差压铸造2012.ppt

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1、§7特种低压铸造技术10/4/2021目录§7.1差压铸造1概述1）差压铸造的工作原理2）差压铸造工艺特点2差压铸造设备结构设计3差压铸造铸件工艺设计4差压铸造工艺5应用范围§7.2真空差压铸造（调压铸造）§7.3真空吸铸10/4/2021§7.1差压铸造1概述差压铸造（也称反压铸造），是液态金属在差压作用下，充填到预先有一定压力的铸型中，进行结晶、凝固而获得铸件的一种工艺方法。是低压铸造和压力下结晶凝固两种工艺的结合。10/4/2021该工艺可以根据铸件形状，工艺要求和铸型特点，调整型腔内的压力

2、，使金属液受控制地流进铸型，并在不改变铸型受力状态条件下，使铸件在较高的压力下凝固，生产出用其它成形方法难以浇注的复杂、薄壁、整体铝铸件，解决了铸件浇注技术中的一个重大关键。10/4/20211）差压铸造的工作原理差压铸造工艺原理示意图10/4/2021铸型放在上压力筒中，坩埚炉放在下压力筒中，上下压力筒以中隔板分开，升液管使铸型与保温炉相通。金属液充型方法有：1）增压法：2）减压法：10/4/20212）差压铸造工艺特点因差压铸造金属液是在一定压力下充型，故带来一系列有利于获得优质铸件的因素

3、。（1）可以控制充型速度；可以获得不同压差⊿P—充型速度，获得最佳的充型速度；（2）可获得最优质的充型金属液，可避免外来夹杂物进入型内。（3）由于在高压下结晶凝固，因此铸件补缩条件改善，从而大大提高铸件的致密度；铸件局部最薄厚度可达0.25毫米，且轮廓清晰。10/4/2021（4）在保压期间，铸件仍处于高压状态，在外压力作用下，会产生微量的塑性变形，从而减少“显微缩松”，提高铸件的机械性能；与低压铸造相比，差压铸造的铸件材料的抗拉强度可提高10-50％，伸长率可提高25-50％。（5）在高压下结晶

4、凝固，又可提高气体在金属液中的溶解度，因而能大大减少铸件中的“气孔”和“针孔”缺陷。10/4/2021（6）铸件表面质量改善----由于压差⊿P的可调性，因此，可以通过压差⊿P减少“冷隔”及“机械粘砂”；（7）可以实现控制气氛浇注；（8）便于机械化和自动化，提高了劳动生产率，减少了清理工作量和改善了劳动条件。10/4/2021铸造方法力学性能ZL101ZL102壁厚5mm壁厚20mm壁厚5mm壁厚20mm差压铸造抗拉强度σb/Mpa171190190184断后伸长率δ/%8.07.26.56.5低

5、压铸造抗拉强度σb/Mpa171132168143断后伸长率δ/%4.02.04.02.0差压铸造与低压铸造铝合金力学性能的比较10/4/20212差压铸造设备结构设计差压铸造设备主要有三部分组成：主机压力控制供气10/4/2021差压铸造设备外形图10/4/2021差压铸造设备组成示意图10/4/20211） 压力罐设计封头部分2） 锁紧机构3） 充气方法气控系统及其附属装置10/4/20213差压铸造铸件工艺设计1）浇注位置的选择确立浇注位置时，要使铸件由远离浇道处先凝固，浇道最后凝固，实现铸

6、件顺序凝固，常常是将铸件薄壁部位远离浇道，让金属液从厚壁处引入，与低压铸造浇注位置的选择是相同的。10/4/20212）加工余量及工艺余量对于壁厚均匀的铸件，为了实现向浇口方向的顺序凝固，可以采取增加加工余量，不加工平面可以采用工艺余量的办法，使铸件壁厚向浇道方向递增。3）浇注系统的选择（1）合理的浇注系统应满足的要求①在保证金属液平稳充型的前提下，充型要快。②有利于挡渣及排气。③有利于铸件实现顺序凝固。10/4/2021（2）浇注系统的形式一般选用底注式浇注系统，铝、镁合金铸件常采用开放式浇注系

7、统，对于高度大于300mm的铸件，可以选用缝隙式浇注系统。10/4/2021镁合金壳体类铸件差压铸造工艺10/4/20214）冒口与冷铁差压铸造有效地强化了冒口的补缩作用，因此，对个别厚大的热节部位，一般只需采用暗冒口。冷铁常和冒口、浇道配合使用，用以加快铸件局部热节处的冷却速度，使该热节部位与相邻的连接壁同时凝固，以达到整个铸件顺序凝固的目的。10/4/20214、差压铸造浇注工艺1）差压铸造浇注过程的特点差压铸造加压分为6个阶段0～t1:充气阶段t1～t2:压力平衡阶段t2～t3:升液阶段t3

8、～t4:充型阶段t4～t5:保压阶段t5～t6:互通阶段10/4/2021差压铸造加压工艺示意图增压法减压法10/4/2021差压铸造的充气、排气特性图增压充气特性减压充气特性10/4/2021增压法和减压法比较增压法：从特性曲线上看出，升压曲线a’b’线段性较差，金属液充型速度会发生波动。减压法：ab段占整个曲线比例很小，非常接近直线，因此，减压法金属液上升平稳。10/4/20212）工艺参数的选择（1）充型压力差Δp可按p=HρK/10200计算（2）结晶压力结晶压力越大，铸件