低压铸造和重力铸造
低压铸造 砂模
低压铸造砂模低压铸造是一种常见的铸造方法，它在制造各类铸件中得到广泛应用。
本文将介绍低压铸造的基本原理、工艺流程以及其在砂模铸造中的应用。
低压铸造是一种将液态金属通过压力注入到砂模中的铸造方法。
其主要原理是利用压力差将液态金属从熔炉中注入到砂模中，通过冷却凝固后，得到所需的金属零件。
相比于传统的重力铸造方法，低压铸造具有以下优势：低压铸造可以提高铸件的密度和力学性能。
通过施加压力，液态金属可以更加均匀地填充砂模中的空腔，减少气孔和夹杂物的产生，从而提高铸件的致密性和强度。
低压铸造可以改善铸件的表面质量。
通过控制注入速度和压力，可以有效地避免金属液体与砂模表面的氧化和磨损，减少表面缺陷的产生，得到更加光滑和精确的铸件表面。
低压铸造还可以实现对铸件的精确控制和一次性成型。
通过调节注入压力和速度，可以实现对铸件内部结构和尺寸的精确控制，避免了后续加工的需要，提高了生产效率和产品质量。
在低压铸造中，砂模是起到支撑和形成铸件空腔的关键部件。
砂模通常由石英砂和粘结剂混合而成，具有一定的耐温性和抗压性。
砂模的制作包括模型制作、砂型制作、砂芯制作等过程。
模型制作是指根据产品的图纸或样品制作出模型。
模型通常由木材、树脂或泡沫等材料制成，用于决定铸件的外形和尺寸。
砂型制作是指根据模型制作出砂型。
砂型制作的关键是确定砂型的坯型和浇注系统。
坯型是指铸件的外形和尺寸，浇注系统是指用于注入液态金属的通道和浇口。
砂芯制作是指根据需要制作出内部空腔的砂芯。
砂芯通常由石英砂和粘结剂混合而成，通过烘干和烘烤等工艺处理，使其具有一定的强度和耐高温性。
在低压铸造中，砂模的制作对于获得高质量的铸件至关重要。
砂模的质量和精度直接影响着铸件的表面质量和尺寸精度。
因此，在制作砂模时需要严格控制各个环节，确保模型、砂型和砂芯的精度和一致性。
低压铸造作为一种常见的铸造方法，在各个行业中都得到了广泛应用。
砂模作为低压铸造的重要组成部分，对于铸件的质量和精度有着重要影响。
重力铸造及低压铸造活塞显微组织与性能对比
2018年 第7期 热加工F锻造与铸造orging &Casting86重力铸造及低压铸造活塞显微组织与性能对比■ 王剑，王云峰，董传成，孙淑霞摘要：重力铸造与低压铸造是两种不同的铸造方式，通过试验分析，得到两者成形铸件显微组织和性能对比数据。
关键词：活塞；重力铸造；低压铸造； 显微组织扫码了解更多发动机活塞设计时一般优先考虑材质较轻、性能良好的铝合金，随着发动机功率密度不断提高，铝合金活塞材料需要具有更优异的力学性能才能满足发动机的排放要求。
我公司研发了一种创新型的活塞低压铸造成形方法。
低压铸造是铝合金液在浇注完成后的特定时间内，利用低压设备对活塞承受热力载荷最大的顶面施加一定时间及强度的低压压力的成形方法，相比传统重力铸造，工艺更加复杂且成本较高。
本试验通过对比验证，研究重力铸造及低压铸造活塞显微组织和性能对比，找出两者的区别，希望对低压铸造在活塞生产行业的推广能起到一定作用。
1. 显微组织对比验证利用重力铸造及低压铸造两种成形方法试产JT53A 活塞各20只，分别使用重力铸造、浇注温度800℃、串水；低压铸造、加压0.4MPa 、浇注温度800℃、串水冷却两种工艺方法进行试产。
沿活塞顶部中心处避开冒口截取试样，试样面积不小于2c m 2,用0.5%的氢氟酸水溶液侵蚀10s ，用PM3型金相显微镜对活塞显微组织进行对比检验，如图1、图2所示。
图1中显示微观缩松尺寸较大且比较集中，但数量较少。
图2中显示微观缩松极少，且尺寸也小。
但重力铸造及低压铸造两种成形方法生产的活塞金相组织等级基本无变化。
通过以上比较可知：重力铸造及低压铸造都会出现缩松，采用低压铸造可显著改善显微缩松状况，降低显微缩松数量；金相组织等级基本无变化。
