低壓鑄造方案

作者：溫州互利模具有限公司來源：http://www.3655y.cn 更新時間：2023-8-21 11:04:04 點擊次數(shù)：

低壓鑄造方案

低壓鑄造品的設(shè)計基本要求是將壁厚整體平均化，或是將壁厚的分布考

慮容易實現(xiàn)方向性凝固的地方。也就是說對于澆口而言，斷面從小到大逐漸變化是產(chǎn)品設(shè)計的必要條件，因此如果產(chǎn)品的性能上無法進行這種設(shè)計時最好避開使用低壓鑄造法。在氣缸頭、氣缸體、輪轂等產(chǎn)品中普及使用這種鑄造法的第一理由就是形狀上容易達到方向性凝固。

鑄造方案還算比較單純，充分考慮鑄件整體的方向性凝固和澆口周圍的冒口效果的澆口位置、大小、數(shù)量的設(shè)定也是非常必要的。澆口的位置應(yīng)該是鑄件整體的最大壁厚部位，并且要設(shè)在從熔湯前方和上方可能達到方向性凝固的部位。因產(chǎn)品形狀、大小等原因澆口數(shù)量有所差異，但通常是1-4個。在遠離澆口的位置如果壁較厚冒口無法到達時，有時也加上無頂冒口或過渡橋（圖5-2）。但是目前的水冷氣缸頭的形狀變得復(fù)雜，要想達到理想的壁厚分配是非常困難的，方案上對這些問題進行為維持方向性凝固的嚴格的溫度控制和條件管理等，根據(jù)情況還可以在成為熱點的部位進行空氣、水等的冷卻或埋入冷鐵。

澆口的截面積對于防止熔湯亂流以便更好地充填模具空間而言是非常重要的因素。最小截面積a的公式如下：

a=W´10-2/[T´m´Υ´（2´g´H）1/2] (1)

a=澆口的最小截面積

W=鑄件的重量（kg）

T=從澆口處開始的澆鑄時間（S）[充填時間]

m=熔湯的比重（2.4~2.5）

Υ=電阻系數(shù)（0.3-0.4）

g=重力加速度（9.8m/s2）

H=壓力頭(m)（熔湯面到產(chǎn)品上端的高度）

在圖5-3中a部截面做成圓形是較理想的，但事實上由于產(chǎn)品形狀的限制經(jīng)常是不得不做成不規(guī)則的形狀。在這種情況下為了防止該部分的過冷，最小截面積最好應(yīng)是澆口附近產(chǎn)品壁厚的2倍以上。澆口的高度h比較低時可以得到較大的因澆口處熱量提供和加壓而引起的補縮效果，而且也容易實現(xiàn)方向性凝固，但這是防止氧化物的濾渣網(wǎng)的固定部位，由于因鑄造條件的變動引起澆口長度的變化，因而一般情況下考慮30-40mm較多。

（2）模具結(jié)構(gòu)上特征

低壓鑄造模具的澆口在下面，如圖5.4所示，下型部分通過給湯管與保持爐連結(jié)，所以不能使用擠壓結(jié)構(gòu)，而采用把鑄件放在上型或橫型里的方法，下型的溫度很高，因此拔模斜度需要比其它模具做得大一些。

模具內(nèi)部的空氣、砂芯產(chǎn)生的氣體需要充分考慮分型方法和排氣道等，應(yīng)該在盡量減少隨著熔湯充填而產(chǎn)生的背壓的情況下排出去。如果背壓高到影響加壓速度時，會產(chǎn)生熔湯流動不良、表面縮孔等，因此希望控制在0.002Mpa以下。

關(guān)于凸臺、加強筋、葉片等形狀的部位，可以考慮嵌入式排氣孔插入模具。在分型面和平面部設(shè)計排氣槽，再加上排氣孔、拉深加工等手段盡量做到排氣良好的設(shè)計。排氣例見圖5-5。另外砂芯產(chǎn)生的氣體量較大、時間也較長，可以在模具結(jié)構(gòu)上設(shè)計確定的排氣路線，追加吸引機構(gòu)。

3.2 保持爐

圖5-6顯示了目前實用使用的3種類型。

鐵坩鍋爐

這是實用化早期的爐型，操作簡單，因此目前仍大量使用，但由于鐵慢慢熔解會增加熔湯鐵的含量，所以必須定期（1個星期）進行涂層處理。另外，它不適合用于高純度合金的鑄造。

石墨坩鍋爐

由于不能對石墨坩鍋直接施加壓力，因此這是一種對爐子整體加壓的構(gòu)造。由于腐蝕少，所以可以連續(xù)用90-120天左右。但缺點是用鈉進行改良處理時，坩鍋的壽命會變短。

耐火材料爐

這種爐的使用隨著鑄件的大型化、1模多個的推進而逐步增大了。因為氣密室整體構(gòu)成了爐體，所以容積大（700-1000kg），熔湯的補充次數(shù)少。連續(xù)使用時間長，鑄造條件穩(wěn)定，熱源有加熱熔湯面的輻射式加熱器和保護管浸入熔湯直接加熱的浸泡式加熱器兩種。

浸泡式加熱器耐火材料爐由于是用浸泡式加熱器直接加熱熔湯，與輻射式耐火材料爐相比，熱效率高出40%以上，電力消耗少，熔湯溫度變化非常小，控制適應(yīng)性高。因為空氣溫度較低，所有氧化物的產(chǎn)生也較少。目前因為加熱器管的壽命、維護保養(yǎng)的不方便及成本高等問題影響了使用的普及程度，但從節(jié)省能源的觀點來看今后會很快地普及使用的。但是由于采用耐火材料爐與采用鐵坩鍋相比，從熔湯表面和坩鍋傳來的熱量變得非常少，模具溫度分布會發(fā)生變化，上下模具之間的溫差坡度也變小，因此有必要開發(fā)適合這種設(shè)備的鑄造方案。

3.3給湯管

這是將熔湯從保持爐引向模具的管子，截面積是Æ80-Æ120mm左右的圓或

橢園形。以前是以鑄鐵表面加上涂料的為主，但因燒損會增加熔湯鐵的含量，

給湯管自身的壽命變短，所以最近陶瓷制的給湯管逐漸成為主流。但是成本高、抗熱沖擊性能差、異形截面形狀成形難等是需要探討的課題。

關(guān)鍵詞：低壓鑄鑄 低壓鑄造模具 鑄造方案

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