铸造方法概述及低压铸造

铸造方法及低压铸造 2 一、 铸造成形工艺方法vPouring Melt in Mold Solidification Castingv铸造Foundry ：是一种液态金属成形的方法，即将金属加热到液态，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的型腔的铸型中，液态金属在重力场或外力场（压力、离心力、电磁力等）的作用下充满型腔，冷却并凝固成具有型腔形状的铸件。 3 GB/T5611 1998规 定 ： 铸 造 是 指 熔 炼 金 属 ， 制 造 铸 型 ， 并 将 熔 融 金属 浇 入 铸 型 ， 凝 固 后 获 得 一 定 形 状 、 尺 寸 和 性 能的 金 属 零 件 毛 坯 的 成 形 方 法 。 用 铸 造 方 法 获 得 的 金 属 毛 坯 或 零 件 称 为 铸 件 . v铸造是常用的制造方法，优点是：制造成本低，工艺灵活性大，可以获得复杂形状和大型的铸件，在机械制造中占有很大的比重。v机床占6080%，v汽车占25%v拖拉机占5060% 5 铸造历史-三星堆v立人像铸于商代晚期，人像高172厘米，底座高90厘米，通高262厘米，是世界上最大的青铜立人像，被尊称为“世界铜像之王”。v突目面具铸于商代晚期，原件高64.5厘米，宽138厘米，眼球柱状外突长达13.5厘米，其造型在世界上亦属首见。 6 司母戊鼎v司母戊鼎，商代大鼎，1939年出土，鼎高133厘米，重875公斤。為已知的中国古代最大的青銅器。v铜禁，中国已知最早应用失蜡法铸造的作品，春秋時代的楚国王子午墓出土的，年代为公元前6世紀。 7 现状-国民经济的一个重要组成部分,航海航空铁路体育用品等;我国是世界第一铸造大国(2012年全球铸件产量9000万吨，我国铸件产量达到4250万吨。从业人员约200万人，给国家创造了约5000亿元的经济收入（2012年数据） 冶炼铸造铸锭冷冲热锻冷轧板、棒、型材、管材 焊接机加工 机加工 冷轧热拔锻件 铸件零件 11 1)优质精密;2)数字化网络化;虚拟生产;3)高效智能化机器人应用;4)交叉综合化并行CAD/CAE/CAM一体化加工,浇注系统设计绘图计算模数凝固过程模拟缺陷预测工艺过程实时控制;5)低耗清洁化,绿色环保可持续发展;铸造发展方向: 12 铸造的优点:1)适用性广; 2)凡能熔化材料均可铸造; 3)具有一定尺寸精度; 熔模铸造; 4)成本低; 13 铸造过程金属熔化；浇注充型；冷却凝固；清理加工； 14 手工造型机器造型 金 属 型 铸 造熔 模 铸 造压 力 铸 造低 压 铸 造陶 瓷 型 铸 造离 心 铸 造液态成型工艺砂 型 铸 造特 种 铸 造 15典型铸造工艺示意图A 16 砂 型 铸 造 整 模 造 型 分 模 造 型 三 箱 造 型 活 块 造 型 （ 一 ） 活 块 造 型 （ 二 ） 挖 砂 造 型 刮 板 造 型 等手工造型 17 机器造型和制芯v同手工相比，机器造型和制芯的生产率高，质量稳定，工人劳动强度低。但设备和工艺装备费用高，生产准备周期长。适用于大批量生产的铸件。 v普通机器造型：震实造型;压实造型 ;震压造型; 18特种铸造金属型铸造 离心铸造压力铸造熔模铸造低压铸造挤压铸造陶瓷型铸造 铸造方法铸件材质铸件重量表面光洁度铸件复杂程度生产成本适用范围工艺特点砂型铸造各种材质几十克很大差简单低最常用的铸造方法。手工造型:单件、小批量和难以使用造型机的形状复杂的大型铸件。