低压铸造学习.pptx
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1、低压铸造低压铸造概述低压铸造工艺过程低压铸造工艺特点及应用低压铸造工艺设计低压铸造设备第1页/共64页5.1 概述 低压铸造低压铸造是液体金属在压力作用下充填型腔,以形成铸件的一种方法。由于所用的压是液体金属在压力作用下充填型腔,以形成铸件的一种方法。由于所用的压力较低,所以叫做低压铸造。力较低,所以叫做低压铸造。低压铸造最早由英国人E.F.LAKE于1910年提出并申请专利。1950年以后由于汽车工业的发展,使低压铸造工艺和设备有了一个飞跃。第2页/共64页汽车轮毂汽车轮毂由于质量要求高,本身结构又适于低压铸造,而且需求量大,因此极大地推动了低压铸造技术的发展。英国在60年代率先发展低压铸造
2、汽车轮毂,其后美国、日本、西德相继发展。1981年低压铸造汽车铸铝轮毂市场占有率仅4%,1994年扩大到40%,至2000年市场份额则扩大到了60%。第3页/共64页低压铸造的主要特点:低压,自下而上,充型平稳 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十至几百兆帕,而低压铸造为0.020.06MPa。第4页/共64页低压铸造工艺原理铸型型腔浇道密封盖进气管金属液升液管坩埚;带保温炉第5页/共64页低压铸造工艺原理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
3、8-铸型不带保温炉第6页/共64页它是向储有金属液的坩锅中通入26N/mm压力的压缩空气或惰性气体,并作用在液面上,金属液自下自下而上而上通过升液管压入铸型型腔,并保持一定的压力保持一定的压力(或适当增压)(或适当增压),直到铸件凝固为止。然后去除液面压力,升液管及浇注系统中的未凝固金属未凝固金属液又在重力作用下流回坩锅流回坩锅。低压铸造工艺原理第7页/共64页5.2 低压铸造工艺低压铸造工艺过程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
4、的金属液流回坩埚。4)打开铸型,取出铸件。第8页/共64页低压铸造动画演示第9页/共64页2023/3/15低压铸造过程:金属材料熔炼金属材料熔炼封闭炉体封闭炉体制备模具制备模具预热预热模具模具制备复合型芯制备复合型芯合模合模低压浇铸成型低压浇铸成型高压补缩、保压高压补缩、保压铸件成型后铸件成型后放气放气结结晶凝固晶凝固开型开型取出铸件取出铸件清理。清理。第10页/共64页第11页/共64页第12页/共64页第13页/共64页第14页/共64页低压铸造工艺规范 低压铸造的工艺规范包括充充型型、增增压压、铸铸型型预预热热温度、浇注温度,以及铸型的涂料温度、浇注温度,以及铸型的涂料等。(1)充型和
5、增压低压铸造的充填完全由坩埚中金属液面气体的压力实现。P=HP气体压力;H金属液上升距离;金属液重度;阻力系数。第15页/共64页升液压力升液压力当金属液面上升到浇口附近所需要的当金属液面上升到浇口附近所需要的压力。压力。升液压力反映了金属液在升液管内的上升速度。上升速度应尽可能缓慢尽可能缓慢:有利于型腔排气防止金属液喷溅第16页/共64页(2)充型压力和充型速度充型压力充型压力是指使金属液充型上升到铸型顶部是指使金属液充型上升到铸型顶部所需的压力。所需的压力。在充型阶段,金属液面的上升压速度就是充型速度。充型速度高于最小值,防止冷隔和欠铸不能过快,紊流卷气冲击铸型第17页/共64页(3)增压
6、和增压速度金属液充满型腔后,再继续增压,使铸件的结晶凝固在一定大小的压力作用下进行,这时的压力叫结晶压力。结晶压力越大,补缩效果越好,最后结晶压力越大,补缩效果越好,最后获得的铸件组织也愈致密。获得的铸件组织也愈致密。但通过结晶增大压力来提高铸件质量,不是任何情况下都能采用的。结晶压力的通常取值范围在(结晶压力的通常取值范围在(0.10.25MPa)第18页/共64页(4)保压时间型腔压力增至结晶压力后,并在结晶压力下保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持一段时间,直到铸件完全凝固所需要的时间叫保保压时间压时间。保保压压时时间间不不够够:铸件未完
