铝合金铸造技术
铝合金低压铸造技术
铝合金低压铸造技术随着我国经济的快速发展，铝合金在房屋建铸中的应用越来越广泛，在生产铝合金上，当前应用最广泛的依旧是低压铸造技术，这种技术不仅成本较低，而且操作起来也比较简单。
本文先介绍了低压铸造路合金的基本原理与特点，然后详细分析了路合金低压铸造的过程以及发展前景。
标签：铝合金；低压铸造；生产流程铝合金是非常常用的铸件材料，被应用建铸、机械设备、艺术创作各个方面。
在铝合金的生产上，最常见的生产工业是低压铸造工艺，主要是指铝液在压力的作用下，完成充型与凝固的过程，利用该铸造工艺不仅能使铝合金获得较高的强度，还能塑造出各种复杂的铸件，使金属材料的利用率提高。
1铝合金低压铸造原理及特点铝合金中由于各组元的不同，合金会表现出不同的物理性能及化学性能，并且合金结晶的过程也不尽相同。
因此，在进行铝合金铸造时，必须针对铝合金的特性，选择合理的铸造方法，以便优化铸件。
1.1 低压铸造原理铝合金低压铸造的原理是将干燥的空气压缩到一个密封的容器中，容器中事先装有铝液，铝液在气体压力的作用下就会沿着深液管铸件上升，通过铸型浇口平稳的进入到铸件的腔内，在铸液过程中，铝液的气体压力一直保持同一水平，一直到铝液完全凝固后终止。
在铝液完全凝固后，就可以接触铝液表面的气体压力，使多余的铝液返回到容器中，铸型内凝固的铝液形状就是最终所需要的铸件。
因为该工艺所需要的容器压力较低，故被称为低压铸造工艺。
1.2 低压铸造特点低压铸造的特点是成分简单，铸造性能好，能够很方便的进行铸造，在铸造过程中也可以自由的控制压力与铝液的流速，这中铸造工艺可以应用于其他的浇铸作业中。
低压铸造所使用的容器是底注式充型容器，铝液的金属液面能够保持平稳的状态，在铸造过程中不存在溅射的情况，因此在铸造时也就能够避免卷入气体或者颗粒粉尘的情况，提高逐渐的密实度与合格率。
因为铸件是在空气压力的作用下完成凝固的，所以铸件的轮廓往往会比较清晰，表面呈光滑状，铸件的力学性能较高，这有利于大薄壁的铸型。
铝合金的铸造方法
铝合金的铸造方法铝合金铸造方法主要分为压力铸造和重力铸造两种。
1. 压力铸造方法（Pressure Casting）压力铸造是指将熔化的铝合金通过高压注入到金属模具中进行快速凝固的方法。
压力铸造包括冷室压力铸造和热室压力铸造两种方法。
具体步骤如下：- 铝合金材料熔化：将铝合金原料加热至熔点，通常在680C-750C之间。
- 模具准备：选择适当的金属模具，并进行涂料处理，以便提高铝合金熔体与模具表面的润湿性。
- 模具预热：根据具体合金类型和厚度，模具需要预热到一定温度，通常在200C-300C之间。
- 注射：将预热好的模具封闭在注射机中，通过高压将铝合金熔体注入模具中。
- 冷却：模具内的铝合金熔体在注射后迅速凝固，并冷却至室温。
- 模具开启和取出：冷却后，打开模具，取出铸件。
- 去毛刺和后处理：对铸件进行去毛刺和修整等后处理工艺。
2. 重力铸造方法（Gravity Casting）重力铸造是指利用重力将铝合金熔体注入模具中的方法。
相对于压力铸造，重力铸造的压力较低，适用于较大的铸件。
具体步骤如下：- 铸造准备：选择适当的金属模具，并进行涂料处理。
- 铝合金材料熔化：将铝合金原料加热至熔点，通常在680C-750C之间。
- 注射：借助于重力，将铝合金熔体通过溢流口倒入模具中。
在此过程中，可以通过控制溢流口的大小和位置来控制铸件的形状和尺寸。
- 冷却：待铝合金熔体在模具中凝固，冷却至室温。
