13
—
70～80
21～24 —
98
合金为 ZAl Mg10
—
440～450 —
17～22 —
120～125
12.06.2020
12.06.2020
12.06.2020
12.06.2020
6.4 低压铸造的工艺设计
6.4.1低压铸造所用的铸型
1、金属型 金属型多用于大批、大量生产的有色金属铸件。
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。
12.06.2020
1、铸件在铸型中的位置 低压铸造除遵循重力铸造时铸件在铸型中位置的选
择原则外，还应充分考虑低压铸造的特点。 （1）首先应创造铸件顺序凝固的条件。对于壁厚
12.06.2020
4）铸件成型性好。金属液在外力作用下强 迫流动，提高了金属的充填能力，有利于形成 轮廓清晰，表面光洁的铸件，少切削或零切削， 对薄壁件铸造尤其有利；
5）压力下结晶，铸件组织致密，机械性能 高；
6）金属收得率高（80％～98％），节省补 缩冒口，金属利用率高达90-98%；
7）劳动强度低，劳动条件好，容易数控自 动化。
用熔模型壳。 （7）对特殊要求的单件、小批生产的铸件可采用
石膏型、石墨型等。
12.06.2020
6.4.2 低压铸造工艺设计
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： • 浇口设在铸件的厚壁部位，而使薄壁部位远离浇口； • 用加工裕量调整铸件壁厚，以调节铸件的方向性凝固； • 改变铸件的冷却条件。
不均匀的铸件，厚大部位必须置于铸型底部，由浇注 系统对厚大部位进行补缩。
12.06.2020
活塞铸件在铸型中的位置
低压铸造
重力铸造
12.06.2020
（2）对一些壁厚比较均匀的铸件，可以给铸件上 下不同大小的加工余量，造成铸件自下而上的厚薄差 别，适应自上而下顺序凝固的要求；也可以采用安放 上下不同厚度冷铁的方法，使铸件毛坯适应自上而下 顺序凝固的要求。
浇注温度一般比重力铸造低10～20℃；
12.06.2020
6）涂料 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。
12.06.2020
6.3 低压铸造的特点及应用
1、低压铸造独特的优点： 1）浇注压力和速度可调，适应各种铸型、合 金和铸件大小； 2）液态金属充型平稳，夹杂缺陷减少；--底 注式平稳充型，无飞溅、气体卷入和型壁冲刷 等弊病，铸件合格率提高； 3）型腔内液流与气流方向一致，减少了产生 气孔的可能性；
12.06.2020
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，这时由于铸型与坩埚内部的压力相等，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。
12.06.2020
5、浇冒口系统设计 1）铸件按顺序凝固原则凝固
为充分发挥低压铸造工艺的优势，获得组织致密的 铸件，应保证铸件按“自上而下”的顺序凝固，即离 浇道最远处先凝固，离浇道近处后凝固，浇道最后凝 固。
12.06.2020
低压铸造铸件凝固过程
12.06.2020
为保证铸件得到顺序凝固，在工艺设计时需采取下列 措施： ①应尽量使铸件厚处接近浇道，薄处远离浇道。 ②对壁厚比较均匀的铸件，可通过上、下不同的加工余量， 使铸件毛坯壁厚上薄下厚，以利于顺序凝固。用砂型时 可上、下采用不同厚度的冷铁；用金属型时可将金属型 壁厚上、下做得不一样， 以保证铸件得到顺序凝固。
12.06.2020
汽缸盖示意图
材质：ZAl104 铸件重量：10.5kg 外形尺寸： 495mm×155m m×100mm 壁厚：5mm 耐压：0.6Mpa
12.06.2020
对于筒体铸件，当铸件直径大于400mm就可采用2个升液管。
薄壁筒体铸件双升液管浇注系统示意图
12.06.2020
内浇道具体尺寸可采用热节圆法、模数法、经验法 等计算方法加以确定，然后用下式核算、开模具，再
2、非金属型 非金属铸型多用于单件小批量生产，如砂型，石墨
