反重力铸造

二、反重力铸造工艺
反重力铸造工艺包括浇注位置的选择、浇注系统的设计、冒口和 冷铁的合理使用以及最佳工艺参数的确定等内容。
（1）铸件的浇注位置及浇注系统 反重力铸造中，铸件凝固时主要通 过浇口补缩。因此，确立浇注位置时，应使铸件的凝固顺序朝着浇口 的方向进行。通常，将铸件的薄壁位置置于远离浇口位置，让金属液 从厚壁处引入。为使铸件厚壁位置的热分布合理，可采用分散浇口， 直接利用内浇口进行补缩。 设计反重力铸造的浇注系统时，在保证金属液平稳充型的前提下，充 型要快，有利于挡渣、排气和实现顺序凝固。对于大型复杂薄壁铸件， 应尽可能采用下宽上窄的缝隙式浇注系统，保证金属液可在缝隙内平 稳上升，以充分发挥垂直方向上的补缩，同时也不会影响其水平方向 的补缩能力。
反重力铸造原理示意图 1－升液管 2－液态金属 3－坩埚 4－保温 炉 5－下室 6－中隔板 7 －上室 8－铸型
反重力铸造产生压力的方式及特点
（1）差压铸造 建立压差的形式有两种：1) 上下室同时进气， 达到同步压力后，上罐排气，形成压差，在压差 的作用下完成升液、充型和保压环节；2) 上下室 同时进气，达到同步压力后，下罐继续进气，形 成压差进而完成升液、充型和保压环节（如图）。 差压铸造中，不仅可在压力下完成充型和补缩， 而且由于铸型处在压力下，能够更好地发挥冒口 的补缩，提高了铸件的致密度。这种铸造方法适 合于生产大型厚壁铸件。
（5）低压铸造
低压铸造时，铸型处在常压环境之下，下室 进气，形成压差，在压差的作用下完成升液、充 型和保压环节。所需设备简单，操作容易，充型 过程控制简单。一般情况下，只要保压时的增压 满足要求，同样可使铸件得到很好的补缩。与其 它反重力铸造方法相比，低压铸造的应用范围更 广。由于低压铸造中，铸型处在常压环境之下， 利用金属型铸造时，容易实现金属型的开合模以 及铸件顶出，所以，金属型低压铸造广泛用于生 产质量要求较高的铸件，如汽车轮毂、缸体、缸 盖等铸件。在砂型低压铸造中，可以成形轮廓很 大的优质铸件。
第7节 反重力铸造
1.观看低（差压）铸造机电视片
2.观看真空吸铸机电视片 3.反重力铸造简介
一、反重力铸造原理及特点
反重力铸造又称反压铸造，其实质是使液 态金属在与重力相反的力的作用下完成充 型、补缩和凝固的一种铸造方法。与压力 铸造和挤压铸造相比，为完成充型和补缩 所施加的力较小，因此，液态金属在充型 过程中的流动非常平稳，但与重力铸造相 比，铸件又能在一定的压力下实现补缩和 凝固，因此是生产优质铸件的理想方法。
(6）反重力铸造的优点
1）充型速度可控：反重力铸造一般用于生产有色合金铸件， 铸件的成形能力和内部质量尤其是尺寸和壁厚对充型速度 有比较严格的要求，充型速度可以通过计算机实现准确的 控制。
2）成形性好、表面光洁：反重力铸造时，金属液是在压力 下充填成形，在工艺参数选择合理的情况下，所获得的铸 件轮廓清晰，对于薄壁件的生产，更是如此；反重力铸造 时有压气体充塞于砂型空隙，且在金属液与砂型之间形成 一层气相保护层，将两者隔开，可以减少金属液对铸型的 热力及化学作用，可降低铸件的表面粗糙度。
（2）调压铸造
