《低、差压铸造-简化课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《低、差压铸造-简化课件.ppt（60页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、第五章 液态金属成形新技术,一、低压铸造原理及工艺过程,1.升液阶段升液压力和升液速度,H1,（1）升液压力P1,不在浇口处产生喷溅,升液速度一般以控制在150 mms左右为宜,（2）升液速度,反映施加在金属液面上气体压力上升的快慢,决定金属液在升液管中上升的速度,合适的升液速度,金属液上升时顺利排出气体,2.充型阶段充型速度,H1,H2,充型速度：,合适的充型速度一般通过试验确定,3.增压阶段增压压力和增压速度,凝固压力一般高于充型压力，因此，有一个增压过程,k为增压系数，一般为1.32.0,（1）增压压力,补缩压力愈高，铸件组织愈致密,（2）增压速度,应取较低值,铸型种类铸件结构,金属型,
2、一般约取10kPa/s,干型厚壁件,取5kPa/s左右,湿砂型,4.保压阶段保压时间,金属液面上压力升至凝固压力后开始，至铸件完全凝固时间,保压时间,时间过长,浇口残留部分多,金属利用率低,铸件取出困难,升液管清理工作量大,时间过短,铸件中尚未凝固金属液在重力作用下沉回坩埚，使铸件“放空”而报废,精确控制,获得优质铸件的重要工艺因素,二、低压铸造特点,基本特点,较强的补缩能力，无需复杂的浇注系统和大量的冒口,金属液流动较平稳，充型能力较强,浇注过程的控制比较精确，自动化程度比较高,铸件在压力下凝固，补缩效果好，致密度高，力学性能好，可用于生产耐压、防渗漏的铸件,金属液在压力下充填，流动性好，充
3、填能力强，有利于获得轮廓清晰的铸件,1.可用于铸造形状复杂的薄壁铸件,2.铸件力学性能高,抗拉强度和硬度，一般比重力铸造提高10左右,3.防止铸件产生气孔和非金属夹杂物,避免金属液对铸型芯的冲刷及卷入气体和氧化夹杂物,金属液充型平稳,根据铸件结构和铸型材料等因素控制充型速度,金属液自下而上充填,金属液流方向与气体排出方向一致,4.铸件合格率高,一般可达95%且比较稳定,工艺实收率一般可达90%,5.合金的工艺出品率较高,浇冒口系统简化,升液管中末凝固的金属液可回流至坩埚中,设备简单，容易实现机械化和自动化,7.生产效率较高,6.适用范围宽,可用的铸型种类较多,可用的合金种类较多,生产批量的限制
4、较少,减轻劳动强度,改善劳动条件,三、低压铸造工艺设计原则,生产批量大小,铸件结构特点,铸件精度要求,确定铸型的种类,原则一：,形状一般，精度或质量要求较高、批量较大,金属型或石墨型,铸件内腔复杂,无法用金属型芯,可用砂芯,铸件精度要求高,熔模壳型或熔模石膏型,大型铸件,精度要求不高,单件或小批生产,可用砂型,原则二：,应确保铸型能承受这种压力,合金充型、结晶的工艺压力为0.050.07MPa,确保铸件朝向浇注系统的凝固顺序,原则三：,金属液凝固自上而下,铸件补缩应自下向上,通过浇注系统补缩,铸件在型中位置,浇道本身应最后凝固,加工余量确定,冷铁的放置,铸件远离浇道处先凝固,靠近浇道处后凝固,
5、工艺余量确定,原则四：,考虑好充型时铸型的排气措施,低压铸型上部常是封闭的，不易排气,充型时憋气,金属液上升速度波动,浇不成铸件,气孔夹渣,四、低压铸造应用范围,1.铸造合金,可用范围：铝合金、镁合金、铜合金 合金铸铁、球墨铸铁、铸钢,最适范围：铝合金、黄铜,2.铸型种类,可用范围：湿砂型、干砂型、树脂砂型 石墨型、石膏型、熔模壳型 金属型、陶瓷型,最适范围：金属型、石墨型、树脂砂型,3.铸件重量,可用范围：几十克至几十吨,最适范围：几千克至几十千克,4.铸件尺寸,可用范围：几十mm至几千mm,最适范围：几百mm,5.铸件壁厚,可用范围：0.7150mm,最适范围：530mm,6.复杂程度,可
