低压铸造
第2篇第1章 低压铸造
顶铸式低压铸造机
1-电热加热 保温炉
2-机架 3-供气系统
顶铸式低压铸造机特点： 一台炉上只能放一副铸型，结构简单，操作方 便，但生产效率低，生产结构复杂的铸件需要向 下抽芯时，无法设置抽芯机构。
侧铸式低压铸造机
1-电热反射 式保温炉
2-机架 3-供气系统
侧铸式低压铸造机特点： 铸型和保温炉由升液管连接，一台保温炉可供 两副铸型交替作业，也可同时作业，生产效率 高。装料、撇渣和处理金属液都较方便。这类铸 型的结构复杂。
坩埚材料有一定的高温强度、热稳定性及抗铝液 侵蚀的能力，一般采用合金铸铁或中硅球铁。在 某些特殊情况下，如铁质对某种合金有害、影响 极为严重时，可选用石墨坩埚。
3、密封盖 电阻加热炉的密封盖工作条件差，要求严格，
不但起密封作用,且要承受铸型重量及开合机构 的冲击。因此必须有足够的强度和刚度，在受热 和压力下不变形。通常使用球墨铸铁的密封盖。
陶瓷升液管
1.3.2 铸型开合机构
铸型开合机构有 手动 机械传动 气动传动 液压传动
手动铸型开合机构，其结构简单，但开合力 小，适用于小件生产。
机械传动铸型开合机构，开模力中等，只适用 于两半开模的铸型。
气动传动铸型开合机构，开合动作不平稳，有 冲击，适用于简单小件生产。
液压传动铸型开合机构，开合动作平稳，开合 力大，适用于任何铸型。
—
90
砂型低压 345～374
—
18.5～ — 84～100
铸造
48.7
砂型铸造
—
350～360 —
13
—
砂型低压 铸造
金属型低 压铸造
—
390～395 — 21～24 —
—
440～450 — 17～22 —
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。
低压铸造制作工艺流程
低压铸造制作工艺流程低压铸造是一种很有趣的铸造方法呢。
一、模具准备。
咱们先得把模具准备好呀。
这模具就像是一个特殊的小房子，是用来塑造我们想要的零件形状的。
模具得保证质量好，不能有裂缝或者粗糙的地方，不然铸造出来的东西可就不完美啦。
要仔细检查模具的各个部分，确保它干净整洁，没有杂物，就像给小房子打扫卫生一样，这样才能让液态金属在里面舒舒服服地成型。
二、熔炼金属。
接下来就是熔炼金属的环节啦。
就像是在做一顿特别的金属大餐。
把我们要铸造的金属原料放到熔炉里，然后看着它慢慢熔化，这个过程就像是看着巧克力在锅里慢慢融化一样神奇。
要控制好温度呢，温度太低，金属熔化不完全，温度太高又可能会出现一些不好的反应。
而且在熔炼的时候，还可以根据需要加入一些其他的元素，来改善金属的性能，就像是在做菜的时候加调料一样，让这顿“金属大餐”的味道更独特。
三、低压注入。
这时候就到低压注入的精彩部分喽。
在熔炉和模具之间有一个特殊的通道，通过低压的方式，把熔化好的金属像小河流一样缓缓地注入到模具里。
这个压力要控制得恰到好处，就像给小婴儿喂奶一样，不能太猛也不能太慢。
压力太大了，金属可能会溢出模具，造成浪费还影响成品的质量；压力太小呢，金属又不能很好地填充模具的每个角落。
在这个过程中，我们可以想象着金属就像一群听话的小士兵，在低压的指挥下，整齐地进入到模具这个“阵地”里。
四、凝固成型。
当金属进入模具后，就开始凝固成型啦。
这就像是魔法一样，液态的金属慢慢变成了固态的零件形状。
这个过程需要一定的时间，就像面包在烤箱里慢慢烤熟一样，不能着急。
在凝固的过程中，要保证周围的环境稳定，温度不能有太大的波动，不然零件可能会出现裂纹或者变形等问题。
我们就静静地等待着这个神奇的转变，就像等待一朵花慢慢绽放一样。
五、脱模取出。
最后呢，就是脱模取出的环节啦。
当零件完全凝固成型后，就可以把它从模具里取出来了。
这个过程要小心翼翼的，就像从精致的盒子里取出一件珍贵的宝物一样。
低压铸造
低压铸造低压铸造是指金属液在压力作用下充填型腔，以形成铸件的一种铸造方法，由于所用的压力较，所以叫做低压铸造，低压铸造可弥补压力铸造的某些不足。
低压铸造是介于重力铸造和压力铸造之间的铸造方法，具有如下特点：1.可人为地调整浇注压力和浇注速度，因此适应性强；2.可用于各种铸型，如砂型，金属型，壳型，熔模型等；3.适用于各种合金及各种大小的铸件；4.铸件在压力下结晶，浇口又能起补缩作用，所以铸件组织致密，力学性能好，其抗拉强度和硬度比重力铸造件高约10%，对于铝合金能有效克服铸件的针孔等缺陷，浇注时压力低，底注充型，平稳且易控制，减少了金属液对型腔，型芯的冲击和飞溅，可生产形状复杂，轮廓清晰的薄壁件，简化冒口系统，浇口小，所以金属的实际利用率高。
