第二節(jié)低壓鑄造及差壓鑄造

1、第二節(jié)低壓鑄造及差壓鑄造第1頁(yè)，共15頁(yè)。（二）低壓鑄造的原理（二）低壓鑄造的原理1.基本原理基本原理1)合型合型2)升液階段升液階段3)充型階段充型階段4)凝固階段凝固階段5)頂出頂出2.特點(diǎn)特點(diǎn)1)液體金屬充型液體金屬充型比較平穩(wěn)；比較平穩(wěn)；錄像錄像演示演示第2頁(yè)，共15頁(yè)。3)鑄件成形性好，有利于形成輪廓清晰、表面光潔的鑄件成形性好，有利于形成輪廓清晰、表面光潔的鑄件，對(duì)于大型薄壁鑄件的成形更為有利；鑄件，對(duì)于大型薄壁鑄件的成形更為有利；4)鑄件組織致密，機(jī)械性能高，鑄件組織致密，機(jī)械性能高，易于獲得無(wú)缺陷鑄件易于獲得無(wú)缺陷鑄件；5)提高了金屬液的工藝收得率，一般情況下不需要提高了金屬液

2、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，收得率一般可冒口，使金屬液的收得率大大提高，收得率一般可達(dá)達(dá)90；6)勞動(dòng)條件好，設(shè)備簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。勞動(dòng)條件好，設(shè)備簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。2)充型平穩(wěn)，可有效控制卷氣和夾渣，防止合金氧化，充型平穩(wěn)，可有效控制卷氣和夾渣，防止合金氧化，適合于易氧化的鑄件適合于易氧化的鑄件；低壓鑄造是近無(wú)低壓鑄造是近無(wú)余余量鑄造量鑄造工藝，適合于生產(chǎn)內(nèi)部工藝，適合于生產(chǎn)內(nèi)部質(zhì)量要求較高、尺寸精質(zhì)量要求較高、尺寸精度要求較高的鋁鎂合金度要求較高的鋁鎂合金鑄件。鑄件。錄像錄像演示演示第3頁(yè)，共15頁(yè)。 低壓鑄造工藝可分為開(kāi)放式和封閉式。

3、低壓鑄造工藝可分為開(kāi)放式和封閉式。 1.開(kāi)放式低壓鑄造開(kāi)放式低壓鑄造 開(kāi)放式開(kāi)放式是是指模具型腔直接與空氣接觸，因此充型后沒(méi)指模具型腔直接與空氣接觸，因此充型后沒(méi)有增壓、保壓凝固過(guò)程。有增壓、保壓凝固過(guò)程。 2.封閉式低壓鑄造封閉式低壓鑄造 封閉式指型腔通過(guò)透氣孔與大氣相連，充型后可進(jìn)行封閉式指型腔通過(guò)透氣孔與大氣相連，充型后可進(jìn)行增壓、保壓。由于封閉式可以根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)與凝固特點(diǎn)增壓、保壓。由于封閉式可以根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)與凝固特點(diǎn)制定增壓、保壓規(guī)范，獲得更高的內(nèi)部質(zhì)量，因此是常見(jiàn)制定增壓、保壓規(guī)范，獲得更高的內(nèi)部質(zhì)量，因此是常見(jiàn)的低壓鑄造工藝。的低壓鑄造工藝。（三）低壓鑄造分類(lèi)（三）低壓鑄造分

4、類(lèi)第4頁(yè)，共15頁(yè)。二、低壓鑄造工藝二、低壓鑄造工藝（一）壓力和增壓速度（一）壓力和增壓速度 低壓鑄造的工藝規(guī)范包括壓力、增壓速度、鑄型預(yù)低壓鑄造的工藝規(guī)范包括壓力、增壓速度、鑄型預(yù)熱溫度、澆注溫度，以及鑄型的涂料等。熱溫度、澆注溫度，以及鑄型的涂料等。Hp 金屬液上升高度金屬液上升高度金屬液的重度金屬液的重度阻力因數(shù)（阻力因數(shù)（1.01.5）第5頁(yè)，共15頁(yè)。3.第三階段第三階段 ：凝固結(jié)晶階段：凝固結(jié)晶階段2.第二階段第二階段 ： 充型階段充型階段1.第一階段第一階段 ：升液階段：升液階段11Hp 151p2p3p壓力壓力p時(shí)間時(shí)間 234111/pv 22Hp 12122ppv223Kp