铸造时上下室同时抽真空，达到指定真 空度后，下室进气，形成压差，在压差的 作用下完成升液、充型和保压环节。由于 铸型处在负压环境之下，铸件的补缩只能 依靠压差来完成，同时在同样的液态合金 处理条件下，铸件的针孔度难于控制，补 缩能力较弱，但液态金属的充型能力较好， 特别适合于成形小型薄壁铸件。
（2）冒口和冷铁
冷铁常与冒口或浇注系统配合使用，以 加强冒口或浇口的补缩，但也可单独使用， 用来加快铸件局部热节处的冷却速度，保 证铸件整体的顺序凝固。
（3）反重力铸造工艺参数的确定
1) 升液管直径的确定：铸件重量、充型时间、充
2)
型速度、流量等；顺序凝固的热平衡 充型压力的确定 ：铸件形状高度、坩埚形状、 金属熔化量等 结晶压力的选择 ：铸件结构、合金的结晶特性 升液、充型速度的确定：坩埚液面上的加压速 度 保压时间的控制：大体上接近铸件凝固所需要 的时间 浇注温度的确定 ：应比重力铸造低5 C -10C
3) 4) 5)
6)
三、低压铸造
1.低压铸造历史 2.低压铸造工艺过程 3.低压铸造特点及应用范围 4.铸型工艺设计要点(控制顺序凝固)
1.低压铸造历史
上世纪20年代初，英国人莱克(E．H．Lake)登记了第一 个低压铸造专利，最初主要用于巴氏合金的铸造。同时期 法国入制出了用于铜合金，铝合金铸造的低压铸造机。 二次世界大战中，英国伯明翰铸铝公司用低压铸造法制 造飞机发动机汽缸。 1945年后，英国阿田姆斯克(Alumusc)公司开始探讨把 低压铸造法用于生产民用产品，如炊事用具等。 1947年，英国人刘易斯(E．c．Lewis)用低压铸造法生产 高硅铝啤酒桶成功。 50年代开始用低压铸造法生产汽车汽缸体和电动机转子。 1955年在德国出现了铸铁和铸钢的低压铸造专利。 1965年，在英国掌握了生产汽车轮较的低压铸造法。
（3）真空吸铸
真空吸铸时，下室处在常压环境，上室 抽真空形成压差，在压差的作用下完成升 液、充型和保压环节。由于铸型处在真空 环境之下，所以，液态金属的充型能力较 好，但补缩能力较弱，同样适合于成形小 型薄壁铸件。
Байду номын сангаас
（4）复合反重力铸造
它是真空吸铸的改进形式，铸造时，上 室抽真空，下室处在常压环境，形成压差。 在压差的作用下完成升液和充型环节后， 上下室按照充型完成时的压差同时进气， 使铸型处在正压环境之下，来增强铸件的 补缩能力。优点是：既发挥了液态金属的 充型能力，有利于成形薄壁铸件，又能在 压力下实现补缩，提高铸件的致密度。这 种铸造方法需要精确控制加压时的压差， 对控制系统的要求很高。
5）提高了金属的利用率：反重力铸造时，铸件凝 固收缩可以不断地得到来自内浇口金属液的补缩； 加之压力的挤滤和塑性变形的作用，强化了冒口 的补缩效果，冒口尺寸可相应减小甚至不需要。
6）铸件可进行热处理：与压力铸造相比，利用反 重力铸造方法生产铸件时，充型速度较慢，液面 平稳，型内气体可以顺利排出，所以，铸件内部 的气孔很少、甚至没有，故可像重力铸造成形的 铸件一样进行热处理。
反重力铸造中，根据产生 压力方式的不同，可进一 步把它分为差压铸造、低 压铸造、调压铸造、真空 吸铸以及复合反重力铸造 等类型。 从设备结构上看，差压铸 造、调压铸造、真空吸铸 和复合反重力铸造均采用 上下室形式，即保温炉置 于下室，铸型置于上室， 如图a所示；低压铸造只 使用下室，铸型置于大气 环境中,如图b所示。