世界500强公司低压铸造工艺及流程培训

1、低压铸造低压铸造主讲人：李跃山2006年3月第一节第一节 概述概述 第二节第二节 低压铸造工艺设计低压铸造工艺设计 第三节第三节 低压铸造工艺低压铸造工艺 第四节第四节 低压铸造设备低压铸造设备 第五节第五节 特殊低压铸造工艺特殊低压铸造工艺 课程大纲课程大纲第一节第一节 概述概述 定义：低压铸造是使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。 充填方向是自下而上。工艺原理从本质上说，是一种低压强与低速度的充型铸造方法。充型压强0.020.05MPa，充型时间为4.5-16秒。而简称为“压铸的“高压铸造，其充型压强一般在30MPa70MPa的范围，

2、充型时间为秒。 工艺过程见图1：在密封的坩埚或密封罐中，通入枯燥的压缩空气，金属液2在气体压力的作用下，沿升液管4上升，通过浇口5平稳地进入型腔8，并保持坩埚内液面上的气体压力，一直到铸件完全凝固为止。然后解除液面上的气体压力，使升液管中未凝固的金属液流回炉内或坩埚，再由气缸12开型并推出铸件。 图1 低压铸造的工艺示意图1一保温炉2一液体金属3一坩埚4一升液管5一浇口6一密封盖7一下型8一型腔9一上型10一顶杆11一项杆板12一气缸13一石棉密封垫低压铸造的优点 浇注压力和速度可调，适应各种铸型、合金浇注压力和速度可调，适应各种铸型、合金和铸件大小；和铸件大小；底注式平稳充型，无飞溅、气体卷

3、入和型壁底注式平稳充型，无飞溅、气体卷入和型壁冲刷等弊病，铸件合格率提高；冲刷等弊病，铸件合格率提高；压力下结晶，组织致密，轮廓清晰，外表光压力下结晶，组织致密，轮廓清晰，外表光洁，少切削或零切削，机械性能高，对薄壁洁，少切削或零切削，机械性能高，对薄壁件铸造尤其有利；件铸造尤其有利；节省补缩冒口，金属利用率高达节省补缩冒口，金属利用率高达90-98%；劳动强度低，劳动条件好，容易数控自动化。劳动强度低，劳动条件好，容易数控自动化。低压铸造的缺点 低压铸造工艺与所有的充型工艺都一样，必须解决铸造工艺必然出现的相变收缩问题，也就是说，其铸造工艺系统中，必须设有补缩的工艺措施，否那么，铸件的缩孔缩

4、松缺陷，必然是100%存在的；设备本钱高，首期投入大。第二节第二节 低压铸造工艺设计低压铸造工艺设计低压铸造所用的铸型，有金属型和非金属型两类。金属型多用于大批、大量生产的有色金属铸件，非金属铸型多用于单件小批量生产，如砂型，石墨型，陶瓷型和熔模型壳等都可用于低压铸造，而在生产中我们采用的较多的还是金属型。为充分利用低压铸造时液体金属在压力作用下自下而上地补缩铸件，在进行工艺设计时，应考虑使铸件远离浇口的部位先凝固，让浇口最后凝固，使铸件在凝固过程中通过浇口得到补缩，实现顺序凝固。常采用下述措施：1浇口设在铸件的厚壁部位，而使薄壁部位远离浇口； 2用加工余量调整铸件壁厚，以调节铸件的方向性凝固

5、；3改变铸件的冷却条件。 对于壁厚差大的铸件，用上述一般措施又难于得到顺序凝固的条件时，可采用一些特殊的方法，如在铸件厚壁处进行局部冷却，以实现顺序凝固。 金属型不透气，而且无退让性，易造成铸件浇缺乏、开裂 。因此，要注意开设排气道帮助排气；另外排气道及冒口开设的方向，尽量不要阻碍铸件的收缩，而引起产品开裂。第三节第三节 低压铸造工艺低压铸造工艺p低压铸造的工艺标准包括充型、增压、铸型预热温度、浇注温度，以及铸型的涂料等。1充型和增压 升液压力是指当金属液面上升到浇口，所需要的压力。金属液在升液管内的上升速度应尽可能缓慢，以便有利于型腔内气体的排出，同时也可使金属液在进入浇口时不致产生喷溅。

