反重力铸造
深度解密：液态金属
深度解密：液态金属液态金属,这个不断从Apple传出绯闻的材料,从iphone4开始,iphone5,iphone6,iwatch,还有未来将要上市的iphone7,每次新品发布前各种各样的爆料和揭秘都有她的身影传闻iPhone7还将加入一种硬度更高的液化金属,这种液态金属材料可以有效减少机身弯曲状况的发生,困扰苹果很久的“弯曲门”事件将不会在iPhone7上出现;那今天我们借着这个主题来看看这个屌炸天的‘液态金属’;首先我们调研下,你是否以为液态金属就是有着液体一样形态的金属当然如果你是这个行业的大拿可以直接跳过这一段;首先我们先说液态金属NOT液态的很多东西是不能按照字面意思来理解的,就好像玻璃钢,它既不是玻璃也不是钢,但是人家就是任性的这么取名字了;同理,液态金属并不是成液体状的金属;Liquidmetal,在常温下是固体的,和金银铜铁之类的普通金属没什么两样;我们来重新定义一下液态金属LiquidMetal：Liquidmetal由液态与金属两字所复合与Vitreloy是一系列由加州理工学院研究团队所开发出来的非晶态金属合金的商业名称,目前由该团队所组织的液态金属科技公司LiquidmetalTechnologiesInc.进行行销,并是公司的产品名称与商标名称;液态金属科技有限公司总部坐落在美国加州RanchoSantaMargarita,California,alongwiththeCorporateR&DTechnologyCenter.非晶态金属合金,英文AmorphousAlloy,其中Amorphous是指的非晶态的,Alloy则是指的合金;简单来说就是非晶+合金,这不是废话吗...因其与常见晶体材料有明显的结构区别而得名;同时,也被称为金属玻璃MetallicGlass,因其与常见的玻璃有类似结构;顺便多说一句,该种材料最先由美国加州理工的Duwez教授在1960年用快淬工艺制备得到,当时得到的是Au-Si非晶合金;接下来,我们要引入一个重要概念：Crystallinity结晶性Cristallinity,其实就是元素中,原子排列的形式,我们可以想象,金属内部如果放大,不会是乱成一锅粥的,这是它的天然属性,就是我们常说的晶体结构;但是,并非所有的物体,都有这个晶体结构,比如玻璃、陶瓷等等Ceramics无机非金属材料或者一部分Polymers有机高分子材料;所以,往下又会分出三种类型的材料：1、Crystalline晶体2、Semi-crystalline半结晶体3、Amorphous非晶体这个时候,看到Amorphous,应该知道我们的液态金属AmorphousAlloy属于哪一类了就清楚了吧晶体和非晶体示意图晶体是最有序的结构,原子有平移和旋转对称性;晶体结构示意图与有序的晶体相对,还有一种材料,它的原子呼吸着自由民主的空气,不喜欢搞这种举国体制的规则队列,于是他们上街的时候就随便挑个地儿占了,这种原子无规则排列的固体叫作非晶体,其中最典型最常见的是玻璃;所以,非晶合金AmorphousAlloy常常又被叫作金属玻璃MetallicGlass或玻璃化合金GlassyAlloy,由于非晶合金最早是通过快速冷却的金属液体制备的,历史上有已被打脸的科学家曾经认为非晶合金是液体,所以在某些古老的文献上还可以看到过冷液体Supercooledliquid这样的讲法;这三个名字稍有区别,但是现在普遍使用的称呼是非晶合金;非晶体无序结构示意图题外话,多说一句,还有一种傲娇的有序结构,叫作准晶Quasicrystalline;准晶是有序的,但是只有旋转对称性没有平移对称性,恩看图意会吧,这种美得像画一样的结构简直就是科学和艺术的完美结合,怪不得2011年物理学诺贝尔奖给了准晶研究;准晶结构示意图的页面非晶合金是怎么炼成的非晶合金原材料;非晶合金是锆、钛、铜、镍、铝五种金属的合金,在常温下是固体的,和金银铜铁之类的普通金属没什么两样;因为是多种金属混合的非晶型合金,Liquidmetal很多时候表现很像玻璃,没有一个固定的熔点会渐渐软掉,而且受大力撞击时都一样会碎裂,而不是变形;举个例子,目前以Liquidmetal为商标进行销售的系列锆合金商品有Vitreloy1、Vitreloy4、Vitreloy105、Vitreloy106a,之前传言中,苹果正在研发的材料就类Vitreloy106a,其成份构成为锆:,铜:,镍:,铝:,铌:;非晶材料成型工艺;非晶合金的形成能力,又叫做玻璃形成能力glassformingability;这种材料的关键形成条件在金属熔体的冷却过程中让其冷却速率足够大,熔体处于过冷状态,此时金属熔体的剪切粘度会急剧增大,导致传质过程困难,结晶反应被抑制乃至避免,熔体中的原子来不及进行规则排列结晶而形成独特的短程有序,长程无序的原子排布,也就是非晶合金;目前从材料学的角度研究非晶合金,主要就集中在这个方面;在早期,以Duwez教授的试验为例,要达到~s的冷却速率,才能形成非晶;如此大的冷却速率,即使冷却设备再精密,一般也只有熔体与极冷的容器内壁的接触界面附近可以达到;而由于热量传递的关系,越靠近熔体中心,冷却速率就越小,也就越难以形成非晶态;所以早期的非晶合金样品一般是非晶薄带,即将熔融的合金浇在快速旋转的水冷铜柱表面,以达到急冷的目的;同时,所使用的合金成分一般都含有贵重金属元素,如Au,Ag,Pt等;这些因素一方面限制了非晶合金坯料的尺寸,进而限制其使用范围,另一方面还导致非晶合金的生产成本极高,限制其走向普罗大众;其实Nokia有款手机很早就用上了这种高大上的材料,还是做外壳用,那就是Vertu手机;砸核桃,砸门,砸脑袋,轻松搞定;随着大量研究的开展,以日本东北大学教授Inoue课题组为代表,提出了众多具备良好玻璃形成能力的非晶合金体系,将临界冷却速率降低到了100K/s,并制造出很多临界直径超过1mm的非晶样品,开启了大块非晶合金BulkMetallicGlass的时代.到1997年,最大临界尺寸的非晶合金样品直径已达到72mm,是Inoue课题组制备的的Pd40Cu30Ni10P20金属玻璃圆棒;为了达到这种条件,苹果甚至想通过反重力铸造来达到极限的冷却时间;非晶合金的加工工艺;非晶合金由于在常温下强度很高,不适用于一般的冲压锻造工艺;同时一般用于制造比较微小的零件受非晶合金坯料制备能力的限制以及生产成本考虑,机械加工也比较麻烦;而非晶合金由于存在一个玻璃转变区域,就如同常见的玻璃,加热到一定温度,就会变成粘流态,有超塑性,很容易加工,甚至可以像吹玻璃灯泡一样,吹出中空的金属圆球来;国内外的研究者,很多都在琢磨如何在玻璃转变区域对非晶合金进行塑性加工,也就是用模具进行冲压锻造;非晶合金的优势1、熔点较低2、高屈服强度,即多次弯折形变后还能保持完整3、高硬度4、优异的强度重量比,就是能尽量以较小的截面满足强度要求,有助于减小体积5、超高的弹性极限6、抗腐蚀7、高耐磨8、独特的声学特性9、超强塑形能力液体金属合金材料拥有独特的非结晶分子结构,之所以叫液态金属,是因为其有着较低的熔点,而除此之外,它最大的优势还在于熔融后的塑形能力;非晶材料具有高强度、高比强度、高硬度和高弹性形变等优点由于其凝固过程的物理特性与普通金属完全不同,使它的铸造过程更加类似于塑料而非金属,可以更方便的打造为各种形态的产品;除了铸造的便利性,Liquidmeta液体金属的其他特性还包括：高屈服强度、高硬度、优异的强度重量比、较高的弹性极限、抗腐蚀、高耐磨以及独特的声学特性;非晶材料具有高光洁外观优点铝、钛、钢、Liquidmetal弹性比较上面的图都表示了Liquidmetal在光洁度、硬度、弹性都远远高于镁、铝、钛、钢等金属;另外,它抗腐蚀性的能力也非常强;非晶材料对比铝、钛、钢等材料具有高弹性和低模量等优点非晶的应用目前非晶合金其实已经悄悄走近甚至走进了普通大众的生活,铁基非晶合金因为具备极好的电磁性能,已经逐步取代硅钢片用作变压器的铁芯了,其性能全面碾压硅钢铁芯变压器,目前全世界从事铁基非晶材料生产的主要是中国安泰科技和日本日立金属公司两家公司;锆基非晶合金方面,不仅苹果手机的卡针已经使用,华为等国产手机里面也有些如卡托之类的小件也开始用非晶合金制造;目前主要是美国的Liquidmetal公司和我国的宜安科技和比亚迪公司,另外在一些军用设备上,非晶合金作为强化涂层,也已驰骋沙场多年了;现阶段Apple概念的液态金属目前主要应用在消费电子产品领域：笔记本电脑行业——GatewayID57H：手机配件——iPhone取卡针：散热设备——液态金属散热器：电力能源——液态金属电池：近期最新科技成果2014年2月,来自清华大学和北京大学的研究者晟磊、张杰和刘菁近来找到了一种能够控制液态金属合金形态的方法,这种方法通过改变电流来控制被置于水中的液态金属颗粒移动;研究小组表示下一步将尝试控制液态金属组成更多不同的造型;而在2014年9月23日,美国北卡罗来纳州一个科研团队研发出一种可进行自我修复的变形液态金属,距离打造“终结者”变形机器人的目标更进一步;。