- 模具开启和取出：冷却后，打开模具，取出铸件。
- 去毛刺和后处理：对铸件进行去毛刺和修整等后处理工艺。
值得注意的是，上述方法仅列举了最常用和基本的铝合金铸造方法，实际生产中还有其他特殊的铸造方法，如砂芯铸造、低压铸造等。
具体方法的选择会根据铸件形状、尺寸和要求等因素进行灵活确定。
铝合金铸造实用技术(15%)
3、砂眼：铸件内部或表面包有砂粒、砂块，常 伴有夹砂、掉砂
• 性能、成分、组织不合格类缺陷：
1、机械性能不合格（抗拉强度、延伸率、硬 度等） 2、成分不合格：化学成分含量不符合要求 3、组织不合格（组织粗大不致密、白点、偏 析等）
十一、铸件缺陷的检验
• 铸件表面缺陷一般靠目视检验；需方有要
求时，用无损检测，如渗透检测，磁粉检 测等检验。 • 铸件内部缺陷主要靠无损检测，如水（气） 压试验、超声波检测、射线检测等检验方 法。
十、铸造缺陷的识别
• 多肉类缺陷：
1、飞边和毛刺：多产生在分型面、分芯面、芯 头、芯型裂缝处
2、胀箱、胀砂：分型面方向尺寸增大，有厚大飞边， 铸件表面局部胀大
3、冲砂、掉砂：砂子被金属液冲掉，砂型、砂 芯局部掉块
• 孔洞类缺陷：
1、气孔：产生在铸件内部或表面，形状呈圆形、 椭圆形，孤立或成群分布，内壁较光滑
3、 III类铸件:承受轻载荷，用于一般 部位的铸件。
铸件类别一般在图样中标示出或在技术 文件中规定，对于未注明类别的铸件，视 为III类铸件。图示标记包括:所用合金牌号 或代号、铸造方法、铸件供应状态、铸件 类别等。 例如： ZL104J/T6-Ⅱ(215-2) AS7G03Y33-Ⅰ(216-2) AS7G03Y23-Ⅰ(216-2)
4、表面缺陷：主要有夹砂（鼠尾、沟槽）、 皱皮和缩陷。 5、残缺类缺陷：主要有浇不足、未浇满、跑 火、型漏等 6、形状及重量差错类缺陷：主要有尺寸和重 量差错、变形、错型、错芯等 7、夹杂类缺陷：主要有金属冷豆、非金属夹 渣和砂眼等 8、性能、成分、组织不合格类缺陷：主要有 抗拉强度、延伸率、硬度、化学成分、组 织不致密、偏析等缺陷
铝合金铸造实用技术
《铝合金熔铸加工技术原理》（四）
《铝合金熔铸加工技术原理》（四）四、锭坯铸造生产工艺介绍铸锭就是将经检验合格的铝熔体在690℃～ 720℃时（根据合金品种而定），通过转注工具，浇注到带有水冷却设施的结晶器（模具）中，使熔体在重力下充型、冷却、凝固成具有铸模型腔状铝锭坯的工艺过程，传统的铸造工艺为立式直接水冷半连续铸锭（Vertical.Direet.Chill.Casting），简称DC法（由法国人发明）。
沿用至今，已成为铝、铜、镁、锌合金铸坯广泛使用的方法。
近年来铝合金铸锭生产出现了许多新的铸造工艺如：热顶铸造、水平连铸、倾斜式、Hazelett连铸法等以及附加电磁、振动、压力设备的铸造新方法。
但这些方法除Hazelett连铸法外，也只是在DC法上的改进。
1、 DC法工艺介绍DC法属半连续铸造范畴，但半连续与连续铸造二者并无本质上的区别。
在铝加工行业中，除1xxx系合金外，其它系铝合金锭坯生产极少用连续铸造方法。
本节对DC法进行介绍1.1 DC铸锭的工艺流程以铸造大板坯为例，铸造过程在半连续铸造机上进行：→接静置工序→炉前测氢→测温调温→开炉口放流→铝熔体过滤→二次除氢（氮、氩）→控制浇温→在线加入晶粒细化剂→铝液入结晶器→铸造开始→控制冷却水强度→液面及浇速控制→铸造过程中→铸造结束→停车停水吊铸锭→铸锭质量检验→锯切头尾→均热处理→合格铸坯→→→转压力加工工序1.2 工艺特点：1.2.1.由于浇注速度和冷却速度可调、可控，允许用较低的铸造温度，供流平稳且铝液流柱短，液流的冲击作用小，无飞溅，混入气体及夹杂少，铸锭表面质量好，成材率高。