6、2充型压力和充型速度 充型压力Pa是指使金属液充型上升到铸型顶部所需的压力。在充型阶段，金属液面上的升压速度就是充型速度。 3增压和增压速度 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。 4保压时间 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保压时间。如果保压时间不够，铸件未完全凝固就卸压，型腔中的金属液将会全部或局部流回炉内，造成铸件“放空报废；如果保压时间过久，那么浇口残留过长，这不仅

7、降低工艺收得率，而且还会造成浇口“冻结，使铸件出型困难，故生产中必须选择一适宜的保压时间。 低压浇注过程 浇注前等待压力bar时间(秒) 升压浇注延时 保压 卸压 浇注后等待 浇注压力 5模具铸型温度及浇注温度 低压铸造可采用各种铸型，对非金属型的工作温度一般都为室温，无特殊要求，而对金属型的工作温度就有一定的要求。如低压铸造黄铜合金时，金属型的工作温度一般控制在：浸完石墨水后为120 左右 。 关于合金的浇注温度，实践证明，在保证铸件成型浇满的前提下，应该是愈低愈好。 6涂料石墨水 如用金属型低压铸造时，为了提高其寿命及铸件质量，必须刷涂料石墨涂层 ；涂料应均匀，涂料厚度要根据铸件外表光洁度

8、及铸件结构、大小来决定。 石墨水的作用： 1.模具降温 2. 在模具覆盖上一层石墨 石墨覆盖层作用： 1.使熔融的金属液不直接与模具接触，形成一层中间层，有得于排气。 2.减慢铜液在模具上的热扩散，有利于充型。 3.减少对模具材料的热冲击，保护模具。 4.铸件与模具不会熔接，容易脱模，且铸件不容易产生裂纹。 最重要的参数是：a) 浇注_。b) 浇注_。压力压力延时延时p工艺本卷须知而浇注压力和浇注延时又要以下因素来保证：a) 模具的_. b) 石墨槽_的高度c) 浇注_.d) 模具_. e)石墨层的_.高度高度液面液面温度温度温度温度厚度厚度f) 模具本身设计的好坏最适宜的设置值为： a) 浇

9、注压力：_,在初次试模时，为了防止铜液溢出模具，先将压力_.调低调低 b) 浇注延时：1. 薄壁件 _。 2. 厚壁件 _。在开始试模时尽量长一些 浇注的原那么是：5-7S8-16S在保证铸件浇满的情况下浇注越慢越好。_、_不产生紊流非常重要设置_的延时、和_的压力在保持延时不变的条件下，慢慢提高压力，直到产品浇满，如果还浇不满，那么必须缩短延时。尽可能长尽可能长适宜适宜平稳平稳慢速慢速最低极限延时：_。最高极限压力：_。如果超过了这个极限值浇注时就会产生紊流。产品质量就差。4.5S0.5Bar金属熔炼 金属熔炼不仅仅是单纯的熔化，还包括冶炼过程，使浇进铸型的金属，在温度、化学成分和纯洁度方面

10、都符合预期要求。为此，在熔炼过程中要进行以控制质量为目的的各种检查测试，液态金属在到达各项规定指标前方能允许浇注。 例如：分光仪测试炉液成份；做浇杯实验；做墨水瓶样等等。铜液中主要元素对产品的影响：铜Cu59.5-61：太高时1. 流动性变坏2. 压力密封性变差 3. 凝固范围增大，易产生缩松。太低时1. 容易产生热裂2. 流动性变好。铅Pb(1.0-1.6)：大于3时浇注性能变坏。很难浇注成型小于1时机械加工性能变坏，铸造性能变好。铝Al(0.5-0.7):在充型过程中减少ZnO的形成，在炉内减少锌的挥发损失。太多铝时： 1. 磨抛会变硬，变得更沾，增加硬度，2. 反而会降低流动性。 太少铝