2. 活塞机械强度对比验证对重力铸造及低压铸造活塞试产的40只活塞，从活塞销孔至顶面之间截取试样，按GB228进行试样制备并对试样进行编号，在常温及300℃时对重力铸造及低压铸造活塞分4组、各10只。
重力浇铸和压铸的区别专业知识讲座
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低压铸造
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低压铸造的工艺过程为：在密封的坩埚（或密封罐）中，通入干燥的压缩空气，金属液在气体压 力的作用下，沿升液管进入直浇道上升，通过内浇道平稳地进入型腔，并保持坩埚内液面上的气 体压力。直到铸件完全凝固为止。然后解除液面上的气体压力，使升液管中未凝固的金属液流回 坩埚。 再开型并取出铸件。
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高压铸造
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压力铸造分为高压铸造和低压铸造两种。
高压铸造是一种将熔融合金液倒入压室内，以高速充填钢制模具的型腔，并使合金液在压力下凝 固而形成铸件的铸造方法。
高压压铸区别于其它铸造方法的主要特点是高压和高速。 ①金属液是在压力下填充型腔的，并在更高的压力下结晶凝固，常见的压力为 15—100MPa。 ②金属液以高速充填型腔，通常在 10—50米/秒，有的还可超过80米/秒，（通过内浇口导入型
优缺点对比艺 复杂
模具 模具 气孔 费用 寿命 率
高短 差
热处 加工 表面 适宜产品 生产效率 理 余量 光洁
不可 小 高 薄壁件 高
低压铸造 简单 低 长 好 重力浇铸 简单 低 长 好
可以 大 高 中
中
可以 大 低 厚壁件 低
在强度方面，由于所事宜的铝合金原材料不同，其强度差异也较大： 压铸产品由于在高压下成型，产品致密性高，其强度较高。比如 A380的压铸产品，其强度可达到 360MPa，而其延伸率只能达到 3.7%左右。 重力浇铸产品一般情况强度要较压铸低。其材料较好的 ZL101A，热处理后也只能达到有310MPa， 但其延伸率较高，能达到5-6%。也有强度能达到380MPa以上的材料，如ZL201A、ZL204A 。
铸造的分类及特点
铸造的分类及特点铸造是一种常见的金属加工工艺，它通过熔化金属，将其倒入预先制作好的模具中，并在冷却后得到所需的零件或产品。
根据不同的铸造方法和工艺特点，铸造可以分为几种不同的分类。
本文将介绍一些常见的铸造分类及其特点。
一、砂型铸造砂型铸造是目前应用最广泛的铸造方法之一。
它的工艺流程主要包括模具制作、砂型浇注、冷却固化和零件后处理等步骤。
砂型铸造的特点如下：1. 灵活性高：砂型制作相对简单，易于调整和修改，适用于小批量、多品种的生产需求。
2. 成本较低：相比其他铸造方法，砂型铸造所需的材料成本相对较低。
3. 表面质量较差：由于砂芯的使用，容易出现砂眼、气孔等表面缺陷，需要进行后续的修磨和处理。
4. 适用范围广：砂型铸造可用于铸造几乎所有类型的金属和合金，包括铁、铝、黄铜等。
二、铸型铸造铸型铸造是一种使用金属模具（铸型）进行铸造的方法。
它的工艺流程包括铸型制作、熔炼金属、浇注和冷却固化等步骤。
铸型铸造的特点如下：1. 高精度：铸型铸造可以得到较高的尺寸精度和表面质量，适用于对形状和尺寸要求较高的零件制造。
2. 生产效率相对较低：相比砂型铸造，铸型铸造的制作和准备时间较长，生产节奏较慢。
3. 适用于大型零件：铸型铸造适用于生产大型复杂形状的零件，例如汽车发动机缸体、船舶螺旋桨等。
4. 灵活性一般：相比其他铸造方法，铸型铸造具有较低的灵活性，不太适用于小批量、多品种的生产。
三、压铸压铸是一种通过将熔化的金属注入高压下迅速充填模具，并在冷却后得到所需零件的铸造方法。
