低压铸造参数确定(精)
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《铝合金铸件铸造技术》课程教案
低压铸造参数确定
制作人：张保林
陕西工业职业技术学院
低压铸造参数确定
一、引言
低压铸造的工艺规范包括升液、充型、增压、保压结晶、卸压、冷却、延时，以及铸型预热温度、浇注温度、铸型的涂料等。
二、升液压力和升液速率
升液压力是指当金属液面上升到浇口，所需要的压力。
=0PK/
P l 「/10200
式中，pl――升液阶段所需压力（MPa）;
hl――金属液面至浇道的高度（cm）；
P ――金属液密度（g/cm3 ）;
10200――单位换算系数（g/N）;
K――充型阻力因数，K=1~1.5 （阻力小取下限，阻力大取上限）。在升液过程中，升液高度将随着坩埚中金属液面下降而增加。因此，所需的压力将相应增大。
金属液在升液管内的上升速度即为升液速度，升液应平稳，以有利于型腔内气体的排出，同时也可使金属液在进入浇口时不致产生喷溅。
随着压力增大，升液管中的液面升高。因此，增压速度实际上反应了升液速度。增压速度可用下式计算，即
t i
式中，v1――升液阶段的增压速度（MPa/s）;
pi——升液压力（MPa）; ti――升液时间（s）。
一般情况下，为了有利于型腔中气体的排出，升液速度缓慢些为好。
对于铝合金，升液速度控制在 5~15cm/s,加压速度为1.27~1.75KPa/s
三、充型压力和充型速度
充型压力是指使金属液充型上升到铸型顶部所需的压力。
=hjK / P 2「
10200
式中，p2——充型压力（MPa ）; h2 金属液上升至铸件顶面的高度（cm ）;
同样，所需的充型压力随着坩埚中金属液面下降而增大。 充型速度取决于通
入坩埚内气体压力增加的速度，可按下式计算：
t 2
式中，v2――充型速度（MPa/s ）;
pl 、p2――分别为升液和充型压力（MPa ）;
t2——充型时间（s ）
充型速度关系到金属液在型腔中的流动状态和温度分布，因而影响铸 件的质
量。充型速度慢，金属液充填平稳，有利于型腔中气体的排除，铸 件各种温差增大。充型速度太快，充填过程金属液流不平稳，型腔中的气 体来不及排除，会形成背压力，阻碍金属液充填。一旦充型压力超过背压 力，会产生紊流、飞溅和氧化，从而形成气孔、表面“冻纹”和氧化夹杂 等缺陷。充型太慢，对于形状复杂的薄壁铸件，尤其是采用金属型时，容
易产生冷隔、浇不足等缺陷。充型速度一般应为 5~10cm/s 。
四、增压和增压速度
金属液充满型腔后，再继续增压，使铸件的结晶凝固在一定大小的压
P 2 一 P l
V 2
力作用下进行，这时的压力叫结晶压力或保压压力。结晶压力越大，补缩 效果越好，最后获得的铸件组织也愈致密。一般 p3=（1.1~2.0） p2,但是增 大压力会受到铸型种类等的限制，例如采用砂型时，增大压力不仅影响铸 件表面的粗糙度和尺寸精度，还会造成粘砂、胀砂甚至跑火等缺陷。
为使压力能够起到应有的补缩作用，还应根据铸件的壁厚及铸型种类
确定增压速度，可用下式计算：
式中，v3――增压速度（MPa/s ）;
p2、p3――分别为增压和充型压力（MPa ）;
t 3――增压时间（s ）
采用金属型低压铸造的增压速度可取 10kPa/s;采用干砂型的低压铸造 浇注厚壁铸件时，增压速度可取 5kPa/s
五、保压时间
型腔压力增至结晶压力后，并在结晶压力下保持一段时间，直到铸件 完全凝
固所需要的时间叫保压时间。如果保压时间不够，铸件未完全凝固 就卸压，会造成铸件“放空”报废；如果保压时间过久，则浇口残留过长, 这不仅降低工艺实收
率，而且还会造成浇口“冻结”，使铸件出型困难，故 生产中必须选择一适宜的保压时间，实践中把首件的保压时间缩短1~2min
六、卸压阶段
铸件凝固完毕（或浇口处已经凝固），即可卸除坩埚内液面上的压力（又
称排气），使升液管和浇口中尚未凝固的金属液依靠重力落回坩埚中。
七、延时冷却阶段
V 3
P 3 - P 2 t 3
卸压后，为使铸件得到一定的凝固强度，防止开型、脱模取件时发生变形和损坏，须延时冷却。
一般在卸压后再冷却1~2min开型，铸件已完全凝固，以防开型时拉伤铸件。
八、铸型温度及浇注温度
低压铸造可采用各种铸型，对非金属型的工作温度一般都为室温，无特殊要求，而对金属型的工作温度就有一定的要求。如低压铸造铝合金时，金属型的工作温度一般控制在200?250C，浇注薄壁复杂件时，可高达300 ?350 Co 关于合金的浇注温度，实践证明，在保证铸件成型的前提下，应该是愈低愈好。
九、涂料
如用金属型低压铸造时，为了提高其寿命及铸件质量，必须刷涂料；涂料应均匀，涂料厚度要根据铸件表面光洁度及铸件结构来决定。