反重力铸造技术

2、干砂型低压铸造
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3、金属型低温度及涂料
1.浇注温度：一般比重力浇注低10~20°C，并且 在保证铸件成型的前提下，应该是愈低愈好。 2.铸型温度：对非金属型，若无特殊要求，一般 都为室温。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200～250°C；浇注薄壁复杂件时，可 高达300～350°C。 3.涂料：对铸型，涂料的使用与重力铸造相同， 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。此外，对保温坩埚也应喷涂涂 料。在升液管内外表面应涂刷一层较厚涂料。
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二、 差压铸造
（一）概述
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。
反重力铸造


反重力铸造是外力场充型工艺的一 种，是指液态金属在与重力相反方向力 的作用下完成的充型、补缩和凝固过程 的铸造方法，也称反压铸造。 低压铸造 压差铸造 真空吸铸
一、 低压铸造
（一）概述
低压铸造是液体金属在压力（一般为气体压力） 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。低压铸造起源于20世纪40年代，但 直到60年代才开始推广，大范围应用于工业生产的各 个领域。低压铸造可生产的铸型可使用砂型、金属型、 熔模壳型、石膏型、及石墨型等，可生产铝合金、铜 合金、铁合金等材质的铸件。
原理图
（二）分类
低压差压铸造：0.5~0.6MPa 按工作时压力筒内 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
（三） 应用范围
铸型可以用砂型，也可用金属型。单件、小 批量生产时可用砂型，生产批量大时，可用金属 型。铸件重量可从小于1kg至100kg以上。目前国 内最大铸造直径540mm、高度890mm、壁厚8～ 10mm的大型复杂薄壁整体舱铸件。可铸造的合金 有铝合金、锌合金、镁合金、铜合金，以及铸铁、 铸钢。生产的铸件有电机壳、阀门、叶轮、气缸、 轮毂、坦克导轮、船体等。在压力铸造机上生产 受投影面积或壁厚限制的铸件均可用差压铸造法 生产。
（四）差压铸造工艺
1.充气阶段 2.压力平衡 阶段 3.升液阶段 4.充型阶段 5.保压阶段 6.互通排气 阶段
（五）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。
p1
压力p p3
2
1
3.第三阶段 ：凝固结晶阶段 结晶压力越大，补缩效果越好，最后获得的铸件 p3 p2 p3 p 组织也愈致密。但通过结晶增大压力来提高铸件 v3 2 p Kp2
3 1 质量，不是任何情况下都能采用的。
常遇到的情况大致有以下三种： 1、湿砂型低压铸造
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（二）低压铸造的原理
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
（三）低压铸造工艺
低压铸造的工艺规范包括压力、增压速度、 铸型预热温度、浇注温度，以及铸型的涂料等。 （1）压力和增压速度
金属液上升高度
p H
金属液的重度
阻力因数（1.0~1.5）
1.第一阶段 ：升液阶段 p1 金属液的升液速度应尽可能缓慢，使金属液在进入浇 H1 p2 0.15m/s v1 口时不致产生喷溅或涡流，故一般不超过 p1 / 1 2.第二阶段 ： 充型阶段 5 时间 2 3 4 1 p2 H 2 充型速度慢，充填平稳，有利于型腔内气体的排 p2 p1 出，增大铸件各部分温差。 v2
（三）低压铸造工艺设计
低压铸造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（如砂型、石墨型、陶瓷型和熔模型壳等）多 用于单件小批量生产，生产中采用较多的是砂型， 要求造型材料的透气性和强度应比重力浇注时高。
顺序凝固 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。
铸件顺序凝固条件的创造 （1）浇口设在铸件的厚壁部位，而使薄壁部 位远离浇口如图所示：
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（2）用加工余量调整铸件壁厚。
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（3）改变铸件的冷却条件。
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（四）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；
4)铸件的表面质量受铸型材料影响较大； 5)一般情况下不需要冒口，使金属液的收得率大 大提高，一般可达90％； 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。
（五）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。 顶铸式低压铸造机 按铸型和保温炉的连接方式 侧铸式低压铸造机 1.保温炉及附属装置 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。保温炉的炉型有：焦炭炉， 煤气炉，电阻炉，感应炉等。 2.供气系统 根据不同铸件，不同铸件的要求，供气系统 可以任意调节，工作要稳定可靠，结构要使维修方 便。