低壓鑄造的現(xiàn)狀與發(fā)展前景

1、鑄造工程基礎(chǔ)論文低壓鑄造技術(shù)淺談低壓鑄造技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展低壓鑄造是一種先進的鑄造生產(chǎn)技術(shù)，隨著機械行業(yè)的不斷發(fā)展，低壓鑄造在國內(nèi)外的鑄造生產(chǎn)中也得到了很大的發(fā)展，出現(xiàn)了一些新技術(shù)、新工藝，從而提高了低壓鑄造產(chǎn)品的質(zhì)量，取得了高的成品率。低壓鑄造是介于壓力鑄造與重力鑄造之間的一種鑄造方法，具有金屬液充型平穩(wěn)，鑄件組織致密，工藝出品率高，易實現(xiàn)自動化等優(yōu)點，特別適用于復(fù)雜、薄壁鑄件的生產(chǎn)，在現(xiàn)代工業(yè)中應(yīng)用非常廣泛。低壓鑄造最早由英國人提出，其目的是解決重力鑄造中澆注系統(tǒng)充型和補縮的矛盾，低壓鑄造解決了重力鑄造中充型平穩(wěn)性與補縮的矛盾，使鑄件品質(zhì)大大提高。低壓鑄造還解決了厚大斷面鋁合金鑄件的壁厚效應(yīng)

2、，有效提高了厚大斷面鑄件的致密性。我國低壓鑄造工藝發(fā)展地較晚，上世紀(jì)五十年代才開始使用，之后這一工藝得到發(fā)展，有關(guān)部門也相繼召開低壓鑄造經(jīng)驗交流會，介紹國內(nèi)先進的低壓鑄造設(shè)備和工藝。低壓鑄造的基本原理是：一定溫度的金屬液在氣體壓力作用下，沿升液管自下而上通過澆道緩慢進入并充滿型腔和冒口，然后增壓保壓直至鑄件完全凝固，最后解除壓力使升液管和澆道中尚未凝固的金屬液由于自重流回保溫爐或培竭中。低壓鑄造由于其澆鑄方式和凝固狀態(tài)的特殊性，從而決定了其工藝的顯著特點：1 1）金屬液充型平穩(wěn)，充型速度可根據(jù)鑄件的不同結(jié)構(gòu)和鑄型的不同材料等因素進行控制，充型時可避免金屬液產(chǎn)生翻騰、沖擊和飛濺，減少二次氧化，卷

3、氣，冷隔等鑄件缺陷，提高鑄件質(zhì)量；2 2）金屬液在壓力作用下充型，流動性增加，有利于獲得輪廓清晰的鑄件，一次卷入的幾率也大為減少；3 3）鑄件在壓力作用下凝固，可得到充分的補縮，故鑄件組織致密，力學(xué)性能提高；4 4）可以大幅度提高工藝出品率。低壓鑄造是目前較為廣泛應(yīng)用的鑄造成型工藝，隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，對低壓鑄造質(zhì)量的要求越來越高。目前低壓鑄造方面出現(xiàn)了多種新技術(shù)，下面介紹幾種：1 1）電磁泵低壓鑄造技術(shù)傳統(tǒng)的低壓鑄造方法主要采用壓縮空氣充型、保壓來完成鑄造過程，它存在著很多問題。目前國際上比較流行的 CosworthCosworth 工藝應(yīng)用于生產(chǎn)一級方程式賽車發(fā)動機，可以得到高質(zhì)量的鑄

4、件，其關(guān)鍵技術(shù)之一就是采用了電磁泵充型低壓鑄造技術(shù)。采用電磁泵充型和保壓的低壓鑄造設(shè)備生產(chǎn)過程非常穩(wěn)定。采用電磁泵具有以下優(yōu)點：金屬液傳輸平穩(wěn)，無劇烈的加壓和減壓過程，避免由湍流兒引起的氧化和吸氣；所有金屬液經(jīng)過強磁場作用對改善鑄件的組織、性能有積極的作用；流量及加壓規(guī)范可精確、連續(xù)控制，反應(yīng)迅速準(zhǔn)確，嚴(yán)格執(zhí)行鑄造工藝，且重復(fù)性好；爐體內(nèi)不加壓縮空氣。并可在保護氣氛下工作，從而減少氣體侵入，防止金屬液被二次污染，減少氣孔及二次氧化夾渣，因而可以避免由壓縮空氣的干燥程度不同及壓力變化帶來的質(zhì)量不穩(wěn)定問題。2 2） 新低壓鑄造技術(shù)富士重工業(yè)株式會社介紹了一種新低壓鑄造的方法， 其特點為：保溫爐和低