设备简单，操作简便，劳动条件好，易于实现机械化，自动化，坩埚的寿命短，生产效率低于压力铸造。
低压铸造目前主要用于生产质量要求高的铝合金，镁合金铸件及形状复杂的薄壁铸件，也可用于球墨铸铁、铜合金等较大铸件。
浇注时的压力和速度便于调节，故可适应各种不同的铸型；同时，充型平稳，对铸型的冲刷力小，气体较易排除；便于实现顺序凝固，以防止缩孔和缩松，尤能有效克服铝合金的针孔缺陷；铸件的表面质量高于金属型（CT6～9，Ra12.5～3.2μm），可生产出壁厚为1.5～2mm的薄壁铸件；由于不用冒口，金属的利用率可提高到90～98％；此外设备费用远较压铸低。
低压铸造目前主要用于铝合金铸件的大批量生产，台气缸体、缸盖、曲轴箱、壳体、粗砂绽翼等，也可用于球墨铸铁、铜合金等较大铸件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（见图1）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、差压与真空铸造
低压铸造设备
低压铸造机主要由主机（机架、保温炉、开合型机构、 液压系统）、电气控制系统及电炉控制柜等组成。 液面加压控制系统：在低压铸造中，正确控制液面加压 工艺规范是获得良好铸件的关键，这个控制过程完全由 液面加压控制系统来完成。根据不同铸件，液面加压控 制系统可以进行手动和自动调节，工作要稳定可靠，抗 干扰能力强（泄漏，气流压力波动）。
要求时，要专门设置冒口。如采用明冒口，则浇注 过程中无增压阶段，这种工艺称为敞开式低压浇注。 适用于砂型低压铸造中、大型铸件。同时还可采用 暗冒口的封闭式低压铸造。
一般来说近横浇道盲端及近升液管的内浇道面积偏小。
铸型的排气
因低压铸造时铸型上部常是密闭的，不易排气。
对砂型而言，除采用透气性好的砂型外，还可在 砂型顶部扎一定数量的不透小孔排气。在金属型 低压铸造中，一般的措施是在分型面上开设三角 形或片状缝隙排气槽，在金属型上部或易憋气的 地方安装排气塞。目前，金属型的排气槽、排气 塞的尺寸还是根据经验确定的。
铸型
压缩气
坩埚炉
主要步骤
通气充型 加压凝固 放气开模
低压铸造工艺原理 熔化黄铜水
低压铸造基本原理： 在装有金属液的密封容器（如坩埚） 中，通入干燥的压缩空气，作 用在保持一定温度的金属液面上，使金属液沿着升液管自下而上地经 过浇道进入型腔，待金属液充满型腔后，增大气压，型腔里的金属液 在一定的压力作用下凝固成形，然后解除液面上的气体压力，使升液 管中未凝固的金属液回落到坩埚中，再开型取件。
采用具有不同热物理性质的材料制作金属型各个部位（发动机曲轴
箱后型模总体用铸铁制成，为加强局部冷却，在模具的相 应部位镶嵌热导率大常结保起来运用，这样可以达到更理想的 效果。例如低压铸造铝合金汽车发动机缸盖时，为强化定向凝固，获 得致密的无缩孔类缺陷的铸件，将金属型的各个部分用热导率不同的 材料制作，并采用强制冷却。
低压铸造原理
低压铸造原理低压铸造是一种常用的金属铸造工艺，它利用压力将熔化的金属注入模具中，通过冷却凝固形成所需的铸件。
在低压铸造过程中，压力的作用是至关重要的，它能够有效地提高铸件的密度和减少气孔的产生，从而获得高质量的铸件。
本文将从低压铸造的原理入手，介绍其工艺流程和特点。
首先，低压铸造的原理是利用压力将熔化的金属推入模具中，以确保铸件的密实性和表面质量。
在低压铸造过程中，熔化的金属首先被装入熔炼炉中加热至一定温度，然后通过液态金属泵将熔化的金属注入模具中。
在注入过程中，施加一定的压力可以有效地排除气体和杂质，从而减少铸件的气孔和缺陷，提高铸件的质量。
其次，低压铸造的工艺流程包括熔炼、注射、冷却和取出等步骤。
在熔炼阶段，将所需的金属材料放入熔炼炉中进行加热，直至完全熔化成液态金属。
接下来，液态金属通过液态金属泵被注入模具中，同时施加一定的压力以保证铸件的密实性。
在冷却阶段，待金属冷却凝固后，即可取出成型的铸件。
整个工艺流程简单高效，适用于各种金属的铸造。
此外，低压铸造具有以下特点，一是可以生产复杂形状和精密尺寸的铸件，适用于各种合金材料的铸造；二是铸件的表面光洁度高，尺寸精度高，无需二次加工；三是生产效率高，能够实现连续生产，提高生产效率和降低生产成本；四是可以减少金属浪费，节约能源，对环境友好。
