升液管材料和制造研究进展.pdf

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1、ADr．2017V0

2、_66NO．4垂篙帅嚣升液管材料和制造研究进展郭新力，于波，苏贵桥，孙逊，刘孝福，李彪(沈阳铸造研究所，高端装备轻合金铸造技术国家重点实验室，辽宁沈阳110022)摘要：升液管是反重力铸造的关键部件之一，对铸件质量的控制具有非常重要的作用。综述了升液管升液的原理、材料的分类和近年来制造工艺的国内外研究进展。重点叙述了升液管在熔点较低的轻质合金以及熔点较高的钢铁材料和高温合金等反重力铸造方面的研究进展和应用情况，并对升液管今后的发展进行了展望。关键词：反重力铸造；升液管；铸造轻合金；铸钢和

3、铸铁；高温合金中图分类号：TG233文献标识码：A文章编号：1001—4977(2017)04—0355—06ReSearChPrOgreSSOfMaterialSandManUfaCtUringOfRiSerTubeSGUOXin一1i，YUBo，SUGui—qiao，SUN)cm，LIUXiao—m，LIBiao(shenyangResearchhlstitIlteofFoulld吼statcKeyLaboratoryofLi班Alloycasti芏lgTecllnolo劈forHigh-EndEquip

4、mem，ShenyaIlg110022，Liaoning，ChiIla)Abs蚴：Therisertubeisakeyunitforcoullter-铲aV时castin吕whichplaysve巧importantr01eincorl廿01lingperformanceofcastings．Theprincipleofcounter-铲aVi够castingthematerialclassmcationofrisertube，t11emanufacturingmethodsoftubesinrecentye

5、arsathomealldabroadareintr0Iduced'especiallyfocusingonthedeVelopmentand印plicationoftubesforcast1ightmetalwhichhaslowmeltingpoint，castironandsteel，superalloysandsoonwhichhaVehi曲meltingpoints．Andthedevelopment仃endoft11erisert11beswasdescribed．Keyw饼ds：counter一

6、孕a：vitycasting；risertube；castlightmetal；castironandsteel；superalloy反重力铸造是20世纪50年代发展起来的一种铸造成形工艺。坩埚内的金属液在压力作用下沿升液管自下而上克服重力及其他阻力充填铸型，并在压力下获得铸件的一种方法。根据金属液充填铸型施加压力形式的不同，反重力铸造可以分为低压铸造、差压铸造、调压铸造及真空吸铸等【”。反重力铸造早期应用于铜套和汽车铝合金轮毂等铸件的生产。随着铸造技术的发展以及对铸件产品质量要求的提高，目前反重力铸造的范围

7、正在不断扩展，从简单的铸件到薄壁、复杂的铸件，从铝合金、镁合金等低熔点合金扩展到铸铁、铸钢和高温合金等高熔点合金㈨。升液管是反重力铸造的关键部件之一[7]。充型时，在气压的作用下，金属液通过升液管从坩埚内进入铸型中。卸压时，未凝固的金属液也通过升液管回流至坩埚内。作为浇注系统中的重要组元，升液管具有导流和补缩的作用，它应具有气密性、化学惰性及充型过程稳定可靠性，在反重力铸造工艺中起着至关重要的作用。1升液原理在反重力铸造时，作用于密闭坩埚金属液面上的气体压力迫使金属液沿升液管向上运动，实现金属液充型和补缩，它

8、所依赖的原理主要是帕斯卡原理。即封闭容器内流体任何一点所受的压力以同等的强度向各个方向同样地传递。数学方法描述为：嘲(1)式中：助压力，p为金属液密度，g为重力加速度，危为金属液高度差。无论是低压铸造、差压铸造、调压铸造或是真空吸铸，升液的原理是一样的，如图1所示。金属液在坩埚内压力P1和铸型内压力P2的压差△P的作用下沿升液管逆着重力的方向充填至铸型。图2所示为升液管实物。升液速度的取值不能过大，否则容易造成充型不平稳现象。有资料显示，在升液初期升液管内金属紊流程度还与升液管下端和坩埚底部的距离有关。2升液

9、管材料升液管可以采用不同材料制造而成，从材质上，升液管主要分金属升液管和陶瓷升液管。近年来，随着升液管研究的深入，也出现了金属一非金属复合升液管。反重力铸造用的升液管要达到如下要求：①应具基金项目：沈阳市科技计划项目资助(F16．059—2一00)。收稿日期：2016一11_07收到初稿，2016—12_26收到修订稿。作者简介：郭新力(1986一)，男，工程师，研究方向为高温合金熔模精密铸造技术。