机械造型：适用于批量生产的中、小铸件手工：灵活、易行，但效率低，劳动强度大，尺寸精度和表面质量低机械：尺寸精度和表面质量高，但投资大金属型 铸造有色合金几十克20公斤好复杂铸件金属模的费用较高小批量或大批量生产的非铁合金铸件，也用于生产钢铁铸件铸件精度、表面质量高，组织致密，力学性能好，生产率高熔模铸造铸钢及有色合金几克几公斤很好任何复杂程度各种批量的铸钢及高熔点合金的小型复杂精密铸件，特别适合铸造艺术品、精密机械零件尺寸精度高、表面光洁，但工序繁多，劳动强度大 铸造方法铸件材质铸件重量表面光洁度铸件复杂程度生产成本适用范围工艺特点陶瓷型铸造铸钢及铸铁几公斤几百公斤很好较复杂昂贵模具和精密铸件尺寸精度高、表面光洁，但生产率低石膏 型铸造铝、镁、锌合金几十克几十公斤很好较复杂高单件到小批量低压铸造有色合金几十克几十公斤好复杂（可用砂芯）金属模制作费用高小批量，最好是大批量的大、中型有色合金铸件， 可生产薄壁铸件铸件组织致密，工艺出品率高，设备较简单，可采用各种铸型，但生产效率低 铸造方法铸件材质铸件重量表面光洁度铸件复杂程度生产成本适用范围工艺特点差压铸造铝、镁合金几克几十公斤好复杂可用砂芯高性能和形状复杂的有色合金铸件压力可控，铸件成型好，组织致密，力学性能好，但生产效率低压力铸造铝、镁合金几克几十公斤好复杂可用砂芯金属模的制作 费用很高大量生产的各种有色合金中小型铸件、薄壁铸件、耐压铸件铸件尺寸精度高、表面光洁，组织致密，生产率高，成本低。但压铸机和铸型成本高离心铸造灰铁、球铁几十公斤几吨较好一般为圆筒形铸件较低小批量到大批量的旋转体形铸件、各种直径的管件铸件尺寸精度高、表面光洁，组织致密，生产率高 铸造方法铸件材质铸件重量表面光洁度铸件复杂程度生产成本适用范围工艺特点连续铸造钢、有色很大较差长形连续铸件低固定截面的长形铸件，如钢锭、钢管等组织致密，力学性能好，生产率高消失模 铸造各种几克几吨较好较复杂较低不同批量的较复杂的各种合金铸件铸件尺寸精度较高，铸件设计自由度大，工艺简单，但模样燃烧影响环境 23 熔模铸造v制造熔模的材料即模料一般采用用蜡料、天然树脂和塑料（合成树脂）配制。主要用蜡料配制的模料称为蜡基模料，它们的熔点较低，为6070；主要用天然树脂配制的模料称为树脂基模料，熔点稍高，约70120。 24 3型壳的制造v将模组浸涂耐火涂料后，撒上料状耐火材料，再经干燥、硬化，如此反复多次，使耐火涂挂层达到需要的厚度为止，这样便在模组上形成了多层型壳，通常将型壳停放一段时间，使其充分硬化，然后熔失模组，便得到多层型壳。 多层壳有的需要装箱填砂；有的则不需要，经过焙烧后就可直接进行浇注 26 1.2.3 熔模铸造特点和应用范围 熔模铸造的特点：v熔模铸造与其他铸造方法相比较有以下几方面的优点：v铸件尺寸精度和表面光洁度高。v可以生产形状非常复杂的铸件。v铸造合金的类型没有限制。v生产批量没有限制。v但熔模铸造也有一些缺点，如生产工序繁多，生产周期长，太大的铸件不适合用熔模铸造生产。熔模铸造的适用范围：可用熔模铸造法生产的合金种类有碳素钢、合金钢、耐热合金、不锈钢、精密合金、永磁合金、轴承合金、铜合金、铝合金、钛合金和球墨铸铁等。 熔模铸件的形状一般都比较复杂，铸件上可铸出孔的最小直径可达0.5mm，铸件的最小壁厚为0.3mm。 熔模铸件的重量大多为几十克到几公斤，太重的铸件用熔模铸造法生产较为麻烦，但目前生产大的熔模铸件的重量已达800 公斤左右。 27 金属型铸造 v金属型铸造又称硬模铸造，它是将液体金属浇入金属铸型，以获得铸件的一种铸造方法。铸型是用金属制成，可以反复使用多次（几百次到几千次），因此有人又称它为永久型铸造。 28 金属型铸造工艺 v铸型在浇注之前需要预热，预热的温度根据合金种类、铸件结构和大小而定。