1.2.2.由于结晶器和二次冷却水的强烈冷却作用，可以获得较高的铸造速度和结晶速度，铸锭结晶组织较匀细、致密度高，气孔、夹杂、疏松等缺陷少，铝液有高的收得率、铸锭成品率高、力学性能较好。
1.2.3.生产过程机械化程度高，工人劳动强度较小，生产率高。
1.2.4.工艺条件要求严格，技术性强，熟练掌握难度大。
铝合金低压铸造
7：生产效率高 8：铸件内部有气孔 9：铸件不能热处理强化
低压铸造的原理图
工艺流程
1：熔化工艺流程 2：低压铸造工艺流程 3：模具准备工艺流程（浇注模具） 4：热芯工艺流程 5：壳芯工艺流程 6：冷芯工艺流程 7：震动去芯工艺流程
铝合金熔化工艺流程
2：喷砂机（含喷砂房、除尘器、模具放置小车、压送罐、 喷砂枪）
3：主要作用：用来清理模具表面的过期涂料层及新模具表 面的油污等杂物。
铸造模具（1）
常用铸造模具的分类 1：砂型铸造用模具 2：特种铸造模具 3：精密铸造模具 金属型低压铸造模具 1）：金属型低压铸造模具的结构
金属型低压铸造模具一般可分为：上模、下模、侧模、 及抽芯（模具结构中可以没有侧模、抽芯）；
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）
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
3：制芯系统（冷芯盒射芯机、三乙胺发生器）； 冷芯盒射芯机（含射砂机构、吹气机构与上顶芯机构 一体、开合模机构、下顶芯机构）
铝合金熔铸工艺及常见的缺陷
铝合金熔铸工艺及常见的缺陷一、铸造概论在铸造合金中，铸造铝合金的应用最为广泛，是其他合金所无法比拟的，铝合金铸造的种类如下：由于铝合金各组元不同，从而表现出合金的物理、化学性能均有所不同，结晶过程也不尽相同。
故必须针对铝合金特性，合理选择铸造方法，才能防止或在许可范围内减少铸造缺陷的产生，从而优化铸件。
1、铝合金铸造工艺性能铝合金铸造工艺性能，通常理解为在充满铸型、结晶和冷却过程中表现最为突出的那些性能的综合。
流动性、收缩性、气密性、铸造应力、吸气性。
铝合金这些特性取决于合金的成分，但也与铸造因素、合金加热温度、铸型的复杂程度、浇冒口系统、浇口形状等有关。
(1) 流动性流动性是指合金液体充填铸型的能力。
流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件。
在铝合金中共晶合金的流动性最好。
影响流动性的因素很多，主要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒，但外在的根本因素为浇注温度及浇注压力（俗称浇注压头）的高低。
实际生产中，在合金已确定的情况下，除了强化熔炼工艺（精炼与除渣）外，还必须改善铸型工艺性（砂模透气性、金属型模具排气及温度），并在不影响铸件质量的前提下提高浇注温度，保证合金的流动性。
(2) 收缩性收缩性是铸造铝合金的主要特征之一。
一般讲，合金从液体浇注到凝固，直至冷到室温，共分为三个阶段，分别为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。