压铸的特点如下：1. 高精度和表面质量：压铸可以得到非常高的几何精度和良好的表面质量，适用于制造高精度要求的零件。
2. 生产效率高：压铸的生产周期短，能够实现高产出，适用于大规模生产。
3. 适用于较小尺寸的零件：压铸适用于制造较小尺寸的零件，例如手机外壳、汽车零配件等。
4. 高成本：相比其他铸造方法，压铸设备和模具的成本相对较高。
四、重力铸造重力铸造是利用金属重力作用实现铸造的一种方法，包括砂重力铸造和金属重力铸造两种形式。
低压铸造和高压铸造
低压铸造和高压铸造低压铸造和高压铸造是两种常见的铸造工艺，它们在生产中起着重要的作用。
本文将分别介绍低压铸造和高压铸造的工艺原理、应用领域以及优缺点，以便更好地理解这两种铸造方法。
一、低压铸造低压铸造是一种通过施加低压力来实现铸造的工艺。
在低压铸造中，首先将金属加热至熔化状态，然后将熔融金属注入到模具中。
与传统的铸造工艺相比，低压铸造具有以下特点：1. 工艺原理在低压铸造中，使用一个压力室将金属液体注入到模具中。
通过施加一定的低压力，使金属液体充分填充模具的腔体，并保持一定的压力。
待金属凝固后，通过减小压力，模具可顺利脱模，得到所需的铸件。
2. 应用领域低压铸造适用于生产复杂形状、精度要求较高的零件。
例如，汽车发动机缸体、航空航天部件、工程机械零部件等都可以采用低压铸造工艺。
3. 优缺点低压铸造具有以下优点：首先，铸件的内部结构致密，无气孔，力学性能较好；其次，铸件表面光洁度高，无需二次加工；此外，低压铸造可实现自动化生产，提高生产效率。
然而，低压铸造的设备成本较高，操作要求较严格，对模具的要求较高，且生产周期较长。
二、高压铸造高压铸造是一种通过施加高压力来实现铸造的工艺。
在高压铸造中，金属经过加热熔化后，以较高的压力迅速注入模具中，填充整个腔体。
相比于低压铸造，高压铸造具有以下特点：1. 工艺原理在高压铸造中，金属液体被注入到模具中后，通过施加较高的压力，使其充分充实模具腔体。
随着金属的凝固，压力逐渐减小，直至脱模。
高压铸造一般会使用压铸机进行操作。
2. 应用领域高压铸造广泛应用于汽车、电子、家电等行业的零部件生产。
由于高压铸造能够生产出高精度、高强度的铸件，因此在各个领域都有重要的地位。
3. 优缺点高压铸造具有以下优点：首先，生产效率高，适用于大规模、批量生产；其次，产品精度高，表面光洁度好；此外，高压铸造可使用多种材料，适应性强。
然而，高压铸造设备成本较高，模具制造周期长，且对模具的要求较高。
重力铸造 低压铸造 高压铸造
重力铸造低压铸造高压铸造
重力铸造、低压铸造和高压铸造都是常见的铸造方式，它们有如下特点：
1.重力铸造：利用地球引力射出熔融金属流填充型腔，可控制铸造质量和铸件的性能。
2.低压铸造：通过机械泵将熔融金属液置于铸型之上，利用金属液的重力和外部压力填充型腔，保证铸件的凝固过程均匀稳定。
3.高压铸造：利用高压气体或液体将熔融金属推进铸模，形成均匀且致密的铸件。
因此，它们在不同的应用场景下会有不同的适用性。
例如，重力铸造适用于大尺寸、复杂形状的铸件，低压铸造适用于中小尺寸、壁薄、精度要求高、密封性需求高的铸件，而高压铸造则适用于小尺寸、高精度、高性能要求的铸件。
压力铸造种类
压力铸造种类
压力铸造是一种高效的铸造方法，它可以生产出高质量、高精度
的铸件。
压力铸造种类繁多，下面列举几种常见的压力铸造方法。
1. 热室压力铸造
热室压力铸造是一种常见的压力铸造方法，它适用于铸造高熔点合金。
在这种方法中，金属被加热到液态，然后通过喷嘴注入模具中。
模具
通常由钢制成，可以重复使用。
2. 冷室压力铸造
冷室压力铸造适用于铸造低熔点合金。
在这种方法中，金属被加热到
液态，然后通过喷嘴注入模具中。
与热室压力铸造不同的是，注入的
金属是在一个冷却室中加热的，而不是在模具中加热的。
3. 低压铸造
