分析低压铸造的原理

   2020-09-01 互联网黎美容16560
核心提示:   本文中国铸造网主要为大家介绍低压铸造的原理。  低压铸造是液体金属在压力的作用下,完成充型及凝

  

    本文中国铸造网主要为大家介绍低压铸造的原理。

  低压铸造是液体金属在压力的作用下,完成充型及凝固过程而获得铸件自种铸造方法。由于作用的压力较低(一般为2060kP),故称之为低压铸造。

  低压铸造装置。铸型安放在密封坩埚的上方。坩埚中的液体金属由电阻炉进行保温。

  金属在气体压力的作用下,沿着升液管上升,从直浇道至内浇道,此时下触点因与液体金属接触,经指示灯回路接通,这一阶段称为升液阶段。随后开始了充型阶段,液体金属充填铸型,当铸型被充满时,上触点接通另一指示灯。随后在压力作用下,铸件进入凝固阶段,待铸件凝固完毕,关闭进气孔,液体金属表面上的气体压力,使升液管中尚未凝固的液体金属流回至坩埚中,然后打开铸型取出铸件。低压铸造所用的铸型可以是金属型、及熔模壳型等。

  低压铸造时,铸件形成过程的基本特点是:.根据铸件的结构特点、铸型的种类及形成过程各个阶段的要求,充填速度及压力可以在一定范围内进行调整。

  低压铸造工艺

  正确地制订低压铸造工艺是获得健全合格铸件的先决条件,根据低压铸造时铸件形成过程的基本特点,在制订工艺时,主要是确定压力的大小、加压速度、浇注温度以及采用金属型铸造时铸型的温度和涂料的使用等。

  (一)铸件形成过程各个阶段的压力和增压速度的确定

  低压铸造时,铸型的充填过程是靠坩埚中液体金属表面上气体压力作用来实现的。

  根据铸件形成过程可分为升液、充型和凝固(结晶)三个阶段,其所需的压力及增压速度也不同,现分别讨论如下。

  1.升液阶段升液阶段是指自加压开始至液体金属上升到浇口为止。在升液过程中,升液高度。将随着坩埚中金属液面的下降而增加。因此,所需的压力p,将相应地增大。 

  在升液阶段时间内,升液压力不是立即达到给定值,而是逐渐建立起来的。随着压力增大,升液管中液面升高。因此,增压速度实际上反映了升液速度。增压速度可用下式计算

  为防止液体金属自浇口进入型腔产生喷溅或涡流现象,升液速度一般不超过0.15m·s

  2。充型阶段充型阶段是自液体金属由浇口进入型腔起至充满为止。所需的充型压力随着坩埚中金属液面的下降而增大。增压速度反映了相应的充型速度。充型速度关系到液体金属在型腔中的流动状态和温度分布,因而影响铸件的质量。

  充型速度慢,液体金属充填平稳,有利于型腔中气体的排除,铸件各处的温差增大。采用砂型和浇注厚壁铸件时,可用慢的充型速度,一般控制在(0.060.07)m·s~,增压速度为(13)kPa·s一。充型速度太慢,对于形状复杂的薄壁铸件,尤其是采用金属型时,容易产生冷隔、浇不到等缺陷。

  3.凝固阶段凝固阶段是自液体金属充满铸型至凝固完毕。铸件在压力作用下凝固。这时的压力称为凝固(结晶)压力,一般应高于充型压力。因此,也有一个增压过程。

  凝固压力大则补增效果好,有利于获得组织致密的铸件。但增大压力有一定限制,例如采用砂型时,不仅影响铸件的表面粗糙度和精度,还会造成粘砂、胀砂甚至跑火等缺陷。所以,增压压力应根据具体情况而定。采用湿砂型时,一般为3.926.86kPa,干砂型则可高些。用金属型浇注厚大的铸件时,取19.6—29.4 kPa

  增压速度对于采用金属型铸造取10kPa·s。左右;对于干砂型浇注厚壁铸件为5 kPa·s~。保压时间(k)是自增压结束至铸件完全凝固所需的时问。保压进间的长短不仅影响铸件的补缩效果,而且还关系到铸件的成型,因为液体金属的充填、成型过程都是在压力作用下完成的。当浇注厚大铸件时,若保压时间太短,过早地解除密封坩埚中的压力,则可能使铸件尚未凝固部分的液体金属回流至坩埚中,结果导致铸件放空而报废。若保压时间过长,则增加浇道残留长度。这样不仅降低工艺出品率,而且由于浇道冻结,使铸件出型发生困难,并增加升液管与浇道接口处的清理工作,影响生产效率。由此可见,保压时间与铸件的结构特点、铸型的种类和合金的浇注温度等因素有关,通常通过试验来确定。

  ()浇注温度、铸型温度及涂料的使用

  低压铸造时,因液体金属的充填条件得到改善,且保温好并直接自密封坩埚进入铸型,故浇注温度一般比重力浇注低1020℃。当采用非金属铸型时,若无特殊要求,一般都为室温。采用金属型铸造铝合金铸件时,铸型的工作温度一般为200—250℃;铸造复杂的薄壁铸件,可提高到300350℃

关于涂料的使用,不论金属型或砂型,均与重力浇注相同。此外,保温坩埚也应喷涂涂料。升液管因长期沉浸在液体金属中,容易受到侵蚀。合金过热温度愈高,沉浸时间愈长,升液管损坏愈快,且铝合金熔液中含铁量增加,降低铸件的力学性能,所以,在升液管内外表面应涂刷一层较厚的涂料(一般为13mm)。喷刷时先预热至200~C左右。

 
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