成形工艺参数下半固态合金熔体充型沿程流动过程中的组织演变。
本研究前期讨论了不同压铸工艺条件下薄壁铝合金充型沿程流动过程中的组织和力学性能规律。
但是，这些研究都仅仅是基于实验结果的定性分析，脱离了压铸过程中铝合金熔体充型流动本身的流动特性。
因此，研究薄壁铝合金在压铸过程中的充型流动特征、凝固过程对最终组织的影响很有必要。
为了研究薄壁铝合金压铸过程中充型流动行为以及凝固过程对组织的影响，本文作者测定铝合金熔体的黏度，压铸制备薄壁AlSi10MnMg 铝合金试样并记录分析了铝合金熔体的充型流动速度，通过计算流体力学参数Re 数和We 数来表征薄壁铝合金压铸充型过程中的流动特征，然后从铝合金熔体本身的流动特征出发分析了其凝固过程以及最终的气孔形态和组织。
这对优化此类大型复杂薄壁件压铸工艺参数、改善压铸件组织力学性能均有积极意义。
1 实验1.1 合金准备实验选用自制AlSi10MnMg 铝合金，其质量配比为10%Si、0.6%Mn、0.4%Mg、0.2%Ti、0.02%Sr，其余为Al，其液、固相线温度分别为897 和825 K。
熔炼采用井式电阻石墨坩埚炉，C 2Cl6精炼除气，A l5TiB细化，Al10%Sr 变质，然后将合金熔体静置，准备实验。
薄壁铝合金压铸充型过程中的流动特征及其凝固组织_朱必武
图4 Fig. 4
AlSi10MnMg 合金黏度随温度变化的曲线 Change curves of viscosity of AlSi10MnMg alloy with
temperature
图3
冲头运动参照示意图
Fig. 3 Reference object of motion for plunger
为了研究薄壁铝合金压铸过程中充型流动行为以及凝固过程对组织的影响本文作者测定铝合金熔体的黏度压铸制备薄壁alsi10mnmg铝合金试样并记录分析了铝合金熔体的充型流动速度通过计算流体力学参数re数和we数来表征薄壁铝合金压铸充型过程中的流动特征然后从铝合金熔体本身的流动特征出发分析了其凝固过程以及最终的气孔形态和组织
基金项目：国家“十二五”科技支撑计划资助项目(2011BAG03B02)；国家自然科学基金面上项目(51075132)；国际科技合作项目(2010DFB70180) 收稿日期：2013-02-22；修订日期：2013-05-20 通信作者：李落星，教授，博士；电话：0731-88821950；E-mail：luoxing_li@
[8] [4−5]
一次黏度值，直到铝合金熔体黏度过大无法继续测量 为止，整个黏度测试过程在氩气保护下进行。 1.3 压铸实验 实验所用设备为 J1113G 型卧室冷室压铸机，采 用二级压射速度，调节设定慢压射速度为 300 mm/s， 快压射速度为 4 000 mm/s，由慢转快时间为 0.60 s， 压射冲头直径 60 mm， 压射比压 20 MPa， 无设置增压， 模具材料 H13 钢， 模具试制 5~6 模预热至 355~423 K， 涂料为压铸用脱模剂， 浇注温度分别为 923、 953、 983 和 1013 K。 压铸试样尺寸如图 1 所示，图 2 所示为试样实 物 图 。 其 流 动 试 样 (Fluidity specimen) 截 面 尺 寸 为 10 mm×1.5 mm，总长度为 908 mm，测量记录流动充 型长度(Lf)。
铝合金压铸用高真空技术的开发与应用
铝合金压铸用高真空技术的开发与应用摘要：压力铸造的特点是高速高压。
在压铸过程中，金属液在进入型腔时难免进入空气，所以压铸件不适合利用热加工来提高力学性能。
高真空压铸工艺可以减少压铸件内气孔，提升压铸件力学性能。
本文介绍的新型高真空压铸用真空截止阀是在传统真空截止阀的一主动一从动两类活塞的结构基础上，通过液体金属冲击主动活塞提供动力，从动活塞封闭气路则由传动机构带动的动作原理。
用杠杆作为传动机构是其特点，它的优点在于可随时调节传动比，可随时开关活塞、既方便又可靠，改变了传统技术存在的设计灵活性差、不可靠的缺陷。
关键词：铝合金压铸技术；高真空技术一、真空压铸法及其工作原理真空压铸法是在型腔保持真空状态的情况下，把金属液填充到型腔的过程，因为卷入的气体少，铸件有较好的力学性能，且真空压铸保留了传统压铸法的优点。
高真空压铸工作原理是在传统压力制造技术的基础上加以对型腔内气体抽出的技术，即利用真空抽取设备将压铸模内压室和型腔内的空气抽出，使金属液体在真空的状态下充填型腔。
在压铸过程中利用真空压铸技术进行铸造，能提高铸件内部结构致密度，消除或明显减少压铸件表面气孔现象，可以有效提升压铸件表面质量，提高铸件的力学性能。
二、真空铝合金压铸法与普通压铸法区别真空铝合金压铸法与普通压铸法相比具有以下特点：(1)减少气孔现象的发生；(2)真空压铸的产品硬度高，微观结构精细；(3)真空铝合金压铸件有更高的力学性能。
三、真空铝合金压铸法的优缺点1、真空铝合金压铸主要以抽除型腔中的空气为主，通常有两种形式：(1)从型腔中直接抽取；(2)把模具放入真空箱中抽气。
利用真空铝合金压铸时，对模具排气道位置和排气道面积的合理设计非常关键。
型腔内抽出的气体量、抽气时长及填充时间影响着排气道的“临界面积”。
当排气道的面积比临界面积大时，铝合金压铸件的效果就好；反之，则不理想。
2、整体而言，真空压铸法具有以下优点：（1）真空压铸法能够让铸件内部的气孔减少或彻底清除，提高压铸件的力学性能和表面质量，改善整体性能；（2）真空压铸法可使型腔内的反压力减少，对合金的要求没有那么严格，甚至用小机器就可以压铸大型铸件；（3）真空压铸法使充填条件得以改变，对较薄的铸件也可压铸；（4）真空压铸法和普通压铸方法相比，生产效率几乎一样。