铸造及铸件检验培训资料三
• 4) 另外，高熔点合金压铸时，铸型寿命低，影响压铸生产的扩大应 用。
• 综上所述，压力铸造适用于有色合金，小型、薄壁、复杂铸件的生 产，考虑到压铸其它技术上的优点，铸件需要量为2000-3000件时， 即可考虑采用压铸。
压铸的特点
• 1. 压铸定义及特点 • 压力铸造〔简称压铸〕是在压铸机的压室内
• 1 普通砂型铸造，利用砂作为铸模材料，又 称砂铸，翻砂，包括湿砂型、干砂型和化学 硬化砂型3类，但并非所有砂均可用以铸造。 好处是本钱较低，因为铸模所使用的沙可重 复使用;缺点是铸模制作耗时，铸模本身不能 被重复使用，须破坏后才能取得成品。
• 1.1 砂型铸造方法：湿型砂机器造型方法、、 水玻璃砂造型制芯、干型和表干型、实型铸 造、负压造型、手工造型。
．砂型铸造的特征及工艺流程
• 配制型砂—造型 合型—浇注—冷却—落 • 配制芯砂—制芯—烘干 • 金属材料熔化 • 砂—清理—检查—热处理—检验—获得铸件
• 特征：使用型砂构成铸型并进行浇注的方 法，通常指在重力作用下的砂型铸造过程。
型砂
• 1、型砂类型: • 〔1〕机械粘结剂型芯----以粘土为粘结剂的粘土型芯
• 压力铸造是指金属液在其他外力〔不含重力〕 的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。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。
• 特种铸造，按造型材料又可分为以 天然矿产砂石为主要造型材料的特 种铸造〔如熔模铸造、泥型铸造、 壳型铸造、负压铸造、实型铸造、 陶瓷型铸造，消失模铸造等〕和以 金属为主要铸型材料的特种铸造〔 如金属型铸造、压力铸造、连续铸 造、低压铸造、离心铸造等〕两类 。
基于数值模拟的K418B_高温合金精密铸件组织与性能研究
第15卷第8期精密成形工程组织与性能研究刘明亮1，李九霄1，张静雯1，杜大帆2a，隋大山2a，董安平2a,2b，孙宝德2a,2b，何林2a，王迪1，齐飞3，易出山3（1.上海工程技术大学材料科学与工程学院，上海 201620；2.上海交通大学 a.上海市先进高温材料及其精密成形重点实验室 b.金属基复合材料国家重点实验室，上海 200240；3.中国航空发动机集团南方工业有限公司，湖南株洲 412000）摘要：目的探究高温合金调压铸造的充型凝固过程，研究调压铸造工艺对铸件组织缺陷和力学性能的影响规律，并验证数值模拟对实际生产指导的可靠性。
方法以某精密构件为研究对象，借助ProCAST数值模拟软件模拟了铸件的调压铸造充型凝固过程并对组织缺陷的形成进行了预测。
对成形铸件的特征关键部位进行了取样，通过金相显微镜和扫描电子显微镜对铸态试样的微观组织进行了观察，借助准静态万能拉伸试验机测试了特征试样的室温和高温（750 ℃）拉伸性能，并对断口形貌进行了观察和分析。
结果数值模拟结果表明，金属液充型平稳，凝固过程基本符合自上而下的顺序凝固，铸件缺陷较少，缩孔体积分数仅为0.22%。
实验结果表明，铸件的铸态组织为典型的树枝晶组织，晶粒尺寸细小均匀；二次枝晶间距较小，组织致密，缩松缩孔缺陷较少，这与数值模拟的结果吻合较好；铸件的平均抗拉强度超过900 MPa，最大伸长率为15%，该铸件具备较好的综合力学性能。
结论通过数值模拟方法指导铸造生产具有一定的可靠性，同时，通过调压铸造工艺可以生产出具有较好组织和力学性能的高温合金薄壁铸件。