低压铸造是一种适用于铸造大型铸件的压力铸造方法。
在这种方法中，金属被加热到液态，然后通过一个小孔注入模具中。
与其他压力铸造
方法不同的是，低压铸造中的压力比较低，通常只有1-15 bar。
4. 真空压力铸造
真空压力铸造是一种适用于铸造高质量铸件的压力铸造方法。
在这种
方法中，金属被加热到液态，然后通过真空管道注入模具中。
由于真
空环境中没有氧气，因此可以避免氧化问题，从而生产出高质量的铸件。
5. 模压铸造
模压铸造是一种适用于生产大批量铸件的压力铸造方法。
在这种方法中，金属被加热到液态，然后通过一个模具注入。
模具通常由热塑性
材料制成，可以重复使用。
以上是几种常见的压力铸造方法，每种方法都有自己的特点和适
用范围。
选择适合自己需求的压力铸造方法可以提高生产效率和产品
质量。
低压铸造
3、涂料
1、液态金属充型平稳，夹杂缺陷减少； 2、型腔内液流与气流方向一致，减少了产生 气孔的可能性； 3、铸件成型性好。金属液在外力作用下强迫 流动，提高了金属的充填能力，有利于形 成轮廓清晰，表面光洁的铸件； 4、铸件组织致密，机械性能高； 5、金属收得率高（80％～98％）。
与压力铸造相比造
低压铸造的工作原理
一、低压铸造的特点
1、液态金属在压力作用下由下而上地 充满型腔，并在外力的作用下结晶凝 固，进行补缩； 2、低压铸造的充型过程即与重力铸造 不同，又与压力铸造有区别（压力铸 造为高速高压几千～几万千牛/米2，而 低压铸造为20～60千牛/米2
低压铸造的优点
2、设备简单，投资少，生产成本低
3、可制作大型零部件
二、低压铸造的工艺特点
有利于创造铸件顺序凝固的条件
低压铸造时铸件的凝固过程
浇 口 设 在 铸 件 的 壁 厚 部 位
三、低压铸造工艺过程
1 充 型 和 增 压 过 程
低压铸造过程中个阶段压力的变化
2、铸型温度及浇注温度
金属型温度一般控制在200~250℃（对铝合 金），薄壁件达300～350℃ 浇注温度一般比重力铸造低10～20℃
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低压铸造和重力铸造
低压铸造是便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。
其工艺过程是：在密封的坩埚（或密封罐）中，通入干燥的压缩空气，金属液2在气体压力的作用下，沿升液管4上升，通过浇口5平稳地进入型腔8，并保持坩埚内液面上的气体压力，一直到铸件完全凝固为止。
然后解除液面上的气体压力，使开液管中未凝固的金属液流坩埚，再由气缸12开型并推出铸件。
低压铸造独特的优点表现在以下几个方面：
1．液体金属充型比较平稳；
2．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％。
此外，劳动条件好；设备简单，易实现机械化和自动化，也是低压铸造的突出优点。
重力铸造是指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺，也称浇铸。
广义的重力铸造包括砂型浇铸、金属型浇铸、熔模铸造、消失模铸造，泥模铸造等；窄义的重力铸造专指金属型浇铸。
1．把金属材料做成所需制品的工艺方法很多，如铸造、锻造、挤压、轧制、拉延、冲压、切削、粉末冶金等等。
其中，铸造是最基本、最常用的工艺。
2．把熔化的金属液注入用耐高温材料制作的中空铸型内，冷凝后得到预期形状的制品，这就是铸造。
所得到的制品就是铸件。
3．铸造可按铸件的材料分为黑色金属铸造（包括铸铁、铸钢）和有色金属铸造（包括铝合金、铜合金、锌合金、镁合金等）。
精密铸件厂专业从事有色金属铸造，重点是铝合金和锌合金铸造。
4．铸造有可按铸型的材料分为砂型铸造和金属型铸造。
精密铸件厂对这两种铸造工艺都得心应手，并自行设计、制造这两类铸造模具。
