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低壓鑄造定義?
作者:東莞鋁得旺   時間:
2018/9/8
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低壓鑄造是使液體金屬在壓力作用下充填型腔,以形成鑄件的一種方法。由于所用的壓力較低,所以叫做低壓鑄造。其工藝過程(見圖1)是: 在密封的坩堝(或密封罐)中,通入干燥的壓縮空氣,金屬液2在氣體壓力的作用下,沿升液管4上升,通過澆口5平穩地進入型腔8,并保持坩堝內液面上的氣體 壓力,一直到鑄件完全凝固為止。然后解除液面上的氣體壓力,使開液管中未凝固的金屬液流坩堝,再由氣缸12開型并推出鑄件。 ? 圖1 低壓鑄造的工藝示意圖 1一保溫爐2一液體金屬3一坩堝4一升液管5一澆口6一密封蓋7一下型8一型腔9一上型 10一頂桿11一項桿板12一氣缸13一石棉密封墊 低壓鑄造獨特的優點表現在以下幾個方面: 1. 液體金屬充型比較平穩; 2. 鑄件成形性好,有利于形成輪廓清晰、表面光潔的鑄件,對于大型薄壁鑄件的成形更為有利; 3. 鑄件組織致密,機械性能高; 4. 提高了金屬液的工藝收得率,一般情況下不需要冒口,使金屬液的收得率大大提高,收得率一般可達90%。 此外,勞動條件好;設備簡單,易實現機械化和自動化,也是低壓鑄造的突出優點。 低壓鑄造工藝設計 低壓鑄造所用的鑄型,有金屬型和非金屬型兩類。金屬型多用于大批、大量生產的有色金屬鑄件,非金屬鑄型多用于單件小批量生產,如砂型,石墨型,陶瓷 型和熔模型殼等都可用于低壓鑄造,而生產中采用較多的還是砂型。但低壓鑄造用砂型的造型材料的透氣性和強度應比重力澆注時高,型腔中的氣體,全靠排氣道和 砂粒孔隙排出。 為充分利用低壓鑄造時液體金屬在壓力作用下自下而上地補縮鑄件,在進行工藝設計時,應考慮使 鑄件遠離澆口的部位先凝固,讓澆口最后凝固,使鑄件在凝固過程中通過澆口得到補縮,實現順序凝固。常采用下述措施: 1. 澆口設在鑄件的厚壁部位,而使薄壁部位遠離澆口; 2. 用加工裕量調整鑄件壁厚,以調節鑄件的方向性凝固; 3. 改變鑄件的冷卻條件。 對于壁厚差大的鑄件,用上述一般措施又難于得到顧序凝固的條件時,可采用一些特殊的辦法,如在鑄件厚壁處進行局部冷卻,以實現順序凝固。 低壓鑄造工藝 低壓鑄造的工藝規范包括充型、增壓、鑄型預熱溫度、澆注溫度,以及鑄型的涂料等。 (1)充型和增壓 升液壓力是指當金屬液面上升到澆口,附所需要的壓力。金屬液在升液管內的上升速度應盡可能緩慢,以便有利于型腔內氣體的排出,同時也可使金屬液在進入澆口時不致產生噴濺。 (2)充型壓力和充型速度 充型壓力Pa是指使金屬液充型上升到鑄型頂部所需的壓力。在充型階段,金屬液面上的升壓速度就是充型速度。 (3)增壓和增壓速度 金屬液充滿型腔后,再繼續增壓,使鑄件的結晶凝固在一定大小的壓力作用下進行,這時的壓力叫結晶壓力。結晶壓力越大,補縮效果越好,最后獲得的鑄件組織也愈致密。但通過結晶增大壓力來提高鑄件質量,不是任何情況下都能采用的。 (4)保壓時間 型腔壓力增至結晶壓力后,并在結晶壓力下保持一段時間,直到鑄件完全凝固所需要的時間叫保壓時間。如果保壓時間不夠,鑄件未完全凝固就卸壓,型腔中 的金屬液將會全部或部分流回批捐,造成鑄件“放空”報廢:如果保壓時間過久,則澆口殘留過長,這不僅降低工藝收得率,而且還會造成澆口“凍結”,使鑄件出 型困難,故生產中必須選擇一適宜的保壓時間。 (5)鑄型溫度及澆注溫度 低壓鑄造可采用各種鑄型,對非金屬型的工作溫度一般都為室溫,先特殊要求,而對金屬型的工作溫度就有一定的要求。如低壓鑄造鋁合金時,金屬型的工作溫度一般控制在200~2500C,澆注薄壁復雜件時,可高達300~3500C。 關于合金的澆注溫度,實踐證明,在保證鑄件成型的前提下,應該是愈低愈好。 (6)涂料 如用金屬型低壓鑄造時,為了提高其壽命及鑄件質量,必須刷涂料;涂料應均勻,涂料厚度要根據鑄件表面光潔度及鑄件結構來決定。 ? 低壓鑄造設備 低壓鑄造設備一般由保溫爐及其附屬裝置,鑄型開合系統和供氣系統三部分組成。按鑄型和保溫爐的連接方式,可分為頂鑄式低壓鑄造機和側鑄式低壓鑄造機兩種類型。 (1)保溫爐及附屬裝置 它由爐體、熔池、密封蓋和升液管等所組成,是低壓鑄造機的基本部分。保溫爐的爐型很多,如焦炭爐,煤氣爐,電阻爐,感應爐等。但目前廣泛使用的是電阻加熱爐,其次是電熱反射爐。 (2)供氣系統 在低壓鑄造中,正確控制對鑄型的充型和增壓是獲得良好鑄件的關鍵,這個控制完全由供氣系統來實現。根據不同鑄件,不同鑄件的要求,供氣系統應可以任意調節,工作要穩定可靠,結構要使維修方便。 特殊低壓鑄造工藝 低壓鑄造對一些特殊結構或特殊性能要求的鑄件,難以滿足時,就在低壓鑄造的基礎上,發展出一些特殊低壓鑄造工藝。 (1)壓差法低壓鑄造 有些鑄件的內部質量要求高,希望在較高的壓力下結晶,但一般低壓鑄造時的結晶壓力不能太大。因而發展出壓差法低壓鑄造。其工藝過程是將電阻保溫爐和 鑄型全部進行密封,在密封罩內通人壓力較大如500kPa的壓縮空氣,這時由于鑄型與增鍋內部的壓力相等,金屬液不會上升,然后金屬液向上補充50kPa 壓力,金屬液就會上升充填型腔。同時鑄型內的金屬液也在高壓下結晶凝固。這種方法使鑄件得到較致密的結晶組織,提高了鑄件的機械性能。據資料介紹這種工藝 與一般鑄造方法相比,使鑄件強度提高約25%,延伸率提高約50%。但設備較龐大,操作麻煩,只有特殊要求時才應用。 (2)真空低壓鑄造 對薄壁或復雜的大型鑄件,采用前述的低壓鑄造工藝,也難以滿足時,采用真空低壓鑄造就容易解決。它的裝置與壓差法低壓鑄造基本相似。在澆注前先將型腔中的氣體抽出再進行澆注,這時澆注速度可以提高,不會產生氧化夾雜和氣孔等缺陷。
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