关键词：数值模拟；精密铸件；调压铸造；二次枝晶间距；晶粒尺寸；拉伸性能DOI：10.3969/j.issn.1674-6457.2023.08.016中图分类号：TG249.5 文献标识码：A 文章编号：1674-6457(2023)08-0129-10Microstructure and Properties of Precision Castings of K418BSuperalloy Based on Numerical Simulation收稿日期：2023-04-13Received：2023-04-13基金项目：国家科技重大专项（J2019-Ⅵ-0004-0117）；航发产学研项目（HFZL2020CXY023）Fund：National Science and Technology Major Special Funding Project (J2019-Ⅵ-0004-0117); HangFa Industry-University- Research Cooperation Project(HFZL2020CXY023)作者简介：刘明亮（1996—），男，硕士生，主要研究方向为镍基高温合金反重力控压精铸成形。
铸造行业“十三五”技术发展规划纲要
编者按：2014年6月21日，经中国机械工程学会铸造分会（以下简称“全国铸造学会”）第九届理事会第三次理事长工作会议讨论研究，决定编制《铸造行业“十三五”技术发展规划纲要》（以下简称“《纲要》”）。
全国铸造学会秘书处确定了《纲要》的“编制路线”和编制时间进度，并成立了“专家咨询委员会”和“编制工作委员会”。
《纲要》编制工作会议于2014年9月27日在西安召开，确定了《纲要》编制的涵盖专业领域分类和工作分工、内容及编写规范、工作进度安排。
《纲要》审查会于2015年5月17日在沈阳召开，对《纲要》每个专业领域进行了认真、严格的审查，提出了有针对性的修改和补充意见。
《纲要》审定会于2015年10月25日在长沙召开，审议通过了修改后的《纲要》。
《纲要》的有关内容作为上报材料的重要组成部分已先后提交至中国工程院和工信部。
《纲要》作为科学技术发展专题规划，纳入由中国铸造协会组织编制的《铸造行业“十三五”发展规划建议》。
《纲要》由18个部分组成：铸钢、铸铁、铸造有色合金、铸造金属基复合材料、铸造耐磨材料、快速铸造、熔模铸造、压铸、反重力铸造、挤压铸造、消失模铸造、数值模拟、网络制造、造型材料、铸造装备与检测技术、环保与安全、汽车铸件、铸造标准。
在《中国制造2025》十大重点领域中，有8个领域与铸造密切相关，甚至有些领域铸造技术作为发展瓶颈，大部分领域都对铸造技术有强烈的需求，或者需要铸造技术和铸造产品进行支撑。
《纲要》作为铸造行业技术发展指导性的文件，在政策层面，向政府提出了建设性的建议；在技术发展层面，对各个专业技术领域提出了重点发展的项目及关键技术。
《纲要》具有全局性、战略性和前瞻性。
为了充分发挥《纲要》的指导作用，扩大《纲要》在铸造行业技术发展方面的影响，在全国铸造学会第九届理事会第四次理事长工作会议上决定将《纲要》在《铸造》杂志上全文刊登。
本刊在本期刊登《纲要》全文，以馈广大读者。
铸造行业“十三五”技术发展规划纲要（中国机械工程学会铸造分会编制）引言“十二五”期间，我国在铸造技术创新、行业进步等方面取得了显著成果。
Altair Inspire Cast 2019低压铸造学习笔记
A ltair Inspire Cast 2019低压铸造学习笔记By 蝰蛇设计6 Low-Pressure Die-Casting (LPDC)Low pressure die casting is a variant of the casting process also known as counter gravity filling (low velocity of injection) where you have better control of the fluid during filling. The ingate position should be at the bottom of the part, and the material must fill from the bottom to the top.•Low pressure die casting is a metal casting process generally used in situations that require high-quality manufacturing.•In low-pressure casting, molten aluminum is slowly drawn into a metal mold or die through a riser tube while kept under constant and controlled pressure.