薄壁铝合金铸件的真空差压铸造研究
薄壁铝合金铸件的真空差压铸造研究一、引言铝合金是一种重要的金属材料，具有重量轻、强度高、热导性好、良好的导热性和良好的耐蚀性等优点，因此广泛应用于航空航天、汽车制造、机械制造等领域。
随着科技的不断发展，对铝合金铸件的要求也越来越高，特别是对于薄壁铝合金铸件制造技术的研究成为了一个热点问题。
本文将从铝合金薄壁铸件的研究背景出发，详细探讨真空差压铸造技术在薄壁铝合金铸件制造中的应用，分析真空差压铸造工艺对铝合金铸件性能的影响，最后对薄壁铝合金铸件的真空差压铸造技术进行展望。
二、真空差压铸造技术在薄壁铝合金铸件中的应用1. 真空差压铸造技术原理真空差压铸造技术是一种在真空条件下进行的差压铸造工艺。
其基本原理是在铸造过程中，通过对熔融金属施加真空和气体压力的双重作用，使铸件在凝固时产生均匀的凝固收缩压力，并且有效地改善熔融金属的流动性和润湿性，减少铸件内部的气孔和缩松缺陷，提高铸件的密度和强度。
（1）提高铸件的质量和性能。
真空差压铸造技术能够有效地减少铸件的气孔和缩松缺陷，提高铸件的密度和强度，使得铸件的表面质量更加光滑，具有更好的成形性和机械性能。
（2）节约能源和减少污染。
真空差压铸造技术能够减少金属氧化和挥发，降低了金属的浪费和二次污染，减轻了环境的压力，是一种节能环保的铸造工艺。
（3）适用范围广泛。
真空差压铸造技术适用于铸件尺寸复杂、形状复杂、壁厚薄以及需要高表面质量和高性能的铸件制造。
目前，国内外对薄壁铝合金铸件的真空差压铸造技术进行了大量的研究。
研究表明，真空差压铸造技术能够有效地改善薄壁铝合金铸件的内部组织和表面质量，减少铸件的热裂纹和气孔缺陷，提高铸件的力学性能和表面质量。
1. 组织性能2. 表面质量3. 机械性能真空差压铸造技术能够提高铝合金铸件的密度和强度，改善其疲劳性能和耐蚀性，使得铸件具有更高的机械性能和使用寿命。
研究表明，使用真空差压铸造技术生产的薄壁铝合金铸件，其抗拉强度、屈服强度和延伸率等机械性能指标都得到了显著提高。
真空技术在改善压铸质量方面的应用
真空技术在改善压铸质量方面的应用[摘要]：在压铸生产过程中，压铸工艺的改进和优化对提高压铸件质量起到了极大的推动作用，本文简要阐述了在压铸技术创新和产品质量不断提高，其各方面的特点也越来越受到关注。
在压铸过程中，金属液体内会卷入气体。
真空压铸是可以减少铸件内气孔的有效工艺，提升铸件力学性能的有效方法。
关键词：真空压铸；压铸工艺；铝合金引言：随着压铸技术不断进步，追求高品质生产。
但因气孔的存在，也存在一些缺点，如何的避免这些缺点，是当今压铸行业不断探索的方向。
近年来，新能源汽车快速发展，汽车工业开始轻量化设计。
这为汽车行业提出了“减轻质量、节约能源、提高安全性”的新要求。
产品的质量是安全的保证，减少产品气孔是一条不懈探究的道路。
一、压铸工艺优点及其局限性优点：压铸的实质是在高压作用下，使液态或半固态金属以高速度填充进入压铸模具，并在压力作用下成型和冷却凝固而获得铸件的一种成形工艺。
由此可见，高压和高速是压铸工艺的两大特点。
因此，压铸件的主要特性有以下几点：1.在高压下成型，产品致密性、机械强度及表面硬度高，但产品的延伸率较低。
2.充型快，冷却时间短，生产效率高，批量生产时成本低。
3.产品表面粗糙可达到 Ra1.6-6.3。
4.可生产壁厚较薄的零件。
5.充型快，内部卷入气体多，气孔较多。
6.不可热处理。
热处理时内部气体会膨胀，导致产品出现鼓包或裂开等缺陷。
正是因为气孔问题的存在，不断推动着压铸工艺的改进，以满足人们对压铸件质量不断增高的要求，拓展压铸工艺的应用范围，真空压铸技术就是方法之一。
二、真空压铸：真空压铸技术是在传统铸造技术的基础上，对型腔抽真空的方法。
先采用真空抽取装置将压铸模内压室和型腔内的气体抽出，使金属熔液在相对真空的条件下充填型腔。
利用真空压铸技术抽出气体，能消除或显著减少铸件内的溶解气体，提高铸件内部组织致密度，从而达到提升铸件的表面质量和综合力学性能的目的。
为获得理想的铸件，必须减少喷射热金属与型腔内的空气和烟气接触；就是在压射开始至结束的全过程中尽可能地降低型腔内的空气和烟气的气体压力，将整个过程的气体含量减少到一个近于理想的状况。
薄壁铝合金铸件的真空差压铸造研究
薄壁铝合金铸件的真空差压铸造研究随着工业技术的不断发展，铝合金铸件在工业生产中占据了越来越重要的地位。
薄壁铝合金铸件是铝合金铸件中的一类重要产品，其要求材料的硬度、韧性、强度、密度等指标都要达到一定的要求，而真空差压铸造技术是一种应用广泛的制造薄壁铝合金铸件的方法。
真空差压铸造技术是基于真空的一种高新铸造技术，其原理是通过给模具和熔池提供不同的压强差，使液态金属在真空的条件下充分填充模腔，从而制备出具有复杂形状、高精度的铸件。
使用差压铸造技术制备的铝合金铸件具有高的质量、高的强度和精度，同时可以大大降低铸件的缺陷率和工序复杂度，减少材料的浪费，提高生产率和产品质量。
在真空差压铸造过程中，制定合理的凝固序列是制备优质铸件的关键。
一般来说，铸件从初凝到凝固完全需要经历一段较长的时间，这个时间也称为凝固时间。
凝固序列是指熔池在凝固中发生的复杂过程。
在真空差压铸造过程中，凝固序列会受到许多因素的影响，比如铸件的形状、大小、复杂程度、铸型的材料、温度等。
因此，为了制备高质量的铝合金铸件，必须制定适合的凝固序列，同时进行相关的试验研究。
在真空差压铸造技术中，模具的设计和制造也起着至关重要的作用。
模具的质量直接影响到铝合金铸件的精度和质量，同时也决定着铸造的效率和生产成本。
模具的材料应该具有高的耐磨性、耐热性和抗拉强度，同时还要考虑到模具表面的光洁度和细微结构的影响。
