重力铸造向加压铸造方向发展

  重力铸造是金属材料最经典的液态成形技术,普通砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造、消失模铸造、冷冻型铸造等众多的工艺方法都属于重力铸造的范畴。由于不需要专门的设备来提供流变动力,所以,成形设备简单,生产线投资较小,是最基本、适应性最强的一类零件成形技术。但是,由于仅靠大气压力驱动的流动充型、流动凝固和流动补缩,收缩缺陷难以根除,冷隔、浇不足的问题时有发生,良品率一般只有80%~90%,工艺出品率一般超不过70%。围绕这些问题,近年来自动化程度大幅提高的翻转铸造应用迅速扩大,消失模压力铸造和压力冒口铸造重力铸造新技术开始受到重视。

  1.1翻转铸造(可倾斜金属型重力铸造)

  翻转铸造时,将合金液浇入水平敞口的浇口盆内,随后将铸型(或模具)在闭合状态下由竖直锁模状态旋转至水平锁模状态,使得浇冒口在上、铸型在下,铝水在翻转过程逐步由浇口盆通过浇冒口进入型腔内,最后冷却凝固成形。翻转铸造的充型、凝固和补缩过程实际上是在大气压和液柱压力的共同作用下完成的,与固定式重力铸造相比,液柱压力可以成倍提高,因而其充型能力显著提高;凝固期间补缩的驱动力不仅是大气压力,还有明显增大的液柱压力,因此补缩效果也明显提高,具有提高良品率和工艺出品率的突出作用。

  翻转铸造技术早在上世纪80年代就有应用实践,主要用于铝合金活塞的金属型铸造。进入21世纪,铝合金件的应用急速发展。与反重力铸造技术相比,传统金属铸造生产效率和工艺出品率低的问题日益突出,翻转铸造受到了人们的重视。2016年浙江万丰科技开发有限公司研制了针对摩托车铝合金轮毂铸造生产专门设计了翻转式重力铸造机。2021年南京博乔机械有限公司推出了全自动翻转铸造机生产线,使反转铸造的自动化水平大幅提高。随着翻转重力铸造机械化自动化水平的提高,今后还会持续发展。

  1.2消失模压力铸造

  铝合金和镁合金消失模铸造的显微疏松较严重,铸件气密性较差,致使铸件力学性能偏低。为了解决这些问题,在消失模铸造技术上嫁接了加压凝固技术,形成了一个新的铸造技术——消失模加压铸造技术。该技术的基本原理是:将消失模砂箱内充气加压,使金属液在气压作用下凝固成形。图1为真空增压铸造法的技术原理示意图。

2022年10月25日 09:48
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