真空吸铸,半固态铸造

真空吸铸,半固态铸造第1页，课件共28页，创作于2023年2月真空吸铸分类与应用范围

真空吸铸是一种在型腔内造成真空，把金属由下而上地吸入型腔，进行凝固成形的铸造方法。

根据铸件形状特点，有两种真空吸铸法：第2页，课件共28页，创作于2023年2月真空吸铸第3页，课件共28页，创作于2023年2月真空吸铸是利用真空系统装置，在结晶器内造成负压，将熔融金属从坩埚吸入圆筒形石墨铸型或金属型中，并保持一定时间而获得铸件的方法。第4页，课件共28页，创作于2023年2月真空吸铸的基本原理是，将与真空系统连接的结晶器（即铸型），浸入金属液，抽真空使结晶器内成负压而将金属液吸入，由于结晶器壁内通有循环冷却水，所以其中的金属液实现由外向中心的顺序凝固，当凝固层达到所需尺寸时，关闭真空泵使结晶器内未凝固的金属液返回坩埚。这样就获得了筒形铸件，铸件的长度取决于结晶器的长度，厚度则取决于凝固时间。这种无芯生产筒形铸件的方法与砂型铸造、离心铸造以及连续铸造方法相比，其装备费用较低。第5页，课件共28页，创作于2023年2月（1）柱状铸件真空吸铸专用于生产圆柱、方柱状中空和实心件的真空吸铸法。生产的铸件可用来加工成螺母、螺杆、轴套、轴瓦等，大多为铜合金铸件，也可生产铝合金件、铸铁件、铸钢件。铸件最大外径可达120mm。。结晶器（即水冷金属型）1的内壁周围用水冷却，结晶器下口埋入金属液2中，其上口接真空系统，金属液在大气作用下升入结晶器内腔达一定高度，结晶器内金属液由外向中心凝固，待凝固达到所要求的厚度时，将结晶器上口接通大气，结晶器中心未凝固的金属液下落回流至坩锅中，得中空柱状铸件。

第6页，课件共28页，创作于2023年2月（2）成形铸件真空吸铸用于生产各种形状铸件的真空吸铸法，将铸型置于真空室中，型腔顶部有通气孔，型中浇注系统连接下面的升液管，升液管下端浸入金属液中。打开电磁阀，真空室与真空罐接通，在型腔内建立一定的真空度，坩锅中的金属液在大气作用下上升进入型内，凝固成形。节流阀用来控制型腔内负压的建立速度，以调节金属液充填型腔的速度。由时间继电器控制真空室内负压的保持时间，当型内内浇道凝固后，即可将真空室接通大气，升液管内金属液回流至坩锅中。也可在金属液充型时采用真空吸铸法，充完型后，增大金属液面上的压力，实现低压作用下的铸件凝固，进一步改善铸件凝固时的补缩条件。用此法可高效地生产铝合金、镁合金薄壁铸件。第7页，课件共28页，创作于2023年2月第8页，课件共28页，创作于2023年2月第9页，课件共28页，创作于2023年2月二、真空吸铸的特点和应用范围1．

真空吸铸的特点（1）由于结晶器内的空气压力小，减小了金属液在充型时的吸气倾向。（2）获得铸件的组织致密、晶粒细小、无气孔和砂眼等缺陷，使铸件的机械性能提高。（3）铸件不用浇口、冒口，减少了金属的消耗。（4）生产率高，易于实现机械化和自动化。（5）通过控制凝固时间，可以生产不同壁厚的管子。（6）不能生产形状复杂的铸件，且铸件的内表面不光滑，尺寸不易控制。由于以上特点，真空吸铸主要用来生产内燃机的铜合金轴套和铝合金锭坯。第10页，课件共28页，创作于2023年2月真空吸铸的优缺点

1）铸型自金属液中吸取金属，故浮在金属液表面的渣子，不易进入型内。

2）金属液自下而上地平稳进入空气稀薄真空条件下的型腔，不能产生卷气现象，氧化可能性也较小，又在真空条件下实现金属液的凝固。凝固过程中析出的气体也易上浮外逸，故铸件中不易形成气孔。