另外，模具的设计也应该符合工艺要求，尽量减少模具和铝合金铸件之间的空隙，避免在铸造过程中引入气体和夹杂物。
总之，真空差压铸造技术在制备薄壁铝合金铸件方面有着广泛的应用和重要的意义。
通过精心的凝固序列设计、合理的模具设计以及科学的工艺流程，可以制备出高质量、高效率、低成本的铝合金铸件，同时为铝合金铸件制造领域的不断发展提供了新思路和新方向。
薄壁铝合金铸件的真空差压铸造研究
薄壁铝合金铸件的真空差压铸造研究随着社会经济的不断发展，薄壁铝合金铸件在汽车、飞机、火箭、船舶等领域中的应用越来越广泛。
目前，薄壁铝合金铸件的生产主要采用压铸和重力铸造。
这些方法虽然能够制造出高质量的铸件，但是也存在一些问题，例如制造成本高、浇注位置受限、有局限性等等。
因此，为了克服这些问题，人们开始研究真空差压铸造技术来生产薄壁铝合金铸件。
真空差压铸造技术是在真空条件下进行的一种铸造工艺，它是利用了真空状态下物质压力差异导致的铸件填充和凝固的特点，使得铸件可以制造得更加均匀且凝固过程更加完整，这能够有效地降低铸件的气孔和缩孔等缺陷。
本文主要研究了真空差压铸造技术在生产薄壁铝合金铸件中的应用。
首先，我们讨论了真空差压铸造技术的原理和特点，以及其对铸造质量的影响。
然后，通过实验研究探讨了差压铸造压差、真空度、铸造温度等工艺参数对铸件质量的影响。
最后，我们总结了差压铸造技术的优点和不足之处，并提出了改进差压铸造技术的建议。
实验结果表明，通过合理控制差压铸造压差、真空度、铸造温度等工艺参数，可以制造出高质量的薄壁铝合金铸件。
此外，相比于传统的压铸和重力铸造方法，差压铸造技术具有以下优点：1. 可以制造出更加均匀、完整、无气孔和缩孔的铸件。
2. 具有较高的铸造效率，节约了生产成本。
3. 差压铸造技术可以扩大铸件的浇注位置，增加设计的灵活性。
但是，差压铸造技术的不足之处也需要我们关注：1. 差压铸造设备的投资和运行成本较高。
2. 差压铸造技术对材料的选择和处理要求较高。
3. 差压铸造技术需要进行复杂的工艺控制和监测。
为了克服这些问题，我们可以采取一些措施进行改进，例如改进真空系统，优化铸造工艺，改进材料处理等。
综上所述，差压铸造技术具有较大的优势和应用前景，但是其实际应用仍需要克服一些技术问题。
我们应该不断地开展相关研究，为铸造行业的发展做出贡献。
复杂薄壁铝合金铸件磁动力真空调压铸造工艺研究
复杂薄壁铝合金铸件磁动力真空调压铸造工艺研究
李世嘉;侯击波;李传大;刘云
【期刊名称】《热加工工艺》
【年(卷),期】2009()9
【摘要】磁动力真空调压铸造技术是在电磁充型低压铸造技术的基础上发展而来的一种铸造技术,其充型能力强,补缩能力高。
通过研究磁动力真空调压铸造中影响金属液充型能力的因素,如真空度和浇注系统等,得出了磁动力真空调压铸造法的最佳充型工艺参数。
该技术尤其适合复杂薄壁铸件的高品质铸造,具有广阔的发展前景。
【总页数】3页(P40-42)
【关键词】调压铸造;电磁铸造;铝合金;复杂薄壁铸件
【作者】李世嘉;侯击波;李传大;刘云
【作者单位】中北大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG249.9
【相关文献】
1.大型薄壁复杂铝合金精密铸件石膏型调压铸造工艺 [J], 赵建国;仪垂勇;陈文君;蒋新启;贾利民;罗军;时圣勇
2.大型复杂薄壁铝合金铸件真空增压铸造特性研究 [J], 孙昌建;舒大禹;王元庆;苏志权;赵祖德
3.薄壁铝合金铸件真空差压铸造工艺的研究 [J], 董选普;黄乃瑜;吴树森;江锐
4.薄壁铝合金铸件真空差压铸造工艺的研究 [J], 董选普;黄乃瑜;吴树森;江锐
5.大型复杂薄壁铝合金铸件调压成形精密铸造技术 [J],
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铝合金真空压铸技术的开发及应用
铝合金真空压铸技术的开发及应用随着二十一世纪的到来，全球的资源利用逐年增多，新型资源的利用已受到各国人们的关注。
大量的先进的环保的技术被应用于各行各业。
而其中铝合金真空压铸技术在实现了产品的轻量化和环保的特点，加快了铝合金真空压铸技术在企业中的应用。
本文笔者就铝合金真空压铸技术的开发以及应用进行分析和探讨。
标签：真空压铸技术；铝合；金压铸；开发；应用近年来，全球的环境受到严重的破坏。
温室效应的产生提高了人们的环保意识并开启了人们寻找新型资源的想法。
目前，大量的先进技术以及环保技术被应用于企业中。
在工业发达国家中，铝合金真空压铸技术的开发及应用受到人们广泛的关注。
长期以来，人们为了扩大铝合金真空压铸技术的应用范围，不断的研发一些新型的特殊的压铸方法。
而铝合金真空压铸技术的应用提高了企业的生产效率，为企业带来了巨大的利益。
1 真空压铸技术1.1 真空压铸技术的概述真空压铸技术主要是指在压铸过程中，通过抽调压铸模具腔内的气体来达到消除或减少压铸件内的气体的目的，从而提高压铸件的力学性能和其表面质量的先进技术。
真空压铸技术主要分为两种。
一种是从模具中直接抽气。
另一种是将模具放置于真空箱中直接抽气。
在铝合金真空压铸技术当中，模具的排气道位置和面积是非常重要的。
当排气道的面积大于临界面积时，铝合金真空压铸技术的效果会非常的明显。
1.2 真空压铸技术的特点相比传统的压铸技术，铝合金真空压铸技术有着自己独特的特点。
首先，铝合金真空压铸技术能够减少或消除压铸件内的气孔，大大降低了气孔率，提高了压铸件的表面质量。
其次，铝合金真空压铸技术改善了填充条件，使铸件的微观组织细小，提高了铸件的硬度并且能压铸比较薄的铸件。