综上所述，低压铸造是一种高效、高质量的金属铸造工艺，其原理是利用压力将熔化的金属注入模具中，通过冷却凝固形成所需的铸件。
低压铸造工艺流程简单高效，适用于各种金属的铸造，具有高生产效率和环保的特点。
在实际生产中，低压铸造技术已得到广泛应用，为各行业的发展提供了可靠的金属零部件支持。
第二节 低压铸造及差压铸造(新)
一、概述 （一）低压铸造的实质
1.低压铸造的定义 低压铸造是液体金属在压力作用下，完成充 型及凝固过程而获得铸件的一种铸造方法。由于 作用的压力较低（一般为20~70kPa），故称为低 压铸造。 2.低压铸造的实质 低压铸造是介于金属型铸造和压力铸造之间 的一种铸造方法。
（二）低压铸造的原理
录像 演示
五、差压铸造 （一）概述 1.差压铸造的概念 差压铸造又称反压铸造、压差铸造。是在低 压铸造的基础上，铸型外罩个密封罩，同时向坩 埚和罩内通入压缩空气，但坩埚内的压力略高， 使坩埚内的金属液在压力差的作用下经升液管充 填铸型，并在压力下结晶。 差压铸造的实质是低压充型与压力下结晶两 种铸造方法的结合。可获得无气孔、无夹杂、组 织致密的铸件。
1.基本原理 1)合型 2)升液阶段 3)充型阶段 4)凝固阶段 5)顶出
录像 演示
2.特点 1)浇注压力和速度便于调节，适于不同材料的铸型；
2)充型平稳，对铸型冲击小，可有效控制卷气和夹 渣，防止合金氧化，有效克服铝合金针孔缺陷； 3)便于实现顺序凝固，以防止缩孔和缩松； 低压铸造是近无余量铸 4)铸件的表面质量受铸型材料影响较大； 造工艺，适合于生产内 5)一般情况下不需要冒口，使金属液的收得率大 部质量要求较高、尺寸 大提高，一般可达 90％； 精度要求较高的铝镁合 金铸件。 6)劳动条件好，设备简单，设备费用比压铸低，易 实现机械化和自动化。
2.分类 按工作时压力筒内 低压差压铸造：0.5~0.6MPa 中压差压铸造：5~10MPa 充气压力的大小 高压差压铸造：10MPa 增压法差压铸造 按压差产生的方式 减压法差压铸造
3.差压铸造的特点 1)充型速度可以准确控制，以获得最佳充型速度。 2)铸件成形性好，表面粗糙度值低。 3)铸件晶粒细小，组织致密，力学性能高，与低 压铸造相比，铸件抗拉强度可提高1050％，伸 长率可提高2550％。 4)提高了金属的利用率，可减小冒口的尺寸或不 设冒口。 5)能用气体作为合金元素，故可往一些合金（如 钢）中溶入N2，提高合金强度和耐磨性能。 6)设备较庞大，操作麻烦。
铝合金低压铸造
低压铸造的特点：
1：以压缩气体为动力（可以是惰性气体也可以使空气）； 2：金属液从密闭的容器内，沿升液管至下而上流动，充满 型腔； 3：在压力的作用下，金属液从上而下冷却、结晶、凝固， 在凝固过程中不断有金属液补充； 4：整个过程可控（包括压力、时间、速度、温度）
低压铸造与高压铸造的工艺比较
低压铸造 1：压力较低一般＜0.08Mpa 特 殊情况下可到0.12Mpa 2：金属液的流动速度比较低，正常的 浇注状态下150mm／s左右金属 液对型腔的冲刷小 3:：金属液流动比较平稳 4：型腔可以是金属型、砂型也可以是 其它材料的型腔（对型腔材料要求 低） 5：可以生产型腔复杂的铸件 6：能生产中小铸件也能生产较大的铸 件（可以生产200kg以上铸铝件） 7：生产效率比高压铸造低 8：铸件内部没有气孔 9：铸件可以热处理强化 高压铸造 1：压力高,可达到上百兆帕 2：金属液在行腔中的速度快，可达到 60m／s，最高可到120m/s.金属 液对型腔的冲刷大 3:金属液在型腔的流动不平稳 4：型腔只能是金属型（对型腔材料要 求比较高） 5：只能生产型腔简单的铸件（目前） 6：只能生产中小型铸件 7：生产效率高 8：铸件内部有气孔 9：铸件不能热处理强化
铝合金低压铸造
主要内容：
一 ：低压铸造介绍： 1：铝合金低压铸造在我国的发展状况； 2：低压铸造的特点； 3：铝合金低压铸造与铝合金压铸的区别； 二：低压铸造 ： 1：低压铸造的原理； 2：低压铸造的工艺流程； 三：低压铸造机及主要附属设备的： 1：低压机铸造机； 2：制芯设备； 2.1：冷芯机； 2.2：壳芯机； 2.3：热芯机； 3：振动去芯机； 4:模具预热炉、喷砂机 四：低压模具： 1：浇注模具； 2：砂芯模具；
双工位热芯机
双工位热芯机
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低压铸造
1 概述
