第5章低压铸造(课堂PPT)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
8
5.2 低压铸造工艺
5.2.1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。
（1）充型和增压
低压铸造的充填完全由坩埚中金属液面气体的压 力实现。
P=H·ρ·μ
P—气体压力；H—金属液上升距离；
ρ—金属液重度；μ—阻力系数。
16
升液压力—当金属液面上升到浇口附近所需要的 压力。 升液压力反映了金属液在升液管内的上升速度。
有利于型腔排气 上升速度应尽可能缓慢： 防止金属液喷溅
31
不带保温炉
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
32
低压充型工艺的压力曲线
金属型、 石墨型 急速增 压结晶 工艺， 改善补 缩效果
25
5.3 低压铸造的特点
• 1、提高了铸型寿命和铸件质量Biblioteka Baidu• 低压铸造既克服了重力铸造流动性差、铸件
成形不良和易形成缩孔及缩松的缺点；又克 服了压力铸造填充速度过快，对铸型型腔的 冲刷作用大，使铸型寿命降低和易在铸件上 产生气孔的缺点。
铸型 型腔 浇道 密封盖 进气管 金属液 升液管 坩埚；
6
低压铸造工艺原理
不带保温炉
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
7
低压铸造工艺原理
• 它是向储有金属液的坩锅中通入2~6N/mm²压力的 压缩空气或惰性气体，并作用在液面上，金属液自 下而上通过升液管压入铸型型腔，并保持一定的压 力（或适当增压），直到铸件凝固为止。然后去除 液面压力，升液管及浇注系统中的未凝固金属液又 在重力作用下流回坩锅。
9
低压铸造动画演示
10
低压铸造过程：
金属材料熔炼→封闭炉体→制备模具→预热模 具→制备复合型芯→合模→低压浇铸成型→ 高压补缩、保压→铸件成型后→放气→结晶 凝固→开型→取出铸件→清理。
2
11
12
13
14
15
5.2.2低压铸造工艺规范
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。
3
• 汽车轮毂由于质量要求高，本身结构又适于 低压铸造，而且需求量大，因此极大地推动 了低压铸造技术的发展。英国在60年代率先 发展低压铸造汽车轮毂，其后美国、日本、 西德相继发展。
• 1981年低压铸造汽车铸铝轮毂市场占有率仅 4%，1994年扩大到40%，至2000年市场份 额则扩大到了60%。
的密封问题。 • 当采用砂型时，铸型安装比较麻烦，生产效
率低，应用较少；采用金属铸型则生产效率 高，应用较广。低压铸造的铸件精度和表面 质量取决于所用铸型的种类。 • 5、低压铸造设备简单，投资少,易于实现。
29
30
低压铸造主要缺点： 升液管寿命短，且在保温过程中金属液易 氧化和产生夹渣。 进行低压铸造需解决坩锅以及坩锅与铸型 间的密封问题。
第五章
低压铸造
1
低压铸造
低压铸造概述 低压铸造工艺过程 低压铸造工艺特点及应用 低压铸造工艺设计 低压铸造设备
2
5.1 概述
低压铸造是液体金属在压力作用下充填型腔， 以形成铸件的一种方法。由于所用的压力较低， 所以叫做低压铸造。
低压铸造最早由英国人E. F. LAKE于1910年提 出并申请专利。1950年以后由于汽车工业的 发展，使低压铸造工艺和设备有了一个飞跃。
4
低压铸造的主要特点：
• 低压，自下而上，充型平稳
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 压几十至几百兆帕，而低压铸造为 0.02~0.06MPa。
5
低压铸造工艺原理
带保温炉
寿命。
21
5.2.3 低压铸造具体的充型工艺
低压充型工艺的压力曲线
上端 敞开 的有 明冒 口的 铸型
22
5.2.3 低压铸造具体的充型工艺
湿砂型、 薄壁复 杂金属 型件
低压充型工艺的压力曲线
23
5.2.3 低压铸造具体的充型工艺
低压充型工艺的压力曲线
厚壁砂 型件缓 慢增压 结晶
24
5.2.3 低压铸造具体的充型工艺
17
（2）充型压力和充型速度 充型压力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，金属液面的上升压速 度就是充型速度。
高于最小值，防止冷隔和欠铸
充型速度
不能过快，紊流卷气冲击铸型
18
（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。 结晶压力的通常取值范围在（0.1~0.25MPa）
19
（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。
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。
保压时间过长：浇口残留过长，降低工艺收得率，
造成浇口“冻结”，铸件出型困难。
20
（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，无特殊要求，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，铸型温度愈低愈好。
浇注温度一般比重力铸造低10～20℃；
（6）铸型涂料
采用金属型低压铸造时需涂刷涂料，目的提高铸型
26
• 2、浇注和凝固压力可根据需要进行调整， 由于填充压力适当，可适用于各种铸型（金 属型、砂型等）。
• 3、有较好的补缩作用 由于在压力作用下充型，冷凝、能对浇口起 补缩作用；且能实现自上而下的顺序凝固， 铸件组织致密，机械性能好。
27
低压铸造时铸件的凝固过程
28