最后，铝合金真空压铸技术提高了铸件的力学性能。
这一性能的提高使铝合金真空压铸技术在工序和操作上更简单方便的同时还能具有和普通压铸方法同等的效率。
但铝合金真空压铸技术的模具结构复杂，安装困难，另外，如果铝合金真空压铸技术控制不当，将得不到预期的效果。
铝合金压铸中的真空排气与充氧工艺应用
铝合金压铸中的真空排气与充氧工艺应用在这样一个题目下，并不是将压铸真空排气与充氧工艺作为彼此对立的压铸辅助手段，而是为铝合金压铸中去除气孔影响提供更多更实用的选择。
正像没有人怀疑压铸在当今是提高铸造生产率和成型率的成熟生产方式一样，真空和充氧也在铝合金压铸生产的不同领域和生产场合逐渐为生产商接受和采用，其应用前景极具潜力。
一、真空排气作为真空排气的鼻祖，瑞士人于上世纪50年代中期开始使用真空辅助排气压铸（vacuum die-casting），至上世纪70年代后，为欧美国家推广使用；日本于80年代后至今将真空排气应用，发展到了一个很普遍的水平，有些技术特点与瑞士的极为接近。
真空排气应用于镁铝锌铅，甚至铜合金等冷热室压铸，是最为广泛的排气应用手段。
真空排气法对于压铸商来说，可能有没用过的，但少有不知道的。
真空排气过程中，真空排气的开始点在冲头越过到料口之后，排气元件的采用决定了真空排气的效率；靠合金动能关闭排气过程的真空阀（机械式关闭），组成了所谓全过程真空排气系统，使得真空排气与压射周期一致，排气的效果也是最好。
500毫巴的型腔真空度是最基本的排气目标，型腔内的压力越低越好，实践中有低于50毫巴的（高真空和超高真空）。
当然，为获得过低的型腔压力所付出的代价也不菲。
图１，压铸机合模后，合金料倒入压室。
当压射冲头达到或超出浇料口位置时，型腔内气压略有上升；真空阀打开，型腔真空排气开始。
此时真空罐的真空度处于在很低的水平。
气体从压室和型腔中通过真空排气管路被抽入真空罐。
真空系统通过单独的反馈回路，实时测量型腔的真空度。
图2，型腔被充满，并且合金液到达真空阀启动阀芯处而触发机械连锁，在瞬间关闭真空阀。
当合金液到达真空阀排气阀芯处时，真空阀已完全关闭，该真空排气周期与压射同时结束，完成了与压铸过程同步的全过程排气过程。
此时，真空机主阀仍然开启，确保其晚于真空阀的关闭，为全过程排气提供充足的真空。
真空压铸的起始过程件图示：二、充氧压铸相对于真空排气，充氧压铸法（PF: pore free die-casting）是上世纪70年代美国人通过研究铝压铸件气孔气体成分，发现极少有含氧的气孔存在，氧作为铝化合物分散存在于合金中，进而用氧来替代型腔中的空气，充型时喷射的熔融铝合金微粒与氧气在瞬间反应，将氧气耗尽，大大降低了铝铸件的气孔率。
薄壁铝合金铸件的真空差压铸造研究
薄壁铝合金铸件的真空差压铸造研究【摘要】本文研究了薄壁铝合金铸件的真空差压铸造技术，通过对真空差压铸造技术的概述，薄壁铝合金铸件的特点，以及影响薄壁铝合金铸件质量的因素进行了分析。
对真空差压铸造工艺参数进行了优化研究，并对薄壁铝合金铸件的微观组织和力学性能进行了分析。
研究结果表明，真空差压铸造技术在薄壁铝合金铸件生产中具有广阔的应用前景。
提出了未来研究方向和总结。
通过本文的研究，可以为薄壁铝合金铸件的生产提供参考，促进相关领域的发展和创新。
【关键词】关键词：薄壁铝合金铸件、真空差压铸造、微观组织、力学性能、工艺参数优化、应用前景、研究方向。
1. 引言1.1 研究背景薄壁铝合金铸件是一种在汽车、航空航天、电子等领域广泛应用的重要零部件，具有重量轻、强度高、耐腐蚀性好等优点。
传统的铸造工艺在生产薄壁铝合金铸件时存在困难，容易产生气孔、缩松等缺陷，影响产品的质量和性能。
为了解决薄壁铝合金铸件生产中存在的问题，研究者开始关注真空差压铸造技术。
真空差压铸造技术是将金属液体在真空条件下经由差压铸造装置充填到模腔中，可以有效减少气体夹杂、提高铸件的密度和力学性能。
该技术被广泛应用于生产各类薄壁铝合金铸件。
目前对于薄壁铝合金铸件的真空差压铸造研究还相对较少，尤其是在工艺参数优化、微观组织和力学性能分析等方面还存在许多问题亟待解决。
本文旨在深入探讨真空差压铸造技术在薄壁铝合金铸件生产中的应用，对薄壁铝合金铸件的质量和性能提升进行研究，为相关行业提供理论依据和技术支持。
1.2 研究意义薄壁铝合金铸件是一种在航空航天、汽车制造等领域广泛应用的材料，由于其密度低、强度高、耐腐蚀性好等优点，因此备受关注。
薄壁铝合金铸件在生产过程中存在一些质量问题，如气孔、裂纹等缺陷，严重影响了其性能和可靠性。
研究薄壁铝合金铸件的生产工艺，寻找有效的解决方案，具有重要的意义。
通过本研究，不仅可以为薄壁铝合金铸件的生产提供技术支持和指导，还可以为相关领域的工程师和研究人员提供参考和借鉴，促进该领域的发展和进步。
大型复杂薄壁铝合金铸件的真空增压铸造技术
在空中高速飞行气动载荷作用下 ,或在水中水压 载荷作用下工作的承压舱体 (如飞机 、导弹 、鱼雷或潜 水器的密封舱体) ,通常受轴向和径向流体分布载荷的 联合作用 ,且载荷大多随工作时间或运动状态而变化 。 因此 ,该复杂环境条件下的承压舱体结构必须满足两 项基本要求 :高的耐压性与良好的密封性 (不漏气或不 渗水) ;同时追求最小的结构重量 。在满足承载能力的 前提下 ,为采用轻质高强度有色金属材料而获得轻重 量的舱体 ,耐压舱体壳体一般采用薄壁加筋的增强结 构型式 。迄今为止 ,铝合金是薄壁耐压舱体的首选材 料 ,其次是镁合金和钛合金[1 ,2 ] 。
(1) 真空除气 在浇注以前 ,首先将熔炼好的金属液置于浇包 内安放在工作舱里 ,通过真空储能罐和真空泵对工 作舱抽气 ,达到设定的真空度后进行浇注和充型 。