5、ppp13233ppv金屬液的升液速度應(yīng)盡可能緩慢，使金屬液在進(jìn)入澆口時(shí)不致產(chǎn)生噴金屬液的升液速度應(yīng)盡可能緩慢，使金屬液在進(jìn)入澆口時(shí)不致產(chǎn)生噴濺或渦流，故一般不超過(guò)濺或渦流，故一般不超過(guò)0.15m/s充型速度慢，充填平穩(wěn)，有利于型腔內(nèi)氣體的排出，增大充型速度慢，充填平穩(wěn)，有利于型腔內(nèi)氣體的排出，增大鑄件各部分溫差。鑄件各部分溫差。結(jié)晶壓力越大，補(bǔ)縮效果越好，最后獲得的鑄件組織也結(jié)晶壓力越大，補(bǔ)縮效果越好，最后獲得的鑄件組織也愈致密。但通過(guò)結(jié)晶增大壓力來(lái)提高鑄件質(zhì)量，不是任愈致密。但通過(guò)結(jié)晶增大壓力來(lái)提高鑄件質(zhì)量，不是任何情況下都能采用的。何情況下都能采用的。第6頁(yè)，共15頁(yè)。3.涂料：涂料：對(duì)

6、鑄型，涂料的使用與重力鑄造相同，涂料對(duì)鑄型，涂料的使用與重力鑄造相同，涂料應(yīng)均勻，涂料厚度要根據(jù)鑄件表面光潔度及鑄件結(jié)應(yīng)均勻，涂料厚度要根據(jù)鑄件表面光潔度及鑄件結(jié)構(gòu)來(lái)決定。此外，對(duì)保溫坩堝也應(yīng)噴涂涂料。在升構(gòu)來(lái)決定。此外，對(duì)保溫坩堝也應(yīng)噴涂涂料。在升液管內(nèi)外表面應(yīng)涂刷一層較厚涂料。液管內(nèi)外表面應(yīng)涂刷一層較厚涂料。（二）澆注溫度、鑄型溫度及涂料（二）澆注溫度、鑄型溫度及涂料1.澆注溫度澆注溫度：一般比重力澆注低：一般比重力澆注低1020C，并且在保證鑄，并且在保證鑄件成型的前提下，應(yīng)該是件成型的前提下，應(yīng)該是愈低愈好愈低愈好。2.鑄型溫度鑄型溫度：對(duì)非金屬型，若無(wú)特殊要求，一般都為：對(duì)非金屬型，

7、若無(wú)特殊要求，一般都為室溫。而對(duì)金屬型的工作溫度就有一定的要求。如低室溫。而對(duì)金屬型的工作溫度就有一定的要求。如低壓鑄造鋁合金時(shí)，金屬型的工作溫度一般控制在壓鑄造鋁合金時(shí)，金屬型的工作溫度一般控制在200250C；澆注薄壁復(fù)雜件時(shí)，可高達(dá)；澆注薄壁復(fù)雜件時(shí)，可高達(dá)300350C。 第7頁(yè)，共15頁(yè)。1.澆口澆口設(shè)在鑄件的厚壁部位，而使薄壁部位遠(yuǎn)離澆口；設(shè)在鑄件的厚壁部位，而使薄壁部位遠(yuǎn)離澆口；2.用加工裕量調(diào)整鑄件用加工裕量調(diào)整鑄件壁厚壁厚，以調(diào)節(jié)鑄件的方向性凝固；，以調(diào)節(jié)鑄件的方向性凝固；3.改變鑄件的改變鑄件的冷卻條件冷卻條件。三、低壓鑄造工藝設(shè)計(jì)三、低壓鑄造工藝設(shè)計(jì) 低壓鑄造的鑄型有低壓

