差压铸造2012.ppt
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1、7 特种低压铸造技术11/25/2022 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11/25/202211/25/20227.1 7.1 差压铸造差压铸造 1 1 概述概述 差差压压铸铸造造(也也称称反反压压铸铸造造),是是液液态态金金属属在在差差压压作作用用下下,充充填填到到预预先先有有一一定定压压力力的的铸铸型型中中,进进行行结结晶晶、凝凝固固而而获获得得铸铸件件的的一一种种工工艺艺方方法法。是是低低压压铸铸造造和压力下结
2、晶凝固两种工艺的结合。和压力下结晶凝固两种工艺的结合。11/25/202211/25/2022 该工艺可以根据铸件形状,工艺要求和铸型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,使金属液特点,调整型腔内的压力,使金属液受控受控制地流制地流进铸型,并在不改变铸型受力状态条件下,使铸进铸型,并在不改变铸型受力状态条件下,使铸件在件在较高的压力下凝固较高的压力下凝固,生产出用其它成形方法,生产出用其它成形方法难以浇注的难以浇注的复杂、薄壁、整体铝铸件复杂、薄壁、整体铝铸件,解决了铸,解决了铸件浇注技术中的一个重大关键。件浇注技术中的一个重大关键。11/25/202211/25/20
3、221)差压铸造的工作原理 差压铸造工艺原理示意图差压铸造工艺原理示意图 11/25/202211/25/2022 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:11/25/202211/25/20222)差压铸造工艺特点 因因差差压压铸铸造造金金属属液液是是在在一一定定压压力力下下充充型型,故故带带来来一一系系列有利于获得优质铸件的因素。列有利于获得优质铸件的因素。(1)可可以以控控制制充充型型速速度度;可可以以获获得得不不同同压压差差PP充充型型速速度度,获得最佳的充型速度;获得最佳的充型速度;(2)可
4、可获获得得最最优优质质的的充充型型金金属属液液,可可避避免免外外来来夹夹杂杂物物进进入入型内。型内。(3)由由于于在在高高压压下下结结晶晶凝凝固固,因因此此铸铸件件补补缩缩条条件件改改善善,从从而而大大大大提提高高铸铸件件的的致致密密度度;铸铸件件局局部部最最薄薄厚厚度度可可达达0.250.25毫毫米,且轮廓清晰。米,且轮廓清晰。11/25/202211/25/2022(4 4)在保压期间,铸件仍处于高压状态,在在外外压压力力作作用用下下,会会产产生生微微量量的的塑塑性性变变形形,从从而而减减少少“显显微微缩缩松松”,提提高高铸铸件件的的机机械械性性能能;与低压铸造相比,差压铸造的铸件材料的抗
5、拉强度可提高10-50,伸长率可提高25-50。(5 5)在高高压压下下结结晶晶凝凝固固,又可提高气体在金属液中的溶解度,因而能能大大大大减减少少铸铸件件中中的的“气气孔孔”和和“针孔针孔”缺陷缺陷。11/25/202211/25/2022(6)铸铸件件表表面面质质量量改改善善-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。11/25/202211/25/2022铸造方法 力学性能 ZL101 ZL102壁厚 5mm壁厚 20mm壁厚 5mm壁厚
6、20mm差压铸造抗拉强度b/Mpa 171 190 190 184断后伸长率/%8.0 7.2 6.5 6.5低压铸造抗拉强度b/Mpa 171 132 168 143断后伸长率/%4.0 2.0 4.0 2.0差压铸造与低压铸造铝合金力学性能的比较11/25/202211/25/20222 2 差压铸造设备结构设计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11/25/202211/25/2022 差压铸造设备外形图11/25/202211/25/2022 差压铸造设备组成示意图11/25/202211/25/20221)压力罐设计 封头部分2)锁紧机构3)充气方
7、法 气控系统及其附属装置11/25/202211/25/20223 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要使铸件由远离浇道处先凝固,浇道最后凝固,实现铸件顺序凝固,凝固,浇道最后凝固,实现铸件顺序凝固,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。11/25/202211/25/20222)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 在保证金属液平稳充型的
8、前提下,充型要快。有利于挡渣及排气。有利于铸件实现顺序凝固。11/25/202211/25/2022(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统,对于高度大于300mm的铸件,可以选用缝隙式浇注系统。11/25/202211/25/2022 镁合金壳体类铸件差压铸造工艺 11/25/202211/25/20224)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。11/25/202211
9、/25/20224、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 0t1:充气阶段 t1t2:压力平衡阶段 t2t3:升液阶段 t3t4:充型阶段 t4t5:保压阶段 t5t6:互通阶段11/25/202211/25/2022 差压铸造加压工艺示意图 增压法增压法减压法减压法11/25/202211/25/2022 差压铸造的充气、排气特性图 增压充气特性 减压充气特性 11/25/202211/25/2022 增压法和减压法比较 增压法:从特性曲线上看出,升压曲线ab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
10、金属液上升平稳。11/25/202211/25/2022 2)工艺参数的选择 (1)充型压力差p 可按 p=HK/10200计算 (2)结晶压力 结晶压力越大,铸件越致密,铸件力学性能也越好。结晶压力和铸件结构、合金结晶特性等因素有关。(3)升液速度 为保持金属液平稳、缓慢升液。避免喷溅,升液应较慢。11/25/202211/25/2022(4)充型速度 充型速度应比升液速度快,但不宜过快,要防止二次夹杂的产生。充型速度与铸件复杂程度、壁厚、大小和合金种类有关,所用铸型种类有关。(5)保压时间 保压时间应大体与铸件凝固时间相同。保压时间与铸件大小、壁厚、合金种类及结晶压力等有关。铸件壁厚越厚,
11、合金结晶温度范围越宽,保压时间就越长。(6)浇注温度 差压铸造浇注温度比一般重力铸造可低些。铝合金,浇注温度可低3060。11/25/202211/25/20225 应用范围 差压铸适除了可用砂型外,也可用金属型。单单件件、小小批批量量生生产产时时可可用用砂砂型型,生生产产批批量量大大时时,可可用用金金属属型型。铸件重量可从小于铸件重量可从小于1kg1kg至至100kg100kg以上。以上。目目前前国国内内最最大大铸铸造造直直径径540mm540mm、高高度度890mm890mm、壁壁厚厚8 810mm10mm的的大型复杂薄壁整体舱铸铸件件。可可铸铸造造的的合合金金有有铝铝合合金金、锌锌合合金
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