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低壓鑄造是使液體金屬在壓力作用下充填型腔,以形成鑄件的一種方法。由于所用的壓力較低,所以叫做低壓鑄造。其工藝過程如下:在裝有合金液的密封容器(如坩堝)中,通入干燥的壓縮空氣,作用在保持一定澆注溫度的金屬液面上,造成密封容器內與鑄型型腔的壓力差,使金屬液在氣體壓力的作用下,沿升液管上升,通過澆口平穩(wěn)地進入型腔,并適當增大壓力并保持坩堝內液面上的氣體壓力,使型腔內的金屬液在較高壓力作用下結晶凝固。然后解除液面上的氣體壓力,使開液管中未凝固的金屬液依靠自重流回坩堝中,再開型并取出鑄件,至此,一個完整的低壓澆鑄工藝完成。低壓鑄造工藝過程演示如下:
低壓鑄造獨特的優(yōu)點表現(xiàn)在以下幾個方面:
1.低壓鑄造的澆注工藝參數(shù)可在工藝范圍內任意設置調整,可保證液體金屬充型平穩(wěn),減少或避免金屬液在充型時的翻騰、沖擊、飛濺現(xiàn)象,從而減少了氧化渣的形成,避免或減少鑄件的缺陷,提高了鑄件質量;
2.金屬液在壓力作用下充型,可以提高金屬液的流動性,鑄件成形性好,有利于形成輪廓清晰、表面光潔的鑄件,對于大型薄壁鑄件的成形更為有利;
3.鑄件在壓力作用下結晶凝固,并能得到充分地補縮,故鑄件組織致密,機械性能高;
4.提高了金屬液的工藝收得率,一般情況下不需要冒口,使金屬液的收得率大大提高,收得率一般可達90%。
5.勞動條件好;生產效率高,易實現(xiàn)機械化和自動化,也是低壓鑄造的突出優(yōu)點。
6.低壓鑄造對合金牌號的適用范圍較寬,基本上可用于各種鑄造合金。不僅用于鑄造有色合金,而且可用于鑄鐵、鑄鋼。特別是對于易氧化的有色合金,更顯示它的優(yōu)越性能,即能有效地防止金屬液在澆注過程中產生氧化夾渣。
7.低壓鑄造對鑄型材料沒有特殊要求,凡可作為鑄型的各種材料,都可以用作低壓鑄造的鑄型材料。與重力鑄造和特種鑄造應用的鑄型基本相同,如砂型(粘土砂、水玻璃砂、樹脂砂等)、殼型、金屬型、石墨型、熔模精鑄殼型、陶瓷型等都可應用。總之,低壓鑄造對鑄型材料要求沒有嚴格限制。
低壓鑄造所用的鑄型,有金屬型和非金屬型兩類。金屬型多用于大批、大量生產的有色金屬鑄件,非金屬鑄型多用于單件小批量生產,如砂型,石墨型,陶瓷型和熔模型殼等都可用于低壓鑄造,而生產中采用較多的還是砂型。但低壓鑄造用砂型的造型材料的透氣性和強度應比重力澆注時高,型腔中的氣體,全靠排氣道和砂??紫杜懦?。
為充分利用低壓鑄造時液體金屬在壓力作用下自下而上地補縮鑄件,在進行工藝設計時,應考慮使
鑄件遠離澆口的部位先凝固,讓澆口最后凝固,使鑄件在凝固過程中通過澆口得到補縮,實現(xiàn)順序凝固。常采用下述措施:
1.澆口設在鑄件的厚壁部位,而使薄壁部位遠離澆口;
2.用加工裕量調整鑄件壁厚,以調節(jié)鑄件的方向性凝固;
3.改變鑄件的冷卻條件。
對于壁厚差大的鑄件,用上述一般措施又難于得到顧序凝固的條件時,可采用一些特殊的辦法,如在鑄件厚壁處進行局部冷卻,以實現(xiàn)順序凝固。