v金属型铸造时在浇铸之前需要在铸型表面喷涂料，喷涂料的作用主要有调节铸件的冷却速度、保护金属型和利用涂料层排气。根据所浇注合金种类的不同，涂料可有多种配方。v金属型的浇注温度一般比砂型铸造时高，可根据合金种类、化学成分、铸件大小和壁厚等，通过试验确定。v金属型芯在铸件中停留的时间越长，由于铸件收缩产生的抱紧型芯的力就越大，所需的v抽芯力也就越大。最佳的抽芯时机是当铸件冷却到塑性变形温度范围，并有足够的强度时。v铸件在铸型中停留的时间过长时，型壁温度升高，需要更多的冷却时间，也会降低铸型的生产率。合适的铸件出型及抽芯时间，一般要通过试验加以确定。 29 金属型铸造的特点 v优点：冷却速度较快，所以铸件组织致密，晶粒细小，使金属型铸件的机械性能比砂型铸件高。 v铸件的精度和表面光洁度比砂型铸件高，而且质量和尺寸稳定；v铸件的工艺收得率高，液体金属耗量减少，一般可节约金属1530；v金属型铸造的生产效率高，使铸件产生缺陷的原因减少，工序简单，易实现机械化和自动化； 不足:l金属型制造成本高；l金属型不透气，而且无退让性，易造成铸件浇不足、开裂或铸铁件白口等缺陷；l金属型铸造时，铸件的质量对铸型的工作温度、合金的浇注温度和浇注速度，铸件在铸型中停留的时间，以及所用的涂料等的变化比较敏感，生产时 需要严格控制。 30 金属型铸造的适用范围 v金属型铸造目前所能生产的铸件，在重量和形状方面还有一定的限制，如对黑色金属只能是形状简单的铸件；铸件的重量不可太大；壁厚也有限制，较小的铸件壁厚无法铸出。因此，在决定采用金属型铸造时，必须综合考虑下列各因素：铸件形状和重量大小必须合适；要有足够的批量；完成生产任务的期限许可。 31 1.4 压力铸造v压力铸造（简称压铸）的实质是在高压作用下，使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸型型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。v一压力铸造的特点:高压和高速充填压铸型是压铸的两大特点。它常用的压射比压是从几个至几十个MPa，甚至高达2102MPa。充填速度约在1050ms，有些时候甚至可达100ms以上。充填时间很短，一般在0.010.2s范围内。 32 v压铸优点: 1. 产品质量好：铸件尺寸精度高，表面光洁度好，强度和硬度较高，强度一般比砂型铸造提高2530，但延伸率降低约70；尺寸稳定，互换性好；可压铸薄壁复杂的铸件。 2.在压铸件中可嵌铸其他材料，以节省贵重材料和加工工时。v压铸的不足 1. 压铸时由于液态金属充填型腔速度高，流态不稳定，故采用一般压铸法，铸件易产生气孔，不能进行热处理； 2. 对内凹复杂的铸件，压铸较为困难； 3 对高熔点合金（如铜，黑色金属），压铸型寿命较低； 4 不宜小批量生产，其主要原因是压铸型制造成本高，压铸机生产效率高，小批量生产不经济。 33 二压力铸造工艺：v 压铸时的压力和速度对铸件的质量有极大的影响。压力是获得轮廓清晰和组织致密铸件的主要因素。压射比压影响金属液的充填和铸件的强度和延伸率。当提高比压时，能提高铸件的致密性和提高强度，但使延伸率下降。当比压超过一定数值时，不仅强度开始下降，而且延伸率会显著下降。 压射比压的选择，应根据合金种类和铸件结构特性确定。 34 v1充填速度 v2浇注温度 v3压型温度 v4充填、持压和开型时间充填速度应根据压铸合金和铸件结构来确定.如果充填速度偏低，会造成铸件轮廓不清晰。当充填速度过高时，型腔中的空气难以排除使铸件产生气孔.一般充填速度在1040m/s之间可获得优质铸件。 浇注温度过高，收缩大，使铸件容易产生裂纹、且铸件晶粒粗大；浇注温度过低，易产生冷隔、表面花纹和浇不足等缺陷。