5．铸造还可按金属液的浇注工艺分为重力铸造和压力铸造。
重力铸造是指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺，也称浇铸。
广义的重力铸造包括砂型浇铸、金属型浇铸、熔模铸造、消失模铸造，泥模铸造等；窄义的重力铸造专指金属型浇铸。
压力铸造是指金属液在其他外力（不含重力）作用下注入铸型的工艺。
广义的压力铸造包括压铸机的压力铸造和真空铸造、低压铸造、离心铸造等；窄义的压力铸造专指压铸机的金属型压力铸造，简称压铸。
精密铸件厂长期从事砂型和金属型的重力铸造。
这几种铸造工艺是目前有色金属铸造中最常用的、也是相对价格最低的。
6．砂型铸造是一种以砂作为主要造型材料，制作铸型的传统铸造工艺。
砂型一般采用重力铸造，有特殊要求时也可采用低压铸造、离心铸造等工艺。
砂型铸造的适应性很广，小件、大件，简单件、复杂件，单件、大批量都可采用。
砂型铸造用的模具，以前多用木材制作，通称木模。
旭东精密铸件厂为改变木模易变形、易损坏等弊病，除单件生产的砂型铸件外，全部改为尺寸精度较高，并且使用寿命较长的铝合金模具或树脂模具。
虽然价格有所提高，但仍比金属型铸造用的模具便宜得多，在小批量及大件生产中，价格优势尤为突出。
此外，砂型比金属型耐火度更高，因而如铜合金和黑色金属等熔点较高的材料也多采用这种工艺。
但是，砂型铸造也有一些不足之处：因为每个砂质铸型只能浇注一次，获得铸件后铸型即损坏，必须重新造型，所以砂型铸造的生产效率较低；又因为砂的整体性质软而多孔，所以砂型铸造的铸件尺寸精度较低，表面也较粗糙。
不过，精密铸件厂集多年的技术积累，已大大改善了砂型铸件的表面状况，其抛丸后的效果可与金属型铸件媲美。
7．金属型铸造是用耐热合金钢制作铸造用中空铸型模具的现代工艺。
金属型既可采用重力铸造，也可采用压力铸造。
金属型的铸型模具能反复多次使用，每浇注一次金属液，就获得一次铸件，寿命很长，生产效率很高。
金属型的铸件不但尺寸精度好，表面光洁，而且在浇注相同金属液的情况下，其铸件强度要比砂型的更高，更不容易损坏。
因此，在大批量生产有色金属的中、小铸件时，只要铸件材料的熔点不过高，一般都优先选用金属型铸造。
但是，金属型铸造也有一些不足之处：因为耐热合金钢和在它上面做出中空型腔的加工都比较昂贵，所以金属型的模具费用不菲，不过总体和压铸模具费用比起来则便宜多了。
对小批量生产而言，分摊到每件产品上的模具费用明显过高，一般不易接受。
又因为金属型的模具受模具材料尺寸和型腔加工设备、铸造设备能力的限制，所以对特别大的铸件也显得无能为力。
因而在小批量及大件生产中，很少使用金属型铸造。
此外，金属型模具虽然采用了耐热合金钢，但耐热能力仍有限，一般多用于铝合金、锌合金、镁合金的铸造，在铜合金铸造中已较少应用，而用于黑色金属铸造就更少了。
旭东精密铸件厂的金属型模具全部是自行设计、自行制造，因而能更及时地为客户提供价廉、适用的优质模具。
8．压铸是在压铸机上进行的金属型压力铸造，是目前生产效率最高的铸造工艺。
压铸机分为热室压铸机和冷室压铸机两类。
热室压铸机自动化程度高，材料损耗少，生产效率比冷室压铸机更高，但受机件耐热能力的制约，目前还只能用于锌合金、镁合金等低熔点材料的铸件生产。
当今广泛使用的铝合金压铸件，由于熔点较高，只能在冷室压铸机上生产。
压铸的主要特点是金属液在高压、高速下充填型腔，并在高压下成形、凝固，压铸件的不足之处是：因为金属液在高压、高速下充填型腔的过程中，不可避免地把型腔中的空气夹裹在铸件内部，形成皮下气孔，所以铝合金压铸件不宜热处理，锌合金压铸件不宜表面喷塑（但可喷漆）。
否则，铸件内部气孔在作上述处理加热时，将遇热膨胀而致使铸件变形或鼓泡。
此外，压铸件的机械切削加工余量也应取得小一些，一般在0.5mm左右，既可减轻铸件重量、减少切削加工量以降低成本，又可避免穿透表面致密层，露出皮下气孔，造成工件报废。