合金的收缩性对铸件质量有决定性的影响，它影响着铸件的缩孔大小、应力的产生、裂纹的形成及尺寸的变化。
通常铸件收缩又分为体收缩和线收缩，在实际生产中一般应用线收缩来衡量合金的收缩性。
铝合金收缩大小，通常以百分数来表示，称为收缩率。
①体收缩体收缩包括液体收缩与凝固收缩。
铸造合金液从浇注到凝固，在最后凝固的地方会出现宏观或显微收缩，这种因收缩引起的宏观缩孔肉眼可见，并分为集中缩孔和分散性缩孔。
集中缩孔的孔径大而集中，并分布在铸件顶部或截面厚大的热节处。
分散性缩孔形貌分散而细小，大部分分布在铸件轴心和热节部位。
铝合金铸造工艺
铝合金铸造工艺一、铸造概论铝合金铸造的种类如下：由于铝合金各组元不同，从而表现出合金的物理、化学性能均有所不同，结晶过程也不尽相同。
故必须针对铝合金特性，合理选择铸造方法，才能防止或在许可范围内减少铸造缺陷的产生，从而优化铸件。
1、铝合金铸造工艺性能铝合金铸造工艺性能，通常理解为在充满铸型、结晶和冷却过程中表现最为突出的那些性能的综合。
流动性、收缩性、气密性、铸造应力、吸气性。
铝合金这些特性取决于合金的成分，但也与铸造因素、合金加热温度、铸型的复杂程度、浇冒口系统、浇口形状等有关。
(1) 流动性流动性是指合金液体充填铸型的能力。
流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件。
在铝合金中共晶合金的流动性最好。
影响流动性的因素很多，主要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒，但外在的根本因素为浇注温度及浇注压力（俗称浇注压头）的高低。
(2) 收缩性收缩性是铸造铝合金的主要特征之一。
一般讲，合金从液体浇注到凝固，直至冷到室温，共分为三个阶段，分别为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。
合金的收缩性对铸件质量有决定性的影响，它影响着铸件的缩孔大小、应力的产生、裂纹的形成及尺寸的变化。
通常铸件收缩又分为体收缩和线收缩，在实际生产中一般应用线收缩来衡量合金的收缩性。
铝合金收缩大小，通常以百分数来表示，称为收缩率。
①体收缩体收缩包括液体收缩与凝固收缩。
铸造合金液从浇注到凝固，在最后凝固的地方会出现宏观或显微收缩，这种因收缩引起的宏观缩孔肉眼可见，并分为集中缩孔和分散性缩孔。
集中缩孔的孔径大而集中，并分布在铸件顶部或截面厚大的热节处。
分散性缩孔形貌分散而细小，大部分分布在铸件轴心和热节部位。
显微缩孔肉眼难以看到，显微缩孔大部分分布在晶界下或树枝晶的枝晶间。
缩孔和疏松是铸件的主要缺陷之一，产生的原因是液态收缩大于固态收缩。
生产中发现，铸造铝合金凝固范围越小，越易形成集中缩孔，凝固范围越宽，越易形成分散性缩孔，因此，在设计中必须使铸造铝合金符合顺序凝固原则，即铸件在液态到凝固期间的体收缩应得到合金液的补充，是缩孔和疏松集中在铸件外部冒口中。
铝合金熔炼与铸造技术
铝合金熔炼与铸造技术一、引言铝合金是一种重要的结构材料，具有轻质、高强度和良好的耐腐蚀性能，在航空航天、汽车制造、建筑工程等领域广泛应用。
铝合金的制备过程中，熔炼与铸造技术起到关键作用，本文将对铝合金熔炼与铸造技术进行详细探讨。
二、铝合金熔炼技术2.1 熔炼原料准备熔炼铝合金的原料主要包括铝、合金元素和辅助材料。
铝采用高纯度的铝锭，合金元素可以通过添加铝合金粉末或其他化合物来实现。
辅助材料包括熔剂、脱气剂等。