浇注温度应与压力、压铸型温度及充填速度同时考虑。压型在使用前要预热到一定温度，预热的作用有两个方面：其一是避免高温液态金属对冷压型的热冲击，以延长压铸型的使用寿命；其二是避免液态金属“激冷”造成浇不足、冷隔等缺陷。 自液态金属开始进入型腔起到充满型腔止，所需的时间称为充填时间。充填时间长短取决于铸件的体积大小和复杂程度。从液态金属充填型腔到内浇口完全凝固时，继续在压射冲头作用下的持续时间，称为持压时间。持压时间的长短取决于铸件的材质和壁厚。持压后应开型取出铸件。从压射终了到压铸型打开的时间，称为开型时间，开型时间应控制准确。开型时间过短，由于合金强度尚低，可能 在铸件顶出和自压铸型落下时引起变形；但开型时间太长，则铸件温度过低，收缩大，对抽芯和顶出铸件的阻力亦大。一般开型时间按铸件壁厚1毫米需3秒钟计算，然后经试验调整。 35 三. 压力铸造的应用范围v目前压铸合金不再局限于有色金属的锌、铝、镁和铜，而且也逐渐扩大用来压铸铸铁和铸钢件。 压铸件的尺寸和重量，取决于压铸机的功率。由于压铸机的功率不断增大，铸件尺寸可以从几mm到12m；重量可以从几g到数十kg。国外可压铸直径为2m，重量为50kg的铝铸件。 36 离心铸造v离心铸造的第一个专利是在1809年由英国人爱尔恰尔特（Erchardt）提出的。直到二十世纪初才开始被采用。 离心铸造是将液体金属浇入旋转的铸型中，使液体金属在离心力的作用下充填铸型和凝固成形的一种铸造方法。 v根据铸型旋转轴在空间位置的不同，分为立式离心铸造机和卧式离心铸造机两种类型。 37 立式和卧式离心机 38 离心铸造的特点 v1）液体金属能在铸型中形成中空的圆柱形自由表面，这样便可不用型芯就能铸出中空的铸件，大大简化了套筒，管类铸件的生产过程；2）由于旋转时液体金属所产生的离心力的作用，使金属充填铸型的能力提高，因此一些流动性较差的合金和薄壁铸件都可用离心铸造法生产；3）由于离心力的作用，改善了补缩条件，气体和非金属夹杂也易于自液体金属中排出，因此离心铸件的组织较致密，缩孔（缩松）、气孔、夹杂等缺陷较少；4）消除或大大节省浇注系统和冒口方面的金属消耗；5）铸件易产生偏析，铸件内表面较粗糙。内表面尺寸不易控制。 39 二离心铸造工艺v 1）离心铸型转速的选择 选择离心铸型的转速时，主要应考虑两个问题：（1）离心铸型的转速应保证液体金属在进入铸型后立刻能形成圆筒形，绕轴线旋转；（2）充分利用离心力的作用，使铸件致密，避免铸件内产生缩孔、缩松、夹杂和气孔。v 2）离心铸造用铸型 离心铸造时使用的铸型有两大类，即金属型和非金属型。非金属型有砂型、壳型、熔模壳型等，但在离心铸造时广泛采用的是金属型。v 3）涂料 金属型离心铸造时，常需在金属型的工作表面喷刷涂料。刷涂料的目的一是保护金属型，二是为防止铸件与金属型粘合和铸铁件产生白口。在离心金属型上的涂料层有时较厚。v 4）浇注 离心铸造时，由于铸件的内表面是自由表面，而铸件厚度的控制全由所浇注液体金属的数量决定，故离心铸造浇注时，对所浇注金属的定量要求较高。 40 低压铸造 v低压铸造是使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。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，沿升液管上升，通过浇口平稳地进入型腔，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，再由气缸开型并推出铸件。 41 42 低压铸造的优点 v1） 液体金属充型比较平稳。