3）型内金属与型壁接触较紧密，金属凝固较快。柱状铸件真空吸铸时，更采用水冷薄壁金属型，铸件的凝固速度更大，故铸件晶粒细小，不易产生重度偏析。

4）可创较好的自下而上，自型壁向壁厚中心的定向凝固条件，铸件不易形成缩松。第11页，课件共28页，创作于2023年2月上述四点都可使铸件获得致密的组织，使铸件力学性能提高。如柱状铜合金铸件，与砂型铸造时比较，其强度极限可提高6%～25%，伸长率提高5%～20%；而铝合金铸件，与金属型铸造时比较，其强度级限可增大5%～10%，伸长率增大30%。第12页，课件共28页，创作于2023年2月

5）充型时，金属液在型腔内遇到的气体阻力很小，可提高金属液的充填性，生产形状复杂的薄壁铸件，如铝合金、镁合金件的最小壁厚可为1.5mm。

6）浇注系统或结晶器中粘附的金属液损失较少，故可提高工艺出品率。

7）生产过程易于机械化、自动化，生产效率高。

8）柱状铸件中空内壁不平度较大，内孔尺寸不易正确控制，故需留较大加工余量。第13页，课件共28页，创作于2023年2月铸型涂料

柱状铸件真空吸铸时，结晶器型腔工作表面上的涂料主要起润滑工作，使铸件易自结晶器中取出。一般采用在400～450℃烘烤约1h后的石墨或滑石粉，用涂刷法使涂料附着于结晶器型腔工作表面上。结晶器头部处的涂料应有好的绝热作用，以减薄该处在工作时可能粘附的金属，可用ZnO93%+水玻璃7%和适量水配制的涂料涂于结晶器的头部外表面上，涂料层的厚度约为0.5mm，并经烘烤干透牢固后使用。结晶器内工作表面上出现的浅凹坑可用石墨加机油共混的膏状物涂抹平，经烘干后使用。

成形铸件真空吸铸时，铸型型腔工作表面上的涂料随铸型材料及吸铸的金属而异，一般与重力铸造时同。第14页，课件共28页，创作于2023年2月半固态铸造生产过程第15页，课件共28页，创作于2023年2月三、半固态加工技术半固态成形原理利用非枝晶半固态金属（Semi-SolidMetals，简称SSM）独有的流变性和搅熔性来控制铸件的质量。第16页，课件共28页，创作于2023年2月第17页，课件共28页，创作于2023年2月THIXOCASTING&RHEOCASTING半固态加工技术简介第18页，课件共28页，创作于2023年2月成形装备瑞士BÜHLER公司推出的触变压铸设备第19页，课件共28页，创作于2023年2月半固态加工技术的特点几种铸造方法铸件性能比较第20页，课件共28页，创作于2023年2月便于实现高度自动化、提高生产率改善环境、生产趋于更安全显著提高了成形件的质量和可靠性半固态压铸件可以热处理（T5、T6）大大减少对成形模具的热冲击净形化成形，减少切削加工第21页，课件共28页，创作于2023年2月传统成形件与半固态成形件重量对比

第22页，课件共28页，创作于2023年2月半固态加工技术的应用现状适用于有液固共存区的合金体系，不仅有镁合金、铝合金、锌合金、铜合金等有色金属，而且也适用于钢铁等黑色金属。此外，可以制造金属基复合材料。目前已成功用于主缸、转向系统零件、摇臂、发动机活塞、轮毂、传动系统零件、燃油系统零件和空调零件等制造，另外，在军事、航空、电子以及消费品等方面也得到应用。第23页，课件共28页，创作于2023年2月汽车零件第24页，课件共28页，创作于2023年2月汽车零件（二）第25页，课件共28页，创作于2023年2月壳体及框架在电子产品方面的应用第26页，课件共28页，创作于2023年2月壳体及框架第27页，课件共28页，创作于2023年2月A356铝合金铸件的半固态压铸结果探伤检查和金相组织观察表明，铸件的内部显微组织结构均匀致密、各向同性，没有气孔、缩松等缺陷。美国采用真空压铸，废品率1