型，石膏型，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。
12.06.2020
具体选用可参考以下原则： （1）铸件精度或质量要求较高，形状一般、生产
12.06.2020
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流，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。
批量较大的有色金属铸件，可选用金属型。 （2）铸件内腔复杂，不能用金属芯时，可用砂芯，
外部用金属型。 （3）精度要求不高的大、中型铸件，在单件或小
批量生产时，可采用砂型。 （4）铸件精度要求较高、成批生产时可用壳型。
12.06.2020
（5）精度要求较高的大、中型铸件适宜用陶瓷型。 （6）铸件形状复杂、精度要求高的中小件适宜采
12.06.2020
低压铸造的工艺特点 有利于创造铸件顺序凝固的条件
低压铸造时铸件的凝固过程 12.06.2020
浇口设在铸件的壁厚部位 12.06.2020
12.06.2020
12.06.2020
2、主要缺点： 升液管寿命短，且在保温过程中金属液易氧 化和产生夹渣。
与压力铸造相比： 1）质量不低于压力铸造； 2）设备简单，投资少，生产成本低； 3）可制作大型零部件；
12.06.2020
低压铸造工艺过程： 合型 升液 充型 卸压冷却 开型
增压凝固
12.06.2020
2、低压铸造的工艺
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
12.06.2020
1）液态金属在压力作用下由下而上地充 满型腔，并在外力的作用下结晶凝固，进行补 缩； 2）低压铸造的充型过程即与重力铸造不同， 又与压力铸造有区别（压力铸造为高速高压几 千～几万千牛/米2，而低压铸造为20～60千 牛/米2 。
12.06.2020
低压铸造工艺原理
铸型 型腔 浇道 密封盖 进气管
12.06.2020
对于使用单个内浇道的铸件一般采用： F升液管出口:F横:F内 =（2～2.3）:（1.5～1.7）:1 （2）
12.06.2020
④冒口设计
低压铸造时，金属液在压力下凝固，具有较好的补 缩能力，一般可不设冒口。
但对于某些结构复杂的铸件，浇注系统还不能满足 铸件补缩的要求，一般情况下多采用暗冒口，只有特 殊需要时才采用明冒口。
12.06.2020
（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。
12.06.2020
3、低压铸造的应用
金属液 升液管 坩埚；
a) 带保温炉
12.06.2020
低压铸造工艺原理示意图b
1-坩埚 2-升液管 3-金属液 4-进气管 5-密封盖 6-浇道 7-型腔 8-铸型
b) 不带保温炉
12.06.2020
低压铸造的动画演示
12.06.2020
6.2 低压铸造工艺 1、低压铸造工艺过程
1）将金属、升液管和铸型装配好，盖好密封盖。 2）向密封金属液的坩埚中，通入干燥的压缩空气，使 金属液在压力作用下，自下而上地通过升液管而进入 铸型，并在压力下凝固。 3）解除压力，使升液管和浇注系统中未凝固的金属液 流回坩埚。 4）打开铸型，取出铸件。
12.06.2020
③对壁厚差很大的特殊结构铸件，往往需采用特殊的方法： Ⅰ、对铸件很厚处，可在低压铸型对应部分局部镶铜，并
吹风强制冷却； Ⅱ、对复杂的缸盖，在总体上采用水冷，局部用空气冷却； Ⅲ、对复杂铸件不同部位也可采用不同导热系数的涂料或
改变涂料层厚度来控制铸件的冷却速度。
12.06.2020
2）浇注系统设计 低压铸造浇注系统应满足顺序凝固的要求，还应保证金属液流动
平稳，除渣效果好，并能提高生产效率，节约金属液，浇注便于清 除浇冒口。
①浇注方式 低压铸造多采用底注式浇注系统。为达到顺序凝固，一般铸件薄壁 部位朝上，厚壁部位朝下，内浇道开设在铸件的厚壁部位。
②内浇道 对较大的、有多处热节的铸件，可采用多个内浇道。对于箱体类铸 件如汽缸盖铸件，采用升液管（直浇道）、横浇道和5个内浇道。
在生产中试模、修正：F内=G/ρυt t Nhomakorabeah/υ升