• 4、多采用金属铸型，生产效率高 • 进行低压铸造需解决坩锅以及坩锅与铸型间
5.2 低压铸造工艺
5.2.1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。
（1）充型和增压
低压铸造的充填完全由坩埚中金属液面气体的压 力实现。
P=H·ρ·μ
P—气体压力；H—金属液上升距离；
ρ—金属液重度；μ—阻力系数。
16
升液压力—当金属液面上升到浇口附近所需要的 压力。 升液压力反映了金属液在升液管内的上升速度。
有利于型腔排气 上升速度应尽可能缓慢： 防止金属液喷溅
31
不带保温炉
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
32
低压充型工艺的压力曲线
金属型、 石墨型 急速增 压结晶 工艺， 改善补 缩效果
25
5.3 低压铸造的特点
• 1、提高了铸型寿命和铸件质量Biblioteka Baidu• 低压铸造既克服了重力铸造流动性差、铸件
成形不良和易形成缩孔及缩松的缺点；又克 服了压力铸造填充速度过快，对铸型型腔的 冲刷作用大，使铸型寿命降低和易在铸件上 产生气孔的缺点。
铸型 型腔 浇道 密封盖 进气管 金属液 升液管 坩埚；
6
低压铸造工艺原理
不带保温炉
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
7
低压铸造工艺原理
• 它是向储有金属液的坩锅中通入2~6N/mm²压力的 压缩空气或惰性气体，并作用在液面上，金属液自 下而上通过升液管压入铸型型腔，并保持一定的压 力（或适当增压），直到铸件凝固为止。然后去除 液面压力，升液管及浇注系统中的未凝固金属液又 在重力作用下流回坩锅。
9
低压铸造动画演示
10
低压铸造过程：
金属材料熔炼→封闭炉体→制备模具→预热模 具→制备复合型芯→合模→低压浇铸成型→ 高压补缩、保压→铸件成型后→放气→结晶 凝固→开型→取出铸件→清理。
2
11
12
13
14
15
5.2.2低压铸造工艺规范
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。
3
• 汽车轮毂由于质量要求高，本身结构又适于 低压铸造，而且需求量大，因此极大地推动 了低压铸造技术的发展。英国在60年代率先 发展低压铸造汽车轮毂，其后美国、日本、 西德相继发展。
• 1981年低压铸造汽车铸铝轮毂市场占有率仅 4%，1994年扩大到40%，至2000年市场份 额则扩大到了60%。
的密封问题。 • 当采用砂型时，铸型安装比较麻烦，生产效
率低，应用较少；采用金属铸型则生产效率 高，应用较广。低压铸造的铸件精度和表面 质量取决于所用铸型的种类。 • 5、低压铸造设备简单，投资少,易于实现。
29
30
低压铸造主要缺点： 升液管寿命短，且在保温过程中金属液易 氧化和产生夹渣。 进行低压铸造需解决坩锅以及坩锅与铸型 间的密封问题。
第五章
低压铸造
1
低压铸造
低压铸造概述 低压铸造工艺过程 低压铸造工艺特点及应用 低压铸造工艺设计 低压铸造设备
2
5.1 概述
低压铸造是液体金属在压力作用下充填型腔， 以形成铸件的一种方法。由于所用的压力较低， 所以叫做低压铸造。
低压铸造最早由英国人E. F. LAKE于1910年提 出并申请专利。1950年以后由于汽车工业的 发展，使低压铸造工艺和设备有了一个飞跃。
4
低压铸造的主要特点：
• 低压，自下而上，充型平稳
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 压几十至几百兆帕，而低压铸造为 0.02~0.06MPa。
5
低压铸造工艺原理
带保温炉
寿命。
21
5.2.3 低压铸造具体的充型工艺
低压充型工艺的压力曲线
上端 敞开 的有 明冒 口的 铸型
22
5.2.3 低压铸造具体的充型工艺
湿砂型、 薄壁复 杂金属 型件
低压充型工艺的压力曲线
23
5.2.3 低压铸造具体的充型工艺
低压充型工艺的压力曲线
厚壁砂 型件缓 慢增压 结晶
24
5.2.3 低压铸造具体的充型工艺
17
（2）充型压力和充型速度 充型压力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，金属液面的上升压速 度就是充型速度。
高于最小值，防止冷隔和欠铸
充型速度
不能过快，紊流卷气冲击铸型
18
（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。 结晶压力的通常取值范围在（0.1~0.25MPa）
19
（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。
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。
保压时间过长：浇口残留过长，降低工艺收得率，
造成浇口“冻结”，铸件出型困难。
20
（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，无特殊要求，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，铸型温度愈低愈好。
浇注温度一般比重力铸造低10～20℃；
（6）铸型涂料
采用金属型低压铸造时需涂刷涂料，目的提高铸型
26
• 2、浇注和凝固压力可根据需要进行调整， 由于填充压力适当，可适用于各种铸型（金 属型、砂型等）。
• 3、有较好的补缩作用 由于在压力作用下充型，冷凝、能对浇口起 补缩作用；且能实现自上而下的顺序凝固， 铸件组织致密，机械性能好。
27
低压铸造时铸件的凝固过程
28
• 4、多采用金属铸型，生产效率高 • 进行低压铸造需解决坩锅以及坩锅与铸型间