这是由于低压铸造采取底注式充型，其金属液的上升速度容易控制；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；v3） 铸件组织致密，机械性能高。v4） 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。 43 低压铸造工艺 v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。低压铸造过程中压力需要经历几个阶段的变化：升液压力、充型压力和结晶压力。 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。在保证铸件成型前提下，浇注温度愈低愈好.v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。v低压铸造所用的铸型主要有三种，即湿砂型、干砂型和金属型。 44 挤压铸造 v挤压铸造也叫液态模锻，是金属液在压力下充型及凝固而获得铸件的一种铸造方法 v挤压铸造与其它铸造方法相比具有下列优点：（1）铸件精度高，加工余量小。（2）由于铸件是在压力下充型和凝固的，所以铸件 组织致密，晶粒细小，铸件的机械性能好。 （3）生产率高，工序简单。（4）挤压铸造常用来生产形状比较简单的铝合金、锌合金、铜合金、钢、铁等铸件，比如高压锅、阀体、活塞、铁锅等。 45 陶瓷型铸造 v陶瓷型铸造是在砂型熔模铸造的基础上发展起来的一种新工艺。陶瓷型是利用质地较纯、热稳定性较高的耐火材料作造型材料；用硅酸乙酯水解液作粘结剂，在催化剂的作用下，经灌浆、结胶、起模、焙烧等工序而制成的。v陶瓷型铸造兼有砂型铸造和熔模铸造的优点，其主要有： 1）铸件的表面光洁度高； 2）铸件的尺寸精度高； 3）可以铸出大型精密铸件v 4）投资少，投产快，生产准备周期短。 缺点是原材料价格昂贵，由于有灌浆工序，不适于浇注批量大，重量轻，形状较复杂的铸件，且生产工艺过程难于实现机械化和自动化 46 连续铸造 v原理是将熔融的金属，不断浇入一种叫做结晶器的特殊金属型中，凝固（结壳）了的铸件，连续不断地从结晶器的另一端拉出，它可获得任意长或特定长度的铸件。连续铸造和普通铸造法比较有下述优点：（1）由于金属被迅速冷却，结晶致密，组织均匀，机械性能较好；（2）连续铸造时，铸件上没有浇注系统和冒口，故连续铸锭在轧制时不用切头去尾，节约了金属，提高了收得率；（3）简化了工序，免除造型及其它工序，因而减轻了劳动强度；所需生产面积也大为减少； v（4）连续铸造生产易于实现机械化和自动化，铸锭时还能实现连铸连轧，大大提高了生产效率。 47 48 真空吸铸 v真空吸铸是一种借助真空系统在结晶器内造成负压，吸入金属而生产铸件的一种方法。真空吸铸的原理如图所示：将与真空系统相连的结晶器侵入到金属液中，由于负压作用，金属液被吸入到结晶器中，待金属液凝固到一定厚度时，切断真空，多余的金属液流回坩埚。铸件的长度取决于结晶器的长度，厚度取决于凝固时间。 49 50 v真空吸铸与其他铸造方法相比具有以下优点：v真空吸铸时由于结晶器内的空气压力小，所以减少了铸件在充型时吸气的可能性。v铸件的组织致密，晶粒细化，从而提高了铸件的机械性能。v铸件不用浇冒口，减少了金属消耗，提高了金属的收得率。v真空吸铸主要用于铸造内燃机铜合金轴套或铸造铝合金锭坯。 51 磁型铸造v磁型铸造是采用钢丸或铁丸代替型砂，以磁力代替粘结剂造型，模型采用气化模，浇注时直接在模型上浇注金属液，模型在高温下气化，腾出空间由金属液充填而生产铸件的一种铸造方法。 52 v 磁型铸造具有以下特点：由于铁丸可以反复使用，所以节省了造型材料，降低了产品的成本。