7、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“放放空空”报废。保保压压时时间间过过长长:浇口残留过长,降低工工艺艺收收得得率率,造成浇口“冻结冻结”,铸件出型困难。第19页/共64页(5 5)铸型温度及浇注温度)铸型温度及浇注温度低压铸造可采用各种铸型,低压铸造可采用各种铸型,对非金属型非金属型的工作温度一般都为室温室温,无特殊要求,而对金属型的工作温度就有一定的要求。如低压铸造铝合金时,金属型的工作温度一般控制在200250 ,浇注薄壁复杂件时,可高达300350 。实践证明,在实践证明,在保证铸件成型的前提下,铸型温度愈低愈好。保证铸件成型的前提下,铸型温度愈低愈好。浇注温度
8、一般比重力铸造低浇注温度一般比重力铸造低10102020;(6 6)铸型涂料)铸型涂料采用金属型低压铸造时需涂刷涂料,目的提高铸型寿命。第20页/共64页低压铸造具体的充型工艺上端敞开的有明冒口的铸型低压充型工艺的压力曲线第21页/共64页低压铸造具体的充型工艺低压充型工艺的压力曲线湿砂型、薄壁复杂金属型件第22页/共64页低压铸造具体的充型工艺低压充型工艺的压力曲线厚壁砂型件缓慢增压结晶第23页/共64页低压铸造具体的充型工艺低压充型工艺的压力曲线金属型、石墨型急速增压结晶工艺,改善补缩效果第24页/共64页5.3 低压铸造的特点1 1、提高了、提高了铸型寿命和铸件质量铸型寿命和铸件质量低压
9、铸造既克服了重力铸造流动性差、铸件成形不良和易形成缩孔及缩松的缺点;又克服了压力铸造填充速度过快,对铸型型腔的冲刷作用大,使铸型寿命降低和易在铸件上产生气孔的缺点。第25页/共64页2 2、浇浇注注和和凝凝固固压压力力可可根根据据需需要要进进行行调调整整,由由于于填填充充压压力力适适当当,可可适适用用于于各各种种铸铸型型(金金属型、砂型等)。属型、砂型等)。3 3、有较好的补缩作用、有较好的补缩作用由于在压力作用下充型,冷凝、能对浇口起由于在压力作用下充型,冷凝、能对浇口起补缩作用;且能补缩作用;且能实现自上而下的顺序凝固实现自上而下的顺序凝固,铸件组织致密,机械性能好。铸件组织致密,机械性能
10、好。第26页/共64页低低压铸造造时铸件的凝固件的凝固过程程第27页/共64页4 4、多采用金属铸型,生产效率高、多采用金属铸型,生产效率高进行低压铸造需解决坩锅以及坩锅与铸型间坩锅以及坩锅与铸型间的密封的密封问题。当采用砂型时,铸型安装比较麻烦,生产效率低,应用较少;采用金属铸型则生产效率高,应用较广。低压铸造的铸件精度和表面质量取决于所用铸型的种类。5 5、低压铸造设备简单,投资少、低压铸造设备简单,投资少,易于实现易于实现。第28页/共64页第29页/共64页低压铸造主要缺点:升液管寿命短,升液管寿命短,且在保温过程中金属液金属液易氧化和产生夹渣。易氧化和产生夹渣。进行低压铸造需解决坩锅
11、以及坩锅与铸坩锅以及坩锅与铸型间的密封型间的密封问题。第30页/共64页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-铸型不带保温炉第31页/共64页5.4 低压铸造的应用低压铸造主要用来铸造一些质量要求高的铝合金和镁铝合金和镁合金铸件合金铸件,如气缸体、缸盖、曲轴箱和高速内燃机的气缸体、缸盖、曲轴箱和高速内燃机的铝活塞铝活塞等薄壁件薄壁件。第32页/共64页 力学性能铸造方法抗拉强度b(Mpa)断后伸长率(%)布氏硬度HBS备注 铸态热处理 铸态热处理 铸态热处理铝合金金属型铸造140180170230 708095115 金属型低压铸造170210240320 758
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