这些原料的准备对于保证铝合金的成分和质量非常重要。
2.2 熔炼设备和工艺熔炼铝合金的常用设备有电阻加热炉、感应加热炉和气体燃烧炉等。
其中，感应加热炉在铝合金熔炼中应用最广泛，具有加热速度快、能耗低和温度控制准确等优点。
熔炼工艺包括预热、熔化、调温和净化等步骤，其中净化技术对于铝合金的纯净度和性能起到重要作用。
2.3 熔炼过程控制与优化熔炼过程中，熔体温度、保温时间、搅拌方式等因素对铝合金的成分和组织结构有重要影响。
熔炼过程需要进行温度控制、气氛控制和搅拌控制等，以确保铝合金的成分均匀、杂质含量低。
三、铝合金铸造技术3.1 铸造方法铝合金的常用铸造方法包括压铸、重力铸造、低压铸造和砂型铸造等。
压铸是最常用的铸造方法，适用于生产复杂形状和尺寸精度要求高的铝合金件。
重力铸造适用于大型铝合金零部件的生产，低压铸造适用于长条状和壳状铝合金件的生产，砂型铸造适用于非常大型和特殊形状的铝合金件的生产。
3.2 铝合金铸造过程铝合金的铸造过程主要包括熔炼、准备模具、浇注、冷却和后处理等步骤。
熔炼过程中，需要根据具体合金配方和要求，控制熔体温度、浇注温度和浇注速度等参数。
准备模具是确保铸造件尺寸和表面质量的重要环节。
浇注过程需要保证熔体充分填充模腔，并避免气孔和缺陷的产生。
冷却过程中需控制冷却速率，以避免铝合金件出现应力和变形。
3.3 铝合金铸造工艺改进为了提高铝合金铸造件的质量和效率，可以采取一些工艺改进措施。
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铝合金铸造技术
铝合金铸造技术（教材
第一章
铝合金的铸造性能
特性
铸造铝合金是用途最广泛的铸造合金之一，通常认为其铸造性能最好。
铝可采用多种常用铸造方法进行铸造，而且利用金属模或安装在自动机械上的模具可实现大批量，低成本铸件的成产。
铝也可采用砂型铸造，壳型铸造，离心铸造，熔模铸造，实型铸造以及石膏型铸造等方法进行铸造生产，可一模单件或多件。
作为铸造材料，铝合金具有如下优点：
流动性好―这对铸件薄壁部位的充填非常重要
熔点低―与其它许多金属相比，铝合金只需要较低的熔化和浇注温度；密度小―与铸造黑色金属相比，铝合金的重量较轻，铸造操作方便；热交换快－铝液与模具之间传热快，金属型铸造生产节奏快；
化学再生性能好－化学稳定性相当好；
铸态表面质量好－表面有光泽且无缺陷（图1-2）
与大部分其它常用结构金属相比，铸造铝合金的操作温度低得多（1200－1400℉，650-760℃）。
在砂型铸造中，铝浇注温度低，砂子老化程度小，这样可减少与砂有关的诸多问题。
型砂寿命延长就可重复使用，而加入的新砂只是用来补偿力学和热损失。
操作温度低，了铝液的操作方便，熔化装置所需的维护减少。
浇注温度低也使铝能够采用石膏模进行铸造。
铝最有用的铸造特性之一是其比重小。
由于重量轻，使小型铸件和许多中型铸件能够采用手工浇包进行浇注，只有特大的铸件才需用机械浇包或坩锅进行浇注。
由于铝的密度和浇注温度较低，这样在铸造铝时基本不产生浇注重金属时普通存在的冲砂问题。
而且，由于铝液对铸型产生的压力较低，因此可以使用紧实度较低，透气较好的铸型和较轻的造型设备。
中，小型铸件在浇注时可以不放置压铁。
在铝铸造生产中，通常使用活箱造型而且浇注时不采用地坑支撑型模。
铝比重小也带来了一个缺点，这就是比重与非金属夹杂物（如氧化物）的比重相近，这样在铝的熔化和浇注操作中将杂质和铝分离通常要比杂质和重金属分离花费更多的精力。