v用气化模造型不用起模，铸件尺寸精度高，加工余量小。v但磁型铸造也有很大的局限性：v磁型铸造不适合铸造厚大复杂的铸件；v浇注时气化模燃烧放出大量烟气，造成空气污染，并易造成铸钢件增碳和夹渣等缺陷。v磁型铸造可用来铸造厚度在40mm以下的中小铸件。 53 实型铸造 v实型铸造也称消失模铸造(Lost Foam Casting)是将与铸件尺寸形状相似的泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。 二、低压铸造成型方法及工艺 低 压 铸 造1、 概 述2、 低 压 铸 造 工 艺 设 计3、 低 压 铸 造 铸 型 特 点5 特 殊 低 压 铸 造 工 艺 4、 低 压 铸 造 设 备 1.1原 理 使 液 体 金 属 在 不 大 的 外 界 压 力 （ 2080kPa） 作 用 下 ， 从 型 腔 底 部 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 。 1、 概 述 1.2 、 低 压 铸 造 的 优 点 （ 重 力 浇 注 的 进 步 ）底 铸 ： 液 体 金 属 充 型 比 较 平 稳 ， 利 于 排 气1、 概 述压 力 下 充 型 结 晶 ： 铸 件 成 形 性 好 ， 补 缩 效 果好 ， 组 织 致 密 ， 力 学 性 能 较 高 不 需 要 冒 口 （ 一 般 情 况 下 ） ： 使 金 属 液 的 收得 率 大 大 提 高 ， 收 得 率 一 般 可 达 90设 备 简 单 ： 易 实 现 机 械 化 和 自 动 化 ， 劳 动 条件 好 1.3、 低 压 铸 造 的 发 展20世 纪 40年 代 开 始 用 于 工 业 生 产 ， 60年 代 得到 广 泛 推 广 应 用铝 镁 合 金 ： 汽 车 轮 毂 、 活 塞 、 汽 缸 体 、 汽 缸盖 、 泵 体 等铜 合 金 件 ： 叶 轮 、 轴 瓦 、 螺 旋 浆 等铸 铁 件 ： 汽 缸 套 、 曲 轴 等1、 概 述 金 属 型 ： 大 批 量 生 产 的 有 色 金 属 铸 件非 金 属 铸 型 ： 如 砂 型 ， 石 墨 型 ， 陶 瓷 型 和 熔模 型 壳 等 。 单 件 小 批 量 生 产 （ 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 ） 1、 概 述1.4、 低 压 铸 造 用 铸 型 设 计 原 则 ： 自 上 而 下 顺 序 凝固 ， 通 过 浇 口 补 缩 铸 件（ 1） 浇 口 设 在 铸 件 的 厚 壁 部 位 ， 而 使 薄 壁 部位 远 离 浇 口 ；（ 2） 用 加 工 余 量 调 整 铸 件 壁 厚 ， 以 调 节 铸 件的 方 向 性 凝 固 ；（ 3） 改 变 铸 件 的 冷 却 条 件 ， 如 通 过 涂 料 层 或金 属 型 壁 厚 度 的 变 化 或 在 铸 件 厚 壁 处 进 行 局 部冷 却 实 现 铸 件 由 上 而 下 的 顺 序 凝 固 。 2、 低 压 铸 造 工 艺 设 计采 用 措 施 ： 充 型 和 增 压保 压铸 型 预 热 温 度浇 注 温 度铸 型 的 涂 料2、 低 压 铸 造 工 艺 设 计低 压 铸 造工 艺 规 范: 升 液 压 力 是 指 当 金 属 液 面上 升 到 浇 口 附 近 所 需 要 的 压力 。2、 低 压 铸 造 工 艺 设 计（ 1） 升 液金 属 液 在 升 液 管内 的 上 升 速 度 应尽 可 能 缓 慢 有 利 于 型 腔 内 气 体 的 排 出使 金 属 液 在 进 入 浇 口 时 不 致 产生 喷 溅 。 