11、时：1. 锌的消耗增加，2. 外表裂纹增加。 3. 低于0.4,晶粒细化剂失效。从理论上讲每增加0.15%的铝相当于增加了0.9%的铜。铁Fe：一般认为它是一种杂质，要尽可能低。但最小不要低于0.03%,因为低于0.03%这就意味着晶粒细化剂失效。锡Sn(小于0.2): 含量应越低越好。铁+锡：两者加起来不要超过0.35%1. 增加开裂倾向性 2. 在晶粒细化过程中有增加硬点的可能。镍Ni(小于0.2):1. 降低加工性能，加工变硬。2. 提高机械稳定性。3. 改变产品颜色，随着其含量的增多，合金会变白。砷As(小于0.02):对流动性有影响。但增加抗锌腐蚀性能如DZR材料0.09-0.12%

12、。锰Mn(小于0.01) 在金属液中无太大的影响。硅Si(小于0.01):提高铸造性能，减少压力密封性能。但由于它的锌当量系数为10，所以它对炉液的成份有相当大的影响。硼B4-14PPM:有晶粒细化、提高磨抛性能及改善流动性的作用。太多时：有增加硬点的危险。 太少时：1. 不会起得好的细化效果。2. 铸造性能差即流动性差3. 增加裂纹倾向4. 增加收缩倾向 请注意下面的事项：1、石墨水温度：40-602、模具浸完石墨水后的温度120 3、水的填充：最好是软化水。4、适宜的浓度：16-22%5、每天检测浓度，使之在一个稳定的范围。6、防止砂子和油性物质掉进水中。7、使用一定时间后更换。大约600

13、小时，视具体情况可缩短有效的升液管清理每隔大约半小时需清理一次，升液管变小会严重影响浇注产品质量。请问：升液管口径变小，升液管口径变小，产品浇注情况？产品浇注情况？第四节第四节 低压铸造设备低压铸造设备 低压铸造设备一般由保温炉及其附属装置，铸型开合系统和供气系统三局部组成。按铸型和保温炉的连接方式，可分为顶铸式低压铸造机和侧铸式低压铸造机两种类型。1保温炉及附属装置 它由炉体、熔池、密封盖和升液管等所组成，是低压铸造机的根本局部。保温炉的炉型很多，如焦炭炉，煤气炉，电阻炉，感应炉等。但目前广泛使用的是电阻加热炉，其次是电热反射炉。2供气系统 在低压铸造中，正确控制对铸型的充型和增压是获得良好

14、铸件的关键，这个控制完全由供气系统来实现。根据不同铸件，不同铸件的要求，供气系统应可以任意调节，工作要稳定可靠，结构要使维修方便。第五节第五节 特殊低压铸造工艺特殊低压铸造工艺 低压铸造对一些特殊结构或特殊性能要求的铸件，难以满足时，就在低压铸造的根底上，开展出一些特殊低压铸造工艺。 1压差法低压铸造 有些铸件的内部质量要求高，希望在较高的压力下结晶，但一般低压铸造时的结晶压力不能太大。因而开展出压差法低压铸造。其工艺过程是将电阻保温炉和铸型全部进行密封，在密封罩内通人压力较大如500kPa的压缩空气，这时由于铸型与增锅内部的压力相等，金属液不会上升，然后金属液向上补充50kPa压力，金属液就会上升充填型腔。同时铸型内的金属液也在高压下结晶凝固。这种方法使铸件得到较致密的结晶组织，提高了铸件的机械性能。据资料介绍这种工艺与一般铸造方法相比，使铸件强度提高约25，延伸率提高约50。但设备较庞大，