铝合金在冷却过程中的收缩较大，包括从浇注温度降到凝固温度期间的液态收缩，凝固期间的凝固收缩以及铸件凝固后冷却到室温期间的固态收缩，其总的收缩量约为6.5-8.5%.因此在设计模样和工装设备时要留出余量，以确保能够生产出达到尺寸公差要求的铸件。
熔化材料的品种，所采用的熔化设备和铸造方法直接影响着铸件的成本和质量。
由于铝合金液容易吸氢和氧化，因此为获得最佳产品必须采用合理的铸造工艺。
溶于液态铝而基本不溶
于固态铝的氢气是造成铝铸件中大多数气孔的原因。
当含氢的铝液凝固时，氢气就要从铝液中析出，在铸件中形成气孔。
铝的吸气量随着温度的升高，液态下保温时间的加长以及与燃烧产物的接触而增加。
铝液周围空气中及熔化炉燃料产物的接触而增加。
如果型砂中的潮气过多也可引起吸气。
同样，铝锭或其它金属炉料上吸附的潮气或其它氢化合物（例如，油）也可增加铝液中氢的含量。
加炉料前将其预热到900℉（480℃）可大大减少氢的来源。
铝液表面被一层氧化物所覆盖，只要这个氧化物层不被破坏，铝液的吸气速率会很低，而且也会抑制进一步的氧化。
铝熔化炉的吸氢和氧化应尽量小，它应具有能够最经济地提供充足铝液的容量。
熔化炉的正常运作需要良好的温度控制。
过高的熔化温度和处理温度会造成晶粒粗大，气孔和夹渣等铸造缺陷。
消失模铸造（EPC）是最近发展起来的一种新工艺。
在EPC中，利用放入疏松干砂中的膨胀聚苯乙烯模型造型，可进行铸件的大批量生产。
这种工艺也可在无型芯条件下生产出形状复杂的铸件，因而增强了铸铝的竞争能力。
铝液的这些优点使铝非常适合于采用由钢铁材料制成的金属模或压铸模进行铸造。
在金属型重力铸造中，铝液由模具顶部的浇口浇入，在自身重量（重力）的作用下充满型腔。
低压金属型铸造是在金属重力铸造基础上发展起来的一种方法。
在此方法中，模具放置在密封保温炉上面，升液管从炉中金属液面下伸到模具型腔底部，通过在密封炉中熔体液面上施加少许气体压力，使金属液沿升液管进入型腔。
在低压铸造基础上稍作改动，就可利用电磁泵代替密封，加压炉从型腔底部实现填充。
在压铸过程中，铝液是在液压驱动活塞产生的高压作用下射入模具（压铸模）型腔的。
当自动化达到一定程度后，这些方法为铝铸件的大批量生产提供了保障，金属模和压铸模可用来生产成千上万的铸件。
铸造合金的选择
有很多种合金都适用于铸造工业，这些铸造合金的性能可满足几乎所有的应用需求。
由于每种合金和铸造方法各有特点，所以对于某一应
用，选出最合适且最经济的铸造合金取决于多种因素。
由于强度较低且铸造性能有限，所以纯铝在电动机转子和其它一些需要高导电率的零部件上的应用受到了极大的限制。
对铝进行合金化后，其力学性能和铸造性能均得到明显改善。
因此，所有实用的铸造铝合金都含有不同含量的合金元素，每种合金均具有能够足其不同应用需要的性能。
选择合金和最经济的铸造方法时，必须考虑铸造厂的能力，合金
的力学和物理性能以及零部件
的使用场合，应选择能使铸件在应用中所需的各种性能达到最佳配合的合金。
考虑了所有要求之后，所选择的合金应具有以下特点：
在所选铸造工艺中具有优良的铸造性能
在使用条件下的力学和其它性能的配合应满足要求；
在整个服役期内具有稳定的力学性能；
在应用中具有足够的耐腐蚀性能；
如果需要的话，应具有令人满意的加工性能，良好的致密性及精加工性能。
成品的成本取决于以下因素：所选合金及铸造工艺的技术要求铸件的生产数量
所采用的生产工艺
零件的复杂程度；
尺寸精度的要求；
检测和质量控制标准的要求；。