在真空条件下熔炼过程中溶解于金属液内的气体易 于析出 ,这可使成形的铸件中气体含量降低 ,从而保 证其长期使用过程中的尺寸精度 ; 在真空条件下液 面也不易发生氧化形成氧化膜 ,这有利于金属液的 纯化和净化 。此外 ,在真空条件下铸型表面吸附的 气体以及水分都可以通过减压充分除去 ,避免充型 时造成侵入性气孔 。
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FOUNDR Y TEC HNOLO GY
Vol. 29 No . 2 Feb. 2008
空增压铸造技术应用适宜性和相关技术对策讨论如 下。
(1) 合金液充型问题 根据产品结构特点 、技术要求和影响合金液充型 的 3 大要素 :型腔气阻 、合金液流表面氧化膜 、铸型温 度和导热率的全面分析可知 ,采用真空浇注技术 ,再融 入可热模浇注 ( ≤300 ℃) 、热导率低的石膏型工艺及 分散内浇道方案 ,即可使狭长 、复杂型腔合金液充型困 难的问题得到极大的改善 。 (2) 分散热节的补缩问题 铸件表面积大 ,平均壁厚小 ,且又有众多的分散热 节 ,难以建立完整的顺序凝固温度场 ,分散热节补缩困 难 ,极易形成缩孔 、缩松等缺陷 。对此 ,利用真空增压 铸造法的“立体加压”,使铸件凝固过程中各个部位均 整体受压 ,并设置相应的分散冒口等 ,便可有效地解决 好对分散热节的补缩 。 (3) 针孔问题 复杂铝合金铸件除几何形状复杂外 ,其复杂的含 意还包括了铸件的一些特殊功能要求 (如气密性 、耐压 性等) 。对一些有高气密性要求的铝合金铸件 ,常因铸 件内部针孔严重 、气密性性能低下 ,造成大量或成批报 废 。对此问题 ,在保证铝合金熔炼质量 ———充分除气 的情况下 ,在铸件整个凝固过程中对其“立体加压”,就 可以充分保障铸件针孔度级别的优良 。 2. 2 某大口径导弹薄壁铝合金舱体的成型技术 某种大口径导弹薄壁结构铝合金舱体产品 ,是由 几段圆筒形壳体和收敛曲线形壳体等对接总装而成的 。 圆筒壳体采用典型的网格式内筋柱壳结构型式 ,如图 3 所示。舱体壳体的壁厚很薄 (壁厚/ 直径 = 6/ 800 mm～ 8/ 800 mm) ,对尺寸精度和表面质量要求高 ,要求壁面 光洁 、壁 厚 均 匀 , 内 壁 非 加 工 铸 面 直 径 公 差 不 超 过 ±2 mm ,有关纵筋方位公差 ±20′、凸台中心位置公差 ±2. 5 mm 等 , 对壳体的耐压稳定性 和密 封性 要求 严格 。
铝合金高真空压铸技术的开发及应用
新型高强度高韧性耐腐蚀Al-Mg-Si-Mn合金的开发及应用研究报告1 立项依据1.1 项目的目的及意义轻量化是未来汽车工业的重要发展方向之一，铝合金及其成形技术是当前汽车轻量化特别是在汽车结构部件的轻量化开发中首先选择的方向。
尽管铝合金在汽车轮毂、变速传动机构等部件中用的越来越多，但在底盘关键结构部件中则应用的很少。
本项目基于广汽自主品牌汽车“传祺”的开发与生产需求，旨在开发出一种底盘后副车架用高强度、高韧性、耐腐蚀的适于真空压铸成形的新型铝合金材料。
压力铸造简称压铸，是一种高速高效的先进成形工艺，是复杂薄壁铝、镁合金铸件的主要成形方法之一，在汽车/摩托车用铝、镁合金零部件的生产中占有相当大的比例。
但是压铸生产的铝、镁合金铸件内部气孔多，无法进行固溶热处理或焊接成形，也不能进行过多的机加工。
因此压铸件在轿车/摩托车的重要保安零件如底盘悬架上的副车架、轿车A/B柱等结构受力件上的应用受到严重限制。
如何充分发挥压铸的技术优势，特别是利用压铸方法来生产高强度、高韧性的铝、镁合金压铸件以满足轿车轻量化的发展需求是人们长期以来研发的前沿技术之一。
国外发达国家如德国、日本等基于汽车轻量化的发展需求，对底盘/车身类高强韧压铸铝合金进行了开发和研究，取得了很好的效果。
然而迄今为止国内对汽车底盘/车身关键结构部件的高强韧压铸铝合金的研发和应用尚未见有公开报道。
因此，研发具有自主知识产权的汽车底盘关键部件用高强韧压铸铝合金材料对提升我国汽车零部件的制造技术水平，促进国内汽车轻量化技术的发展及零部件企业的技术进步，实现节能减排，有着非常重要的理论和实际意义。
1.2 国内外技术发展现状与趋势基于材料强度、制造工艺性等原因，铝合金是当前汽车轻量化的主要选择材料，其中适于压铸成形的铝合金材料获得了广泛应用。
压铸铝合金应用最多的是Al-Si-Cu系合金，如国内YL112、YL113，日本ADC12，美国A380等，因为上述合金具有优异的铸造性能和良好的力学性能。
大型复杂薄壁铝合金铸件真空增压铸造特性研究
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ｓ ｏ ｄｔ ａ ｈ ｏ ｐ ｎ ｎ ｓｈ ｖ ｅ ｅ ｔ ｉｉｇ ｅ ｅ ｔ ｎ ｏ ｓ ｃ ｅ ｅ ｔ ｓｃ ｌ ｈ ｔ ｎ ｉｒ ｎ ｈ ｗｅ ｈ ｔ ｅ ｃ ｍ ｏ ｅ ｔ ａ ｅ ｐ ｒ ｃ ｌｎ ｆ ｃ ｄ ｎ ｕ ｈｄ ｆｃｓａ ｏｄ ｓ ｏ ｄ ｍ ｓｕ ， ｔ ｆ ｆｌ ａ ａ ｅｔ ｃ ．Ｃｏ ｍｐ ｒｄ ｗｉ ｒ ｄｔ ｎ ｌｇ ａ ｉ ａ ｔ ｇ ａ ｄ ｖ ｃ ｕ ｃ ｓｉｇ ａ ｕ ｍ ｒ ｓ ｕ ｉｉｇ ｃ ｓ ｉｇ ａ ｅ ｔ ｔ ｉｏ ａ ｒ ｖｔ ｃ ｓｉ ｎ ａ ｕ ｍ ａ ｔ ，ｖ ｃ ｕ ｐ ｅ ｓ ｒ ｎ ａ ｔ ｈ ａ ｉ ｙ ｎ ｎ ｚ ｎ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈ ｒ ｃｐｅ ｏ ａ ｕ ｍ ｒ ｓ ｕ ｉｉｇ ｃ ｓｉｇ ｔ ｃ ｎｑ ｅ ｉ ｒ ｓ ｎｅ ａ ｄ ｔｅ ｌｒ ｅ ｓ ａｅ ｓｒ ｃ ： ｅ ｐｉ ｉｌ ｆｖ ｃ ｕ ｐ ｅ ｓ ｒ ｎ ａ ｔ ｅ ｈ ｉｕ ｐ ｅ ｅ ｔｄ， ｎ ｈ ａ ｇ — ｃ ｌ ｎ ｚ ｎ Ｓ