8、鑄造的鑄型有金屬型金屬型和和非金屬型非金屬型兩類(lèi)。金屬兩類(lèi)。金屬型多用于大批、大量生產(chǎn)的有色金屬鑄件，非金屬鑄型多用于大批、大量生產(chǎn)的有色金屬鑄件，非金屬鑄型（如砂型、石墨型、陶瓷型和熔模型殼等）多用于型（如砂型、石墨型、陶瓷型和熔模型殼等）多用于單件小批量生產(chǎn)，生產(chǎn)中采用較多的是砂型，要求造單件小批量生產(chǎn)，生產(chǎn)中采用較多的是砂型，要求造型材料的透氣性和強(qiáng)度應(yīng)比重力澆注時(shí)高。型材料的透氣性和強(qiáng)度應(yīng)比重力澆注時(shí)高。順序凝固順序凝固第8頁(yè)，共15頁(yè)。四、低壓鑄造設(shè)備四、低壓鑄造設(shè)備 低壓鑄造設(shè)備一般由低壓鑄造設(shè)備一般由保溫爐及其附屬裝置保溫爐及其附屬裝置、鑄鑄型開(kāi)合系統(tǒng)型開(kāi)合系統(tǒng)和和供氣系統(tǒng)供氣系

9、統(tǒng)三部分組成。三部分組成。按鑄型和保溫爐的連接方式按鑄型和保溫爐的連接方式頂鑄式低壓鑄造機(jī)頂鑄式低壓鑄造機(jī)側(cè)鑄式低壓鑄造機(jī)側(cè)鑄式低壓鑄造機(jī) 由爐體、熔池、密封蓋和升液管等所組成，是低壓由爐體、熔池、密封蓋和升液管等所組成，是低壓鑄造機(jī)的基本部分。保溫爐的爐型有：焦炭爐，煤氣爐，鑄造機(jī)的基本部分。保溫爐的爐型有：焦炭爐，煤氣爐，電阻爐，感應(yīng)爐等。電阻爐，感應(yīng)爐等。1.保溫爐及附屬裝置保溫爐及附屬裝置 根據(jù)不同鑄件，不同鑄件的要求，供氣系統(tǒng)可以任意根據(jù)不同鑄件，不同鑄件的要求，供氣系統(tǒng)可以任意調(diào)節(jié)，工作要穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)要使維修方便。調(diào)節(jié)，工作要穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)要使維修方便。2.供氣系統(tǒng)供氣系統(tǒng)錄像錄

10、像演示演示第9頁(yè)，共15頁(yè)。 差壓鑄造的實(shí)質(zhì)差壓鑄造的實(shí)質(zhì)是是低壓低壓充型充型與與壓力下結(jié)晶壓力下結(jié)晶兩種鑄兩種鑄造方法的結(jié)合。造方法的結(jié)合。可獲得無(wú)氣孔、無(wú)夾雜、組織致密可獲得無(wú)氣孔、無(wú)夾雜、組織致密的鑄件的鑄件。五、差壓鑄造五、差壓鑄造（一）概述（一）概述 差壓鑄造又稱(chēng)反壓鑄造、壓差鑄造。是在低壓鑄造差壓鑄造又稱(chēng)反壓鑄造、壓差鑄造。是在低壓鑄造的基礎(chǔ)上，鑄型外罩個(gè)密封罩，同時(shí)向坩堝和罩內(nèi)通入的基礎(chǔ)上，鑄型外罩個(gè)密封罩，同時(shí)向坩堝和罩內(nèi)通入壓縮空氣，但坩堝內(nèi)的壓力略高，使坩堝內(nèi)的金屬液在壓縮空氣，但坩堝內(nèi)的壓力略高，使坩堝內(nèi)的金屬液在壓力差的作用下經(jīng)升液管充填鑄型，并在壓力下結(jié)晶。壓力差的作