铝合金升液参数选择v一般情况下，为了有利于型腔中气体的排出，升液速度缓慢些为好。v对于铝合金：速度控制在515cm/s，加压速率为：1.271.75KPa/s。v对于镁合金，加压速率可提高20%30%。 （ 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 上 的升 压 速 度 就 是 充 型 速 度 。 2、 低 压 铸 造 工 艺 设 计金 属 液 充 型 速 度 超 过 一 最 低 值 ， 防 止 冷 隔 和 欠 铸不 能 太 快 产 生 紊 流 及 冲 击 铸 型 充型压力与充型速度的计算方法v充型压力：P2=hK/10200h-合金液上升至铸件顶面的高度（cm）-合金液密度（g/cm3)K-充型阻力系数，K=11.5，阻力小取下限，阻力大取上限v充型速度：V2=（P2-P1）/t2P 2、P1 -充型和升液压力t2-充型时间 （ 3） 增 压 压 力 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 (0.10.25MPa)。2、 低 压 铸 造 工 艺 设 计结 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 。 增压大小v增压压力（P3）：一般P3 =（ 1.12.0） P2；增压压力也可根据铸件结构、铸造方法、加压工艺选定。 （ 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 。2、 低 压 铸 造 工 艺 设 计保 压 时间 不 够：保 压时 间过 久： 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 ， 造 成 铸 件 “ 放 空 ” 报 废浇 口 残 留 过 长 ， 降 低 工 艺 收 得 率 ，而 且 还 会 造 成 浇 口 “ 冻 结 ” ， 使 铸件 出 型 困 难 （ 5） 卸 压 延 时 冷 却 一 般 在 卸 压 后 再 冷 却 12min后 开 型 ， 铸 件 完 全凝 固 ， 开 型 不 容 易 拉 伤 铸 件 。2、 低 压 铸 造 工 艺 设 计 2、 低 压 铸 造 工 艺 设 计几种具体的充型工艺低 压 充 型 工 艺 的 压 力 曲 线 ： 上 端敞 开的 有明 冒口 的铸 型 2、 低 压 铸 造 工 艺 设 计几种具体的充型工艺湿 砂 型、 薄 壁复 杂 金属 型 件 2、 低 压 铸 造 工 艺 设 计几种具体的充型工艺缓 慢 增 压 结 晶 工 艺 压 力 曲 线 ： 厚 壁 砂 型 件 2、 低 压 铸 造 工 艺 设 计几种具体的充型工艺金 属 型、 石 墨型改 善 补缩 效 果 （ 6） 铸 型 温 度 及 浇 注 温 度 非 金 属 型 ： 一 般 都 为 室 温 金 属 型 ： 铝 合 金 件 200 250 薄 壁 复 杂 件 ： 可 高 达 300 350 。 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 。 2、 低 压 铸 造 工 艺 设 计 （ 7） 涂 料 作 用 ： 提 高 金 属 型 及 工 具 、 设 备 的 寿 命 提 高 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 。2、 低 压 铸 造 工 艺 设 计 宝马发动机公司工艺v模具清理方法：1.先用干冰清洗；2.