5、壓鑄造機分離，因此對保溫爐模具的熱影響達到最小程度，僅需少量的冷卻介質(zhì)及模具的控溫度控制更加容易，精確；保溫爐內(nèi)單獨設(shè)置一加壓罐，提高液壓加壓控制能力及反應(yīng)靈敏性；提高液面位置的控制精度。該法可生產(chǎn)最小壁厚為 2mm,2mm,組織致密，力學(xué)性能優(yōu)良的鋁合金鑄件；生產(chǎn)的鋁合金缸蓋與普通低壓鑄造法相比，質(zhì)量減輕 10%,10%,性能優(yōu)異。3 3） 反重力鑄造技術(shù)反重力鑄造利用外加壓力使合金液沿著與重力相反的方向自下而上充型并凝固成形，具有充型平穩(wěn)、充型速率可控、溫度場分布合理、壓力下凝固及有利于鑄件凝固補縮的特點，鑄件的力學(xué)性能好、組織致密、鑄造缺陷少，目前獲廣泛應(yīng)用。按不同工藝過程，反重力鑄造又

6、分為低壓鑄造、差壓鑄造、調(diào)壓鑄造等。低壓鑄造是最早的反重力鑄造技術(shù)，差壓鑄造法是 6060 年代初發(fā)展起來的鑄造新方法。這種方法源于低壓鑄造，它兼有低壓鑄造和壓力釜鑄造的特點。調(diào)壓鑄造技術(shù)是在差壓鑄造技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一種先進鑄造技術(shù)，其充型能力強，補縮能力高，兼具真空冶金效應(yīng)。隨著計算機硬件水平的提高，鑄造 CAECAE 軟件對實際生產(chǎn)的指導(dǎo)作用日益顯著。低壓鑄造領(lǐng)域也開始使用它們來優(yōu)化和改進工藝，以便提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低廢品率、減少冒口損耗、提高成品率、縮短試制周期、降低生產(chǎn)成本、減少工藝設(shè)計對人員經(jīng)驗的依賴、保持工藝設(shè)計水平穩(wěn)定等。經(jīng)十多年開發(fā)的計算機模擬仿真中北大學(xué)鑄造中心 CAST

7、sofCASTsof 任分析優(yōu)化鑄造工藝的專用系統(tǒng)，是在生產(chǎn)實踐中完善的軟件產(chǎn)品：它以充型過程、凝固過程數(shù)值模擬技術(shù)為核心。進行鑄造工藝的分析，可完成多種合金材質(zhì)和鑄造方法的流動分析、凝固分析、流動和溫度的耦合分析。低壓鑄造技術(shù)的發(fā)展趨勢有以下幾個方面：1 1）采用新的加壓方式，提高氣體壓力和金屬液流量的控制精度和平穩(wěn)性；2 2）低壓鑄造工藝與多種鑄造工藝相結(jié)合；3 3）大型鑄件低壓鑄造技術(shù)；4 4）低壓鑄造設(shè)備向全自動、高精度、大型化發(fā)展。低壓鑄造技術(shù)是一種多用途的先進的鑄造工藝方法，該技術(shù)鑄造的鑄件質(zhì)量優(yōu)良應(yīng)用范圍廣泛，并不斷地在擴展，同時，越來越多的科研人員開始投入或關(guān)注低壓鑄造技術(shù)的研發(fā)，使得低壓鑄造技術(shù)的應(yīng)用前景更加廣闊。參考文獻1111 唐多光.2121 世紀(jì)低壓鑄造技術(shù)的展望. .特種鑄造及有色合金 200220