•This process helps avoid oxidation, cold currents, and air inclusions,generally producing the excellent surface finish and highly accurate dimensions.•It is much slower and therefore more costly than high pressure die casting.Low pressure die casting steps 低压压铸是铸造工艺的一种变体，也称为反重力填充（低注射速度），您可以在填充过程中更好地控制流体。
广西壮族自治区人民政府关于2013年度广西科学技术奖励的决定-桂政发[2014]2号
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广西壮族自治区人民政府关于2013年度广西科学技术奖励的决定正文：---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 广西壮族自治区人民政府关于2013年度广西科学技术奖励的决定（桂政发〔2014〕2号）各市、县人民政府，自治区农垦局，自治区人民政府各组成部门、各直属机构：为深入贯彻落实党的十八大、十八届三中全会和自治区党委十届四次全会精神，大力实施科教兴桂和人才强桂战略，提高自主创新能力，根据《广西壮族自治区科学技术奖励办法》规定，经过组织评审，自治区人民政府决定对2013年度为我区科学技术进步、经济社会发展作出突出贡献的科学技术人员和组织给予奖励，授予“反重力近终形铸造技术及其应用”等154项成果2013年度广西科学技术奖。
一、授予“反重力近终形铸造技术及其应用”1项成果2013年度广西科学技术特别贡献奖。
二、授予“含羧基的多官能团配体功能配合物的构筑及其性能研究”1项成果2013年度广西自然科学奖一等奖，授予“非线性波方程的精确解与动力学研究”等8项成果2013年度广西自然科学奖二等奖，授予“高维约束矩阵方程问题的理论与方法研究”等12项成果2013年度广西自然科学奖三等奖。
三、授予“大幅度降低雷击事故率、跳闸率和断线率的喷射气流灭弧防雷间隙关键技术研究”1项成果2013年度广西技术发明奖一等奖，授予“方格星虫健康养殖技术研究与开发”等4项成果2013年度广西技术发明奖二等奖，授予“新型整合表达酶制剂的生产及科技兴贸”等6项成果2013年度广西技术发明奖三等奖。
四、授予“广西油茶良种繁育产业化关键技术研究与应用”等7项成果2013年度广西科学技术进步奖一等奖，授予“南方酿酒葡萄新品种‘凌丰’选育及配套技术研究应用与产业化”等46项成果2013年度广西科学技术进步奖二等奖，授予“澳洲坚果系列品种选育及示范推广”等68项成果2013年度广西科学技术进步奖三等奖。
TiAl合金精密成形技术发展现状及展望
精 密 成 形 工 程第14卷 第1期 44 JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING2022年1月收稿日期：2021-08-16基金项目：国家重点研发计划（2020YFB2008300）作者简介：谢华生（1966—），男，博士，研究员，主要研究方向为先进钛合金精密成形技术。
TiAl 合金精密成形技术发展现状及展望谢华生，刘时兵，赵军，张志勇，包春玲（沈阳铸造研究所有限公司 高端装备轻合金铸造技术国家重点实验室，沈阳 110022） 摘要：TiAl 合金是一种优异的轻质耐高温结构材料，在航空、航天、汽车、兵器等热端部件制造领域具有广阔的应用和发展前景，但其较低的室温塑性、韧性和较差的冷/热加工性能，限制了其工程化的进程。
为挖掘TiAl 合金的应用潜力，国内外研究机构和企业从材料设计、组织性能调控到成形工艺等方面开展了卓有成效的研究。
总结了近年来国内外在TiAl 合金精密成形领域的研究进展，包括精密铸造、铸锭冶金、粉末冶金和增材制造技术，目前，TiAl 合金精密铸造叶片和热加工叶片已成功应用到航空发动机上，粉末冶金成形和增材制造技术在复杂构件成形和板材成形上体现出独特优势，但仍需在低成本化和工艺稳定性上进一步提升。