6、用范围：不限,最适范围：复杂形状,7.应用产品,汽车、拖拉机、船舶、摩托车、柴油机、汽油机、机车车辆、医疗器械、仪表等,铝合金件：曲轴箱壳、汽缸盖、活塞、飞轮、轮毂、座架、汽缸体、叶轮等 各种壳体,铸铁件：柴油机缸体、球铁曲轴等,铜合金件：螺旋桨、轴瓦、铜套、铜泵体等,差 压 铸 造,一、差压铸造原理及工艺过程,增压法减压法,互通阀,工艺过程,差压铸造工艺示意图（a）增压法（b）减压法,下压力罐压力,互通,充气,升液,充型,保压,时间,放气,上压力罐压力,下压力罐压力,上压力罐压力,互通,充气,升液,充型,保压,时间,放气,压力,压力,0,t1,t2,t3,t4,t5,t6,0,t1,t2,t
7、3,t4,t5,t6,0-t1,充气阶段，上下压力罐同时充气升压，达到同步压力P1（或P3）,t1 t2,上下压力罐压力处于平衡阶段，坩埚中金属液面处于静止状态,上下压力罐同时排气，压力消失,t5 t6,上下压力罐间压力差降至零,多余合金液经升液管返回坩埚,互通阶段,熔化金属,盖上隔板和放置升液管,安放铸型,合上上罐并锁紧,二、差压铸造工艺特点,1.可获得最佳的充型速度,充型速度精确控制,获得不同高度上的不同的最佳充型速度,压差和型中背压都可调,低压铸造能调节充型速度，但型腔反压调节难充型速度较难准确控制,能避免液流的冲击、紊流和卷入气体,重力铸造很难避免液流的冲击和紊流,获得平稳的充型状态和
8、最佳充型速度,冶金质量要求高的大型复杂铸件,反压力高,2.可获得致密的铸件,枝晶间补缩压力头增大,较高致密度原因,壁厚敏感性小原因,较大压力下结晶和凝固,补缩能力极强,明显减少大型复杂铸件缩孔缩松,3.铸件力学性能高,气孔减少,减少凝固期变质衰退,凝固速度快,组织致密,铸件的壁厚效应小,能用气体作为合金元素,改善强度与耐磨性,铸件晶粒细小,较大压力下结晶和凝固,比低压铸造提高抗拉强度1050，伸长率2550,4.存在问题,重力的作用时刻阻碍补缩,影响铸件的致密性，易产生缩孔、缩松等,解决不好,压力下结晶使气体以非气孔的形式残存在金属中,随着压力减小及温度的降低，气体溶解度下降,有可能析出气体而
9、形成孔洞,增压法中型内反压较大,影响液态金属的充填能力,型内气体使金属液表面形成氧化膜，表面张力提高,影响对铸型薄壁部位的充填,三、差压铸造的应用范围,铸型种类,单件、小批，可用砂型,大批生产，可用金属型,各种铸型,铝、锌、镁、铜、铸钢铸件,合金种类,铸件种类,电机壳、叶轮、汽缸、坦克导轮、舱体等,在压力铸造机上生产受投影面积或壁厚限制的铸件,1kg 100kg以上,目前国内可铸造最大直径600mm、高1600mm、壁厚610mm复杂舱体,铸件重量,四、学校工作,1.多功能复合差压铸造机,上罐尺寸：1600（内径）2200（高）14（壁厚）下罐尺寸：1600（内径）1600（高）14（壁厚）上
10、下罐工作压力：0.7 MPa最大压差：0.15 MPa,研制了国内尺寸最大的复合差压铸造机，采用压环锁紧机构，结构合理，密封性能好，运行稳定可靠，具有差压和低压铸造两种功能,2.差压铸造机控制系统,研制的控制系统及软件性能稳定，抗干扰性强，控制精度高,首次采用工业控制机作为控制系统的核心,实现浇注过程的实时控制、过程控制的动态显示以及充型与凝固过程参数的实时检测,2000差低压机及控制工作间（两台）,1800差低压机及控制工作间,1800差低压铸造机,五、差压铸造发展,真空差压铸造,集合了真空吸铸、低压和差压铸造的优点,控制真空罩和坩埚内真空度,控制差压数值控制充型速度,获得更为优质的铸件,尤其适于生产复杂薄壁铸件,1.真空差压铸造,真空,减小了铸型中的背压,减小了充型阻力,为充型压差建立了一个较低的压力起点,容易建立较大的充型压差,真空压铸能有效减少铸件的气孔,如1mm厚试样，与真空吸铸和重力铸造相比，强度提高约2025%，延伸率提高近一倍,2.高压差压铸造,0.8MPa,压力对铸件内部质量的影响,2.2MPa,X光检验为航空标准一级优质铝合金铸件,注常压下浇注密度为2.6323g/cm3,压力对模拟件密度的影响,2.2MPa下凝固，密度比常压下提高了13.32%,