喷涂料 3.1 铸 件 在 铸 型 中 的 位 置3、 低 压 铸 造 铸 型 特 点自 上 而 下顺 序 凝 固 壁 厚 较 大 或 热 节 部 位 放在 低 部涂 料 层 、 覆 砂 层 、 金 属型 厚 度 变 化 3.2、 铸 型 结 构3、 低 压 铸 造 铸 型 特 点水 平 分 型 ：垂 直 分 型 ： 前 后 左 右 3.3、 浇 注 系 统3、 低 压 铸 造 铸 型 特 点易 氧 化 合 金 ： 开 放 式不 易 氧 化 合 金 ： 封 闭 式 3、 低 压 铸 造 铸 型 特 点 低 压 铸 造 设 备 4、 低 压 铸 造 设 备保 温 炉 及 其 附 属 装 置铸 型 开 合 系 统供 气 系 统按 铸 型 和 保 温炉 的 连 接 方 式 底 铸 式 低 压 铸 造 机侧 铸 式 低 压 铸 造 机 （ 1） 保 温 炉 及 附 属 装 置4、 低 压 铸 造 设 备炉 体熔 池密 封 盖升 液 管保 温 炉 的 炉 型 ： 焦 炭 炉 ， 煤 气 炉 ， 电 阻 炉 ， 感 应 炉 等目 前 广 泛 使 用 的 是 电 阻 加 热 炉 ， 其 次 是 电 热 反 射 炉 （ 2） 供 气 系 统 （ 液 面 加 压 ） 作 用 ： 正 确 控 制 对 铸 型 的 充 型 和 增 压 设 计 ： 根 据 不 同 铸 件 ， 不 同 铸 件 的 要 求 ，供 气 系 统 应 可 以 任 意 调 节 ， 工 作 要 稳 定 可 靠 结 构 要 使 维 修 方 便 4、 低 压 铸 造 设 备气 源 ： 空 气 压 缩 机 手 动半 自 动计 算 机 控 制 5 特 殊 低 压 铸 造 工 艺 增 压 法 工 艺 过 程 ： 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 锅内 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 。 4.1 差 压 铸 造 ： 增 压 法 、 减 压 法 4 特 殊 低 压 铸 造 工 艺 减 压 法 工 艺 过 程 ： 将 电 阻 保 温 炉 和 铸 型 全部 进 行 密 封 ， 在 密 封 罩 和 保 温 炉 内 通 入 相同 压 力 的 气 体 ， 达 到 平 衡 后 ， 逐 步 放 去 密封 罩 内 的 气 体 ， 金 属 液 就 会 上 升 充 填 型 腔。4.1 差 压 铸 造 ： 增 压 法 、 减 压 法 4 特 殊 低 压 铸 造 工 艺 工 艺 过 程 ： 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 。 4.2 真 空 低 压 铸 造薄 壁 或 复 杂 的 大 型 铸 件 此 图 为 一 轮 毂 铸 件 简 图 ， 假 如 采 用 低 压 铸 造 工艺 生 产 该 铸 件1 请 在 图 上 标 注 出 以 下 内 容 1）分型分模面位置 2）浇注系统和冒口的位置及结构示意图 3）外形及内腔各部分都由金属型（芯或砂芯）的哪部分铸出？2 分别说明所设计的低压铸造工艺方案的优点和缺点3 如果采用低压铸造，与采用金属型铸造工艺相比，有哪些优点？4 如果采用挤压铸造，与采用低压铸造工艺相 比，有哪些优点？ 左右半型铸出分流锥金属芯铸出优 缺 点 ：铸 型 结 构 ？浇 口 设 置 ？铸 件 取 出 ？补 缩 ？铸 件 尺 寸 精度 ？左型右型抽芯方向上型（芯）下型下型铸出 左右优 缺 点 ： 铸 型 结 构 ？ 浇 口 设 置？ 铸 件 取 出 ？ 补 缩 ？ 铸 件 尺 寸精 度 ？左型铸出右型）铸出右型铸出