摘 要 ：论述了真空增压铸造技术原理， 研究了真空增压铸造技术生产大型复杂薄壁铝合金铸件，结果表明， 铸件充型
完整 ，无 冷 隔 和 浇 不足 等缺 陷 ；该 方 法 与传 统 的重 力 铸 造 和 真 空铸 造相 比 ，具 有 提 高合 金 充 型 能 力 、改 善铸 件致 密度 和针孔度级别 的工艺特性和优点 ，铸件的强度 提高２ ％～ ０ ０ ３ ％，伸长率高 出近 １ 倍。真空增 压铸 造技 术适合 于质量 要求 高、复杂程度要求高的铝合金铸件 ，尤其适合大型复杂薄壁铝合金铸件。
高铁用大型复杂铝合金铸件的耐真空性能研究与改善
高铁用大型复杂铝合金铸件的耐真空性能研究与改善随着高速铁路的快速发展，对高铁列车的安全性能提出了更高的要求。
铝合金铸件作为高铁列车中重要的构建材料之一，其性能对于列车的安全性和可靠性具有至关重要的影响。
其中，铝合金铸件在真空环境下的性能，尤其是耐真空性能的研究与改善，对于确保高铁列车长时间运行的稳定性和安全性至关重要。
一、耐真空性能的意义耐真空性能是指材料在真空环境中所保持的物理性能和化学稳定性。
在高铁列车运行过程中，铝合金铸件将处于不同程度的真空环境中，尤其是在高速运行与急刹车时，空气流通过密闭空间会导致压力差，使得材料表面形成真空环境。
铝合金铸件的耐真空性能对于确保其长时间运行过程中的稳定性和材料寿命具有重要的意义。
二、耐真空性能研究的现状目前，高铁用大型复杂铝合金铸件的耐真空性能研究主要集中在以下几个方面：1. 材料选择与设计：合理的合金选择和设计对于提高铸件的耐真空性能起到至关重要的作用。
一些铸件的设计结构和合金成分需要根据耐真空性能的要求进行调整，以提供更好的真空封闭性。
2. 表面处理与涂层技术：提高表面处理和涂层技术的性能，可以有效阻止材料表面被真空侵蚀，从而提高铸件的耐真空性能。
例如，采用先进的薄膜涂层技术可以增强铸件表面的抗蚀性和耐磨性能。
3. 微孔结构优化：通过优化铸件的微孔结构，如孔隙率和孔径分布，可以改善铸件的耐真空性能。
因此，需要开展微孔结构的研究，以提高材料的真空封闭性。
4. 热处理工艺改进：合理的热处理工艺可以改善铝合金铸件的微结构和力学性能，从而影响其耐真空性能。
因此，研究人员需要针对高铁用大型复杂铝合金铸件的特点，优化热处理工艺，以提高铸件的耐真空性能。
三、改善铸件耐真空性能的方法根据目前的研究现状和实际需求，我们可以提出以下几点改善铸件耐真空性能的方法：1. 优化合金选择与设计：对于不同的铸件结构和应用环境，需要选择合适的铝合金以及合金的成分和比例来满足耐真空性能的要求。
大型复杂薄壁铝合金铸件真空增压铸造特性研究_孙昌建
·４４３·
固”融为一体、复合而成的一种铸造技术［４］。真空增压 铸造设备示意图如图１所示。真空增压铸造技术的工艺 原理可以描述为： （１） 铸型和装有金属液的浇包安置 在工作舱内，并快速关闭舱门，实现工作舱的密封； （２） 启动设备，对工作舱抽真空，并在真空气氛下完 成铸件的浇注、充型； （３） 对工作舱充压，并保压一 段时间，使铸件在外加压力条件下凝固成型。真空增 压铸造技术机理为：一是通过真空浇注的工艺条件， 避免浇注和充型过程中的卷气、窝气，消除铸件内部 的侵入性气孔和大幅减少铝液表面氧化膜产生，同时 提供铝液充型时平稳流动和避免氧化膜夹杂降低铸件 力学性能；二是通过对凝固中的铸件施加外力 （立体 加压的气压力），其作用有以下两点： （１） 对凝固中 的铸件产生“液相金属的挤滤作用”和“使已凝固的 枝晶产生显微变形”，从而提高冒口的有效补缩能力， 保证铸件的致密性和强韧性； （２） 抑制铸件凝固时气 泡的形成和增加气体在固态合金中的溶解度，保证铸 件针孔度级别的优良，从而保障铸件的气密性和耐压 性。真空增压铸造技术原理可归纳为，真空浇注和加 压温（２００±１０）℃；浇注温度（７２０±１０）℃
大气压０．１ ＭＰａ
真空度－ ０．０８ ＭＰａ
３．２ 真空增压铸造件与其他铸件性能对比
３．２．１ 铸件的致密度对比
铸件的致密度大小是影响铸件质量的重要因素。
考察铸件致密度的方法一般采用测定铸件疏松率的方
法［５］。疏松率Ｐ为
液流表面张力降低、型腔气阻小，金属液流动性约提
高１倍。真空下浇注十分有利于薄壁复杂铸件的充型，
保障铸件顺利成形，不会产生浇不足、冷隔等缺陷。
表１ 金属液流动性对比
Ｔａｂｌｅ １ Ｌｉｑｕｉｄｉｔｙ ｃｏｍｐａｒ ｉｓｏｎ ｏｆ ｌｉｑｕｉｄ ｍｅｔａｌ
铝合金铸造充型凝固数值模拟的研究现状与发展
金属铸锻焊技术 Casting ·Forging ·Welding上半月出版随着计算机技术的飞速发展 , 铝合金的铸造发展步入了计算机数值模拟时代。
利用高性能的计算机 , 铸造工厂和工程师可以对铝合金铸造过程进行仿真模拟 , 在实际生产前对铸造工艺参数进行验证或优化 , 对铸造结果和缺陷可以做到预先的了解 , 从而可以大大缩短工艺试验周期、确保铸件质量、提高工艺出品率、降低生产成本和废品损失 , 对实际生产有着极高的使用价值 [1]。
铝合金铸造过程中的充型凝固过程对产品的质量和性能起着至关重要的作用 , 国内外的学者经过数十年的研究 , 取得了很大的进展。
1铝合金铸件充型过程数值模拟与算法铝合金的铸造缺陷如浇不足、卷气、缩松缩孔等都与液态金属的充型过程有关 , 因此对充型过程进行数值模拟非常必要。
金属液充型过程的流动过程非常复杂 , 准确描述金属液的流动是对流场进行模拟的关键 , 为此国内外的学者提出了很多有意义的计算方法 , 以期能够准确地对金属液的充型流动进行描述 , 最终达到对过程分析的目的。