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（见图1）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。
图1 低压铸造的工艺示意图
1一保温炉2一液体金属3一坩埚4一升液管5一浇口6一密封盖7一下型8一
型腔9一上型
10一顶杆11一项杆板12一气缸13一石棉密封垫
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。
2 低压铸造工艺设计
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。
3 低压铸造工艺
低压铸造的工艺规范包括充型、增压、铸型预热温度、浇注温度，以及铸型的涂料等。
（1）充型和增压
升液压力是指当金属液面上升到浇口，附所需要的压力。
金属液在升液管内的上升速度应尽可能缓慢，以便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。
（2）充型压力和充型速度
充型压力Pa是指使金属液充型上升到铸型顶部所需的压力。
在充型阶段，金属液面上的升压速度就是充型速度。
（3）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力作用下进行，这时的压力叫结晶压力。
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。
但通过结晶增大压力来提高铸件质量，不是任何情况下都能采用的。
（4）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，型腔中的金属液将会全部或部分流回批捐，造成铸
件“放空”报废：如果保压时间过久，则浇口残留过长，这不仅降低工艺收得率，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。
（5）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，先特殊要求，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200～2500C，浇注薄壁复杂件时，可高达300～3500C。
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。
（6）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。
4 低压铸造设备
低压铸造设备一般由保温炉及其附属装置，铸型开合系统和供气系统三部分组成。
按铸型和保温炉的连接方式，可分为顶铸式低压铸造机和侧铸式低压铸造机两种类型。
（1）保温炉及附属装置
它由炉体、熔池、密封盖和升液管等所组成，是低压铸造机的基本部分。
保温炉的炉型很多，如焦炭炉，煤气炉，电阻炉，感应炉等。
但目前广泛使用的是电阻加热炉，其次是电热反射炉。
（2）供气系统
在低压铸造中，正确控制对铸型的充型和增压是获得良好铸件的关键，这个控制完全由供气系统来实现。
根据不同铸件，不同铸件的要求，供气系统应可以任意调节，工作要稳定可靠，结构要使维修方便。
5 特殊低压铸造工艺
低压铸造对一些特殊结构或特殊性能要求的铸件，难以满足时，就在低压铸造的基础上，发展出一些特殊低压铸造工艺。
（1）压差法低压铸造
有些铸件的内部质量要求高，希望在较高的压力下结晶，但一般低压铸造时的结晶压力不能太大。
因而发展出压差法低压铸造。
其工艺过程是将电阻保温炉和铸型全部进行密封，在密封罩内通人压力较大如500kPa的压缩空气，这时由于铸型与增锅内部的压力相等，金属液不会上升，然后金属液向上补充50kPa压力，金属液就会上升充填型腔。
同时铸型内的金属液也在高压下结晶凝固。
这种方法使铸件得到较致密的结晶组织，提高了铸件的机械性能。
据资料介绍这种工艺与一般铸造方法相比，使铸件强度提高约25％，延伸率提高约50％。
但设备较庞大，操作麻烦，只有特殊要求时才应用。
（2）真空低压铸造
对薄壁或复杂的大型铸件，采用前述的低压铸造工艺，也难以满足时，采用真空低压铸造就容易解决。
它的装置与压差法低压铸造基
本相似。
在浇注前先将型腔中的气体抽出再进行浇注，这时浇注速度可以提高，不会产生氧化夹杂和气孔等缺陷。