关键词：TiAl 合金；精密成形；精密铸造；铸锭冶金；粉末冶金；增材制造 DOI ：10.3969/j.issn.1674-6457.2022.01.006中图分类号：TG146.2 文献标识码：A 文章编号：1674-6457(2022)01-0044-11Development Status and Prospect of Precision Forming Technology for TiAl Alloy XIE Hua-sheng , LIU Shi-bing , ZHAO Jun , ZHANG Zhi-yong , BAO Chun-ling(State Key Laboratory of Light Alloy Casting Technology for High-end Equipment, ShenyangResearch Institute of Foundry, Co., Ltd., Shenyang 110022, China)ABSTRACT: As an excellent lightweight and high temperature resistant structural material, TiAl alloy has wide application and development prospect in hot end components for aviation, aerospace, automobile, weapons, etc. However, due to its poor cold and hot workability, low room temperature plasticity and fracture toughness, there are still great obstacles in further engineering. To tap the application potential of TiAl alloy, research institutions and enterprises all over the world have carried out fruitful re-search from material design, microstructure and property regulation to forming process. The work summarized the research pro-gress in precision forming of TiAl alloy in recent years, including investment casting, ingot metallurgy, powder metallurgy and additive manufacturing technology. At present, TiAl alloy investment casting blades and hot working blades have been success-fully applied to aeroengines. Powder metallurgy forming and additive manufacturing technology show unique advantages in complex component forming and sheet metal forming. However, they still need to be further improved in terms of low cost and process stability.KEY WORDS: TiAl alloy; precision forming; investment casting; ingot metallurgy; powder metallurgy; additive manufacturingTiAl 合金是一种新型的耐高温结构材料，具有低密度（3.8~4.2 g/cm 3）、高比强、高比刚、优异的高温抗蠕变和抗氧化等性能，在600~1000 ℃温度下应用极具竞争力。
第2章 砂型铸造讲解
第六—第二章砂型铸造铸型：铸造生产中使液态金属成为固态铸件的容器。
