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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。其工艺过程如下:在装有合金液的密封容器(如坩埚)中,通入干燥的压缩空气,作用在保持一定浇注温度的金属液面上,造成密封容器内与铸型型腔的压力差,使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,并适当增大压力并保持坩埚内液面上的气体压力,使型腔内的金属液在较高压力作用下结晶凝固。然后解除液面上的气体压力,使开液管中未凝固的金属液依靠自重流回坩埚中,再开型并取出铸件,至此,一个完整的低压浇铸工艺完成。低压铸造工艺过程演示如下:
低压铸造独特的优点表现在以下几个方面:
1.低压铸造的浇注工艺参数可在工艺范围内任意设置调整,可保证液体金属充型平稳,减少或避免金属液在充型时的翻腾、冲击、飞溅现象,从而减少了氧化渣的形成,避免或减少铸件的缺陷,提高了铸件质量;
2.金属液在压力作用下充型,可以提高金属液的流动性,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;
3.铸件在压力作用下结晶凝固,并能得到充分地补缩,故铸件组织致密,机械性能高;
4.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%。
5.劳动条件好;生产效率高,易实现机械化和自动化,也是低压铸造的突出优点。
6.低压铸造对合金牌号的适用范围较宽,基本上可用于各种铸造合金。不仅用于铸造有色合金,而且可用于铸铁、铸钢。特别是对于易氧化的有色合金,更显示它的优越性能,即能有效地防止金属液在浇注过程中产生氧化夹渣。
7.低压铸造对铸型材料没有特殊要求,凡可作为铸型的各种材料,都可以用作低压铸造的铸型材料。与重力铸造和特种铸造应用的铸型基本相同,如砂型(粘土砂、水玻璃砂、树脂砂等)、壳型、金属型、石墨型、熔模精铸壳型、陶瓷型等都可应用。总之,低压铸造对铸型材料要求没有严格限制。
低压铸造所用的铸型,有金属型和非金属型两类。金属型多用于大批、大量生产的有色金属铸件,非金属铸型多用于单件小批量生产,如砂型,石墨型,陶瓷型和熔模型壳等都可用于低压铸造,而生产中采用较多的还是砂型。但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。
为充分利用低压铸造时液体金属在压力作用下自下而上地补缩铸件,在进行工艺设计时,应考虑使
铸件远离浇口的部位先凝固,让浇口最后凝固,使铸件在凝固过程中通过浇口得到补缩,实现顺序凝固。常采用下述措施:
1.浇口设在铸件的厚壁部位,而使薄壁部位远离浇口;
2.用加工裕量调整铸件壁厚,以调节铸件的方向性凝固;
3.改变铸件的冷却条件。
对于壁厚差大的铸件,用上述一般措施又难于得到顾序凝固的条件时,可采用一些特殊的办法,如在铸件厚壁处进行局部冷却,以实现顺序凝固。