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铝合金重力铸造综述
铝合金重力铸造综述
.概述： 4
.铝合金铸件金属型重力铸造工艺技术 5
铝合金铸件金属型铸造工艺设计 5
铸件浇注位置 5
浇冒系统 5
砂芯的定位方式 6
模具工作温度 6
模具的结构设 在很大程度上着眼于控制铸件的凝固，实现顺序凝固的铸件，可消除 缩松、缩孔，保证铸件的致密性，提高铸件的质量，降低