容器的内部称型腔，其轮廓相当于所制铸件的外形。
根据铸型特点分：一次型——砂型、熔模、石膏型、实型铸造（消失模铸造）；半永久型——泥型、陶瓷型、石墨型铸造；永久型——金属型、压力、挤压、离心铸造；根据浇注时金属所承受的压力状态分：重力作用下的铸造和外力作用下的铸造金属液在常压下完成浇注，称为自由浇注或常压浇注。
金属液在外力作用下实现充填和补缩，如压力铸造、挤压铸造、离心铸造和反重力铸造。
砂型铸造：是利用型（芯）砂制造铸型的铸造方法。
整模造型分模造型一、概述1 缺点、优点：砂型铸造是铸造生产中最广泛的一种方法，世界各国用砂型铸造生产的铸件占总产量的80-90%。
型砂：将原砂或再生砂+粘结剂+其它附加物所混制成的混合物。
砂型（芯）：型（芯）砂在外力作用下成形并达到一定的紧实度或密度成为砂型（芯）。
2 砂型的种类湿型：由原砂、粘土、附加物及水按一定比例混碾而成湿型砂；用湿型砂春实，浇注前不烘干的砂型。
干型：经过烘干表面干型：表面仅有一层很薄（15-20mm）的型砂被干燥，其余部分仍然是湿的。
化学自硬砂型：砂型靠型砂自身的化学反应而硬化。
造型：制造砂型的工艺过程。
造芯：制造砂芯的工艺过程。
选择合适的造型（芯）方法和正确的造型（芯）工艺操作，对提高铸件质量、降低成本、提高生产率有极重要的意义。
1 按型（芯）砂粘（固）结机理分类机械粘结造型（芯）、化学粘结造型（芯）、物理固结造型（芯）2 按造型（芯）的机械化程度分类（1）手工造型（芯）手工造型（芯）是最基本的方法，这种方法适应范围广，不需要复杂设备，而且造型质量一般能够满足工艺要求，所以到目前为止，在单件、小批量生产的铸造车间中，手工造型（芯）仍占很大比重，在航空、航天、航海领域应用广泛。
缺点：劳动强度大、生产率低、铸件质量不易稳定。
模样造型、刮板造型、地坑造型，各种造型方法有不同的特点和应用范围。
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（2）调压铸造
铸造时上下室同时抽真空，达到指定真 空度后，下室进气，形成压差，在压差的 作用下完成升液、充型和保压环节。由于 铸型处在负压环境之下，铸件的补缩只能 依靠压差来完成，同时在同样的液态合金 处理条件下，铸件的针孔度难于控制，补 缩能力较弱，但液态金属的充型能力较好， 特别适合于成形小型薄壁铸件。
反重力铸造原理示意图 1－升液管 2－液态金属 3－坩埚 4－保温 炉 5－下室 6－中隔板 7 －上室 8－铸型
反重力铸造产生压力的方式及特点
（1）差压铸造 建立压差的形式有两种：1) 上下室同时进气， 达到同步压力后，上罐排气，形成压差，在压差 的作用下完成升液、充型和保压环节；2) 上下室 同时进气，达到同步压力后，下罐继续进气，形 成压差进而完成升液、充型和保压环节（如图）。 差压铸造中，不仅可在压力下完成充型和补缩， 而且由于铸型处在压力下，能够更好地发挥冒口 的补缩，提高了铸件的致密度。这种铸造方法适 合于生产大型厚壁铸件。
第7节 反重力铸造
1.观看低（差压）铸造机电视片
2.观看真空吸铸机电视片 3.反重力铸造简介
一、反重力铸造原理及特点
反重力铸造又称反压铸造，其实质是使液 态金属在与重力相反的力的作用下完成充 型、补缩和凝固的一种铸造方法。与压力 铸造和挤压铸造相比，为完成充型和补缩 所施加的力较小，因此，液态金属在充型 过程中的流动非常平稳，但与重力铸造相 比，铸件又能在一定的压力下实现补缩和 凝固，因此是生产优质铸件的理想方法。
（5）低压铸造
低压铸造时，铸型处在常压环境之下，下室 进气，形成压差，在压差的作用下完成升液、充 型和保压环节。所需设备简单，操作容易，充型 过程控制简单。一般情况下，只要保压时的增压 满足要求，同样可使铸件得到很好的补缩。与其 它反重力铸造方法相比，低压铸造的应用范围更 广。由于低压铸造中，铸型处在常压环境之下， 利用金属型铸造时，容易实现金属型的开合模以 及铸件顶出，所以，金属型低压铸造广泛用于生 产质量要求较高的铸件，如汽车轮毂、缸体、缸 盖等铸件。在砂型低压铸造中，可以成形轮廓很 大的优质铸件。
5）提高了金属的利用率：反重力铸造时，铸件凝 固收缩可以不断地得到来自内浇口金属液的补缩； 加之压力的挤滤和塑性变形的作用，强化了冒口 的补缩效果，冒口尺寸可相应减小甚至不需要。