从 20世纪 60年代开始 , 国内外学者对铸件的充型过程进行了大量的研究 , 在数学模型的建立、算法的实现、计算效率的提高以及工程使用化方面均取得了重大突破 [2]。
1972年由 Minnesota 大学的 Patankar 和 Spalding 提出了 SIMPLE 算法 , 该算法是对利用质量守恒方程使假定的压力场能不断地随迭代过程进行的改进 , 在不可压缩流体的动量方程数值铝合金铸造充型凝固数值模拟的研究现状与发展康道安 1, 杨屹 1, 吴敏 2, 邵京城 2, 卢东 1, 曾斌 1(1.四川大学制造科学与工程学院 , 四川成都 610065; 2. 湖北 3611机械厂 , 湖北襄樊 441002摘要 :铸造过程的计算机数值模拟是当前重要的研究方向 , 而铸件的充型凝固过程是整个模拟过程中的难点之一。
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（）薄板试样 ａ （）四种铸件 ｂ
图 １ 铸 件尺 寸 图
Ｆｉ ． ｍｅ ｓｏ ａ ｒ ｗｉ ｇ ｏ ａ ｔｎ ｇ １Ｄｉ ｎ ｉ ｎ ｌ ａ ｎ ｆｃ ｓｉ ｇ ｄ
铸 和低 压铸造 的充 型能 力进行 对 比，并 研究 了真 空 吸
ａ ｄｔ ｎ ｔｅ ｉｃｅ ｓ ｆｖ ｃ ｕ ａ ｄ ｆ ｌ ｇ ｓ ｅ ｄ ｉ ｈ ｌ ｆｌｔ ｎ ｒａ ｅｔ ｅｆ ｌ ｇ ｃ ｐ ｃｔ ｆａ ｔ ｒｖｔ ｄ ｉｏ ， ｈ ｎ ｒａ ｅｏ ａ ｕ ｍ ｎ ｌ ｎ ｐ ｅ ｓ ｅｐｕ ｏ ｉｃ ｅ ｓ ｈ ｌ ｎ ａ ａ ｉ ｏ ｉ ａ ｉ ｉ ｉｉ ｉｉ ｙ ｎ ｇ ｙ
对 比１ ｍｍ板和２ｍｍ板 ，１ ｍｍ板 的表 面张 力 引起
的附加 压 力是 ２ｍ ｍ板 的２ ，凝 固时 间 Ｉ２ｍｍ板短 ， 倍 ； Ｅ 充 型 阻力 大 ，充 型动 能 降低 快 ，金 属 液流 动 时 间短 ， 增 加相 同程度 的真 空度 和充 型速度 ，充 型高 度 的的增 加量 较小 。在相 同的浇注条件 下 ，２ｍｍ板 件端 口的不 平 稳 幅度 比 １ ｎ 板件 要 大 。在 薄壁 铸 件 的浇 注 过程 ｍｌ 中 ，金 属液 粘滞力 也是 影响 流动 的重要 因素 ，当板件
浇 注合金 为Ｚ １４ Ｌ Ａ，浇注 温度 为７ ０℃ ，铸 型温 度为 １ ０ 室 温 （５℃） ２ 。低 压铸 造和 真空 吸铸 最 大 充型 压 力为 ５ ａ ０ Ｐ ，低压铸造 的加压速度 为５ Ｐ ／ （ ｋ ａ 低压铸 造 的减 ｋ ｓ
压 速 度是 指 液 面加压 速 度 ） ，真空 吸 铸 的减 压 速 度 为
Ａｂ ｔ ｃ ： Ｆ ｌｎ ａ ａ ｉ ｎｉ ｏ ｔｎ ａ ｔｒａ ｅ ｔ ｇｔｅｆｒ ｉｇｏ ａ ｕ ｍ ｕ ｔ ｎ ｃ ｓｉｇｔｉ— ｌ ｄ ｓｒ ｔ ａ ｉｉｇｃ ｐ ｃｔ ｉ ａ ｌ ｙｓ ｍｐ ｒａ ｔ ｃｏ ｆ ｃｉ ｏｍ ｎ ｆ ｃ ｕ ｓ ｃｉ ａ ｔ ｎ ｗａｌ ｆ ｎ ｈ ｖ ｏ ｎ ｈ ｅ
铸
・
造
Ｍａ ． ０ ２ ｒ２ １ Ｖ Ｉ６ Ｎ０ ３ Ｏ ．１ ．
３４ ・ ０
Ｆ ＮＤＲ ＯＵ Ｙ
铝合金 薄壁件真 空吸铸 充型能力的研 究
李 剑 ，郝启堂，李新雷，陈云龙
（ 北 工 业 大 学凝 固技 术 国 家重 点 实验 室 ，陕 西 西安 ７ ０ ７ ） 西 １０ ２
ｃ ｓ ｎ ｓ ｈ ｌｎ ａ ａ ｉ ｆｖ ｃ ｕ ｓ ｃｉｎ ｃ ｓｉｇ ｗａ ｏ ａｅ ｔ ｈ ｏ ｐ ｅ ｓｒ ａ ｔ ｇ ｂ ａｔ ｇ ．Ｔ ｅ ｆ ｌ ｇ ｃ ｐ ｃｔ ｏ ａ ｕ ｍ ｕ ｔ ａｔ ｓｃ ｍｐ ｒ ｄ ｗｉ ｔｅ ｌｗ—ｒ ｓｕ ｅ ｃ ｓｉ ｙ ｉ ｉｉ ｙ ｏ ｎ ｈ ｎ
关键 词 ：真空 吸铸 ；薄壁铸件 ；充 型能力
中图分类 号 ：Ｔ ４ ． 文献标 识码 ：Ａ Ｇ２ ９ ９ 文章编 号 ：１０ — ９ ７ （０ ２ ３ ００ — ４ ０ １ ４ ７ ２ １）０ — ３４ ０
Ｒｅ ｅ ｒ ｈｏ ｌｎ ｐ ｃｔ ｆ ｃ ｕ Ｓｕ ｔ ｎ Ｃａ ｔ ｇ ｆ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ Ｆｉｉｇ Ｃａ ａ ｉ ｏ ｌ ｙ Ｖａ ｕ ｍ ｃｉ ｓ ｉ ｏ ｏ ｎ Ｔｈｎ Ｗ ａｌｄ Ａｌｍ ｉｕ Ａｌ ｙＣａ ｔ ｇ ｉ． ｉ ｕ ｎ ｍ ｌ ｓ ｉ ｓ ｅ ｏ ｎ
铸 过程 中真 空度 和减压 速度 对薄 壁件充 型 能力 的影 响 规律 以及与壁厚 的关系 。
１ 试 验 方 法
１１ 不 同铸 造条 件下 充型 能力 的对 比研 究 ． 在低压 铸造 机和 自行设 计制 作 的真空 吸铸 装置 上
分别采用低 压铸造和 真空吸铸方 法浇注一块 薄板试 样 ， 试样 壁 厚 为２ｍ ｎ ｌ ，宽 度 为 １０ｍｎ。试 样 尺 寸如 图 １ ５ ｌ ，
ｍｏｄ ｔｅｆｌｎ ａ ａ ｉ ｆｖ ｃ ｕ ｕ ｔ ｎ ｃ ｓ ｎ ｓｔ ｅｂ ｓ ａ ｎ ｈ ｎ ｅｔ ａｅ ａｔ ｇ ｍｅｈ ｄ ． ｎ ｌ， ｈ ｌ ｇｃ ｐ ｃｔ ｏ ａ ｕ ｉ ｉ ｙ ｍ ｓ ｃｉ ａｔ ｇ ｉ ｈ ｅｔ ｍｏ ｇ ｔｅｉｖ ｓｉ ｔｄ ｃ ｓｉ ｔｏ ｓ Ｉ ｏ ｉ ｇ ｎ
图 ６ 真 空度 为 ４ Ｐ 时 减 压 速度 对 充 填 高 度 的影 响 ０ｋ ａ
Ｆｉ ． ｎ ｌ ｎ ｅｏ ｅ ｏ ｒ ｓ ｉｎ ｔ ｎｆｌ ｎ ｅ ｇ ｔ ｔ ａ ｕ ｍ ０ ｋ ａ ｇ ６Ｉ ｆ ｕｅ ｃ ｆｄ ｃ ｍｐ ｅ ｓｏ ｒ ｅｏ ｌ ｇ ｈ ｉ ｈ ｈ ｖ ｃ ｕ ４ Ｐ ａ ｉ ｉ ｗｉ