11、用下經(jīng)升液管充填鑄型，并在壓力下結(jié)晶。1.差壓鑄造的概念差壓鑄造的概念第10頁(yè)，共15頁(yè)。第11頁(yè)，共15頁(yè)。2.分類(lèi)分類(lèi)按工作時(shí)壓力筒內(nèi)充按工作時(shí)壓力筒內(nèi)充氣壓力的大小氣壓力的大小低壓差壓鑄造：低壓差壓鑄造：0.50.6MPa中壓差壓鑄造：中壓差壓鑄造：510MPa高壓差壓鑄造：高壓差壓鑄造：10MPa按壓差產(chǎn)生的方式按壓差產(chǎn)生的方式增壓法差壓鑄造增壓法差壓鑄造減壓法差壓鑄造減壓法差壓鑄造第12頁(yè)，共15頁(yè)。3.差壓鑄造的特點(diǎn)差壓鑄造的特點(diǎn)1)1)充型速度充型速度可以準(zhǔn)確控制，以獲得最佳充型速度?？梢詼?zhǔn)確控制，以獲得最佳充型速度。2)2)鑄件鑄件成形性好成形性好，表面粗糙度值低。，表面粗糙度

12、值低。3)鑄件鑄件晶粒細(xì)小，組織致密，力學(xué)性能高晶粒細(xì)小，組織致密，力學(xué)性能高，與低壓鑄造相與低壓鑄造相比，鑄件抗拉強(qiáng)度可提高比，鑄件抗拉強(qiáng)度可提高10 50，伸長(zhǎng)率可提高，伸長(zhǎng)率可提高25 50。6)設(shè)備較龐大，操作麻煩。設(shè)備較龐大，操作麻煩。4)提高了金屬的提高了金屬的利用率利用率，可減小冒口的尺寸或不設(shè)冒口，可減小冒口的尺寸或不設(shè)冒口。5)能用氣體作為能用氣體作為合金合金元素，故可往一些合金（如鋼）元素，故可往一些合金（如鋼）中溶入中溶入N2，提高合金強(qiáng)度和耐磨性能。，提高合金強(qiáng)度和耐磨性能。 第13頁(yè)，共15頁(yè)。4.應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍 鑄型可以用砂型，也可用金屬型。單件、小批量鑄型可以用

13、砂型，也可用金屬型。單件、小批量生產(chǎn)時(shí)可用砂型，生產(chǎn)批量大時(shí)，可用金屬型。鑄件生產(chǎn)時(shí)可用砂型，生產(chǎn)批量大時(shí)，可用金屬型。鑄件重量可從小于重量可從小于1kg至至100kg以上。目前國(guó)內(nèi)最大鑄造直以上。目前國(guó)內(nèi)最大鑄造直徑徑540mm、高度、高度890mm、壁厚、壁厚810mm的大型復(fù)雜薄的大型復(fù)雜薄壁整體艙鑄件?？设T造的合金有鋁合金、鋅合金、鎂壁整體艙鑄件?？设T造的合金有鋁合金、鋅合金、鎂合金、銅合金，以及鑄鐵、鑄鋼。生產(chǎn)的鑄件有電機(jī)合金、銅合金，以及鑄鐵、鑄鋼。生產(chǎn)的鑄件有電機(jī)殼、閥門(mén)、葉輪、氣缸、輪轂、坦克導(dǎo)輪、船體等。殼、閥門(mén)、葉輪、氣缸、輪轂、坦克導(dǎo)輪、船體等。在壓力鑄造機(jī)上生產(chǎn)受投影面積或壁厚限制的鑄件均在壓力鑄造機(jī)上生產(chǎn)受投影面積或壁厚限制的鑄件均可用差壓鑄造法生產(chǎn)。差壓鑄造技術(shù)還可應(yīng)用到注塑可用差