6）铸件可进行热处理：与压力铸造相比，利用顺利排出，所以，铸件内部 的气孔很少、甚至没有，故可像重力铸造成形的 铸件一样进行热处理。
反重力铸造中，根据产生 压力方式的不同，可进一 步把它分为差压铸造、低 压铸造、调压铸造、真空 吸铸以及复合反重力铸造 等类型。 从设备结构上看，差压铸 造、调压铸造、真空吸铸 和复合反重力铸造均采用 上下室形式，即保温炉置 于下室，铸型置于上室， 如图a所示；低压铸造只 使用下室，铸型置于大气 环境中,如图b所示。
（3）真空吸铸
真空吸铸时，下室处在常压环境，上室 抽真空形成压差，在压差的作用下完成升 液、充型和保压环节。由于铸型处在真空 环境之下，所以，液态金属的充型能力较 好，但补缩能力较弱，同样适合于成形小 型薄壁铸件。
（4）复合反重力铸造
它是真空吸铸的改进形式，铸造时，上 室抽真空，下室处在常压环境，形成压差。 在压差的作用下完成升液和充型环节后， 上下室按照充型完成时的压差同时进气， 使铸型处在正压环境之下，来增强铸件的 补缩能力。优点是：既发挥了液态金属的 充型能力，有利于成形薄壁铸件，又能在 压力下实现补缩，提高铸件的致密度。这 种铸造方法需要精确控制加压时的压差， 对控制系统的要求很高。
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三、低压铸造
1.低压铸造历史 2.低压铸造工艺过程 3.低压铸造特点及应用范围 4.铸型工艺设计要点(控制顺序凝固)
1.低压铸造历史
上世纪20年代初，英国人莱克(E．H．Lake)登记了第一 个低压铸造专利，最初主要用于巴氏合金的铸造。同时期 法国入制出了用于铜合金，铝合金铸造的低压铸造机。 二次世界大战中，英国伯明翰铸铝公司用低压铸造法制 造飞机发动机汽缸。 1945年后，英国阿田姆斯克(Alumusc)公司开始探讨把 低压铸造法用于生产民用产品，如炊事用具等。 1947年，英国人刘易斯(E．c．Lewis)用低压铸造法生产 高硅铝啤酒桶成功。 50年代开始用低压铸造法生产汽车汽缸体和电动机转子。 1955年在德国出现了铸铁和铸钢的低压铸造专利。 1965年，在英国掌握了生产汽车轮较的低压铸造法。
（2）冒口和冷铁
冷铁常与冒口或浇注系统配合使用，以 加强冒口或浇口的补缩，但也可单独使用， 用来加快铸件局部热节处的冷却速度，保 证铸件整体的顺序凝固。
（3）反重力铸造工艺参数的确定
1) 升液管直径的确定：铸件重量、充型时间、充
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型速度、流量等；顺序凝固的热平衡 充型压力的确定 ：铸件形状高度、坩埚形状、 金属熔化量等 结晶压力的选择 ：铸件结构、合金的结晶特性 升液、充型速度的确定：坩埚液面上的加压速 度 保压时间的控制：大体上接近铸件凝固所需要 的时间 浇注温度的确定 ：应比重力铸造低5 C -10C
二、反重力铸造工艺
反重力铸造工艺包括浇注位置的选择、浇注系统的设计、冒口和 冷铁的合理使用以及最佳工艺参数的确定等内容。
（1）铸件的浇注位置及浇注系统 反重力铸造中，铸件凝固时主要通 过浇口补缩。因此，确立浇注位置时，应使铸件的凝固顺序朝着浇口 的方向进行。通常，将铸件的薄壁位置置于远离浇口位置，让金属液 从厚壁处引入。为使铸件厚壁位置的热分布合理，可采用分散浇口， 直接利用内浇口进行补缩。 设计反重力铸造的浇注系统时，在保证金属液平稳充型的前提下，充 型要快，有利于挡渣、排气和实现顺序凝固。对于大型复杂薄壁铸件， 应尽可能采用下宽上窄的缝隙式浇注系统，保证金属液可在缝隙内平 稳上升，以充分发挥垂直方向上的补缩，同时也不会影响其水平方向 的补缩能力。
(6）反重力铸造的优点
1）充型速度可控：反重力铸造一般用于生产有色合金铸件， 铸件的成形能力和内部质量尤其是尺寸和壁厚对充型速度 有比较严格的要求，充型速度可以通过计算机实现准确的 控制。
2）成形性好、表面光洁：反重力铸造时，金属液是在压力 下充填成形，在工艺参数选择合理的情况下，所获得的铸 件轮廓清晰，对于薄壁件的生产，更是如此；反重力铸造 时有压气体充塞于砂型空隙，且在金属液与砂型之间形成 一层气相保护层，将两者隔开，可以减少金属液对铸型的 热力及化学作用，可降低铸件的表面粗糙度。