作者简介 ： 李剑 （ ８一 ， ， １ ５ ） 男 硕士生 ，研究方向为真空吸铸设备及工艺 。Ｅｍ ｉ ０ １ １５ ４ ＠１３ ｏ ９ — ａ ： ５２ ０ ４ ０ ６ ． ｍ ｌ ｃ
Ｍａ 。 ０ ２ ｒ２ １
・
３６・ ０
Ｆ ＯＵＮＤＲ Ｙ
Ｖｏ ． Ｎｏ ３ １ ６１ ．
ｔ ｉｋ ｅ ｓｏ ｌ ｎ ａ ａ ｉ ａ ｕ ｍ ｕ ｔ ｎｃ ｓｉｇｗｅｅｒ ｓａｃ ｅ ． ｅｔ ｅｌｗｅ ｏ ｎｅ ｒ ｓｕ ｅｉ ｈｃ ｎ ｓ ｎｆ ｌ ｇｃ ｐ ｃｔ ｉ ｖ ｃ ｕ ｓ ｃｉ ａ ｔ ｒ ｅ ｅ ｒｈ ｄ Ｄｕ ｏｔ ｉｉ ｙ ｎ ｏ ｎ ｈ ｏ ｒｃ ｕ ｔｒｐ ｅｓ ｒ ｎ
ｌ Ｏ ５
３ ０
仅可 以获得 十 分优异 的铸 件 品质 ，而 且能 实现传 统铸 造技术难 以企及的铸件合 格率［ ３ １ 。针对真空 吸铸技术 在 铝合 金薄 壁铸 件生 产 中的特点 ，研究 真 空吸铸 条件 下
铝合 金充 型能 力 ，为薄壁 铸件 生产 提供科 学依 据显 得 尤 为必要 。本 研究 通过 浇注铝 合金 薄板 件 ，对 真 空吸
ｐ ｕ ｉ ｇ ｓ ｅ ｔ ａ ｔ ｇ ｏ ｌ ｍｉ ｕ ｌ ｙ ． ｕ ｔ ｅ ｏ ｅ ｔ ｅ ｅ ｅ ｔ ｆ ａ ｕ ｍ ｅ ｅ，ｆ ｌ ｇ ｓ ｅ ｄ ａ ｄ ｗａ ｌ ｏ ｒ ｈ ｅ ｓ ｎ ｆａ ｕ ｎ ｎ ｃ ｉ ｍ ａ ｌ ｓ Ｆ ｒ ｒ ｒ ， ｈ ｆ ｃ ｓｏ ｃ ｕ ｌｖ ｌ ｉ ｉ ｐ ｅ ｎ ｌ ｏ ｈｍ ｖ ｌｎ
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空度 ，充型高度不会 增加 。
减压速度对铝合金薄板铸件充 型高度 的影 响如图６ ，
其 中真空 度 为４ Ｐ 。真 空吸 铸薄 壁件 时 ，金 属 液 冷 ０ｋ ａ 却速度 快 ，流动 时 间短 ，金 属液 的充 型能力 随充 型 速 度 的增 加 而提高 ，因此 在保 证合 适真 空度 的基础 上 提 高充 型速度 有助 于进 一步 提高真 空 吸铸金 属液 的充 型 能力 。图 中可 以看 出 ，１ ｍｍ板件 的充 型高度 较低 ，而 且随减压速度的增 加 ，其充 型高度 的增加 幅度 不大 ；对 于２ ｍｍ薄板 ，充 型高度 随减压 速度 的增 加呈 现 明显 的 增加趋势 ，增加幅度随减压速度 的增加呈现减小趋势 。
Ｋ ｗｏｄ ：ｖ ｃ ｕ ｓ ｃｉｎｃ ｓｉｇ ｔｉ－ ｌ ｄｃ ｓｉｇ ｆ ｌ ｇｃ ｐ ｃｔ ｒ ｓ ａ ｕ ｍ ｔ ａｔ ；ｈｎｗａｌ ａｔ ； ｌｎ ａ ａ ｉ ｕ ｏ ｎ ｅ ｎ ｉｉ ｙ
薄壁铸 件是 当今 铸造 技术 的一个 重要 研究 方 向［ 】 ］ ， 而充型是薄壁铸件 制造技术 的关 键［ ２ １ 。真空 吸铸 技术 以 其优 异 的充 型 能力在 薄壁 件生 产 中得 到广 泛应用 ，不
表 面 张力 成 正 比 ，与 型 腔厚 度 反 比，壁厚 越小 ， 成 充 型过程 的阻力越 大 ，越不 利于充 型 。对 于壁厚 ３ ｍｍ 板 和４ ｍｍ板 ，其壁厚 相对较 大 ，由附加压 力引起 的充
型阻力较小 ，充 型速度较 大 ；由于 型腔厚度相 对较大 ，
金属液 容量 较大 ，在相 同的型壁 面积 下 ，热 量散 失较 慢 ，金 属液 冷却速 度慢 ，流 动时 间长 ，因此 充 型能力
摘要 ：充型能力是影响真空吸铸薄壁铸件成形生产的重要因素。本研究通过铝合金薄板件的浇注试验，对比了真空吸
铸 和低压铸造 的充 型能力差异 ，研究了真空吸铸条 件下 真空度大小 、充型速度及壁厚对充型能力 的影响规律。结果表 明 ：真空 吸铸具有优 良的充型能力 ，较低 的型内反压是充型能力提高 的主要原 因；此外 ，真空度和充型速度的增大有 助于提高反重力浇注铝合金薄壁件的充 型能力 ，提高幅度 与壁厚有密切关 系。
５ｋ ａ 。以充填率 （ 面积 占试样 总面积 的百分 比） Ｐ ／ ｓ 充填
其 中 型腔 与浇 口直接 相连 。铸 型采 用 酚醛 树 脂砂 型 ，
收稿 日期 ：２ １ － ０ ２ 收到初稿 ，２ １－１— ９ ０ １— ３ １ ０ ２ ２ 收到修订稿。 １
作 为衡量充 型能力 的标准 。金属液在充型过程 中液 面的
强 ，可 以全部 充满 型腔 。对于壁 厚 １ ｍｍ板 和２ｍｍ板 ，
其充 型阻力 较 大 ，充 型速度 小 ，而且 金属液 冷却 速度 快 ，流动 时间短 ，充 型能力 较差 ，随 着真空 度 和减压 速度 的增加 ，充 型高度增加 。对３ ｍｍ板 和４ｍｍ板 ，其 充 型高度 不 随减 压速 度 和真空 度 的变 化 而改变 ，下 面 的试验 和分 析只针对 １ 板 和２ ｍｍ ｍｍ板研 究充型高度 与 减压速度 、真空度 、壁厚 的关 系 。 真空度 对铝 合金 薄板铸 件充 型高 度 的影 响如 图５ ， 其 中减 压速 度 为４ｋ ａｓ Ｐ ／。可 以看 出 ，随着 真空 度 的增 加 ，充 型高度 增加 ，但是 真空 度对充 型 能力 的影 响与 壁厚 相关 ，随着 真空度 的增 加 ，１ ｍｍ板件 的充 型高度 增加很 小 ，几 乎保持 不变 ；对于２ｍｍ板件 ，充 型高度 有 明显 的增 加 ，但 增加 幅度 趋缓 。真空 度越 大 ，型 内 气 体反 压越 小 ，充 型 阻力越 小 ，型 内和液 面之 间产生 的压差 大 ，充型 动力增 大 ，充型 能力 提高 ，但 是 继续 提 高真 空度对 １ ｍｍ板 和２ｍｍ板 充型高 度 的影 响变小 。 对 于 薄壁件 ，其凝 固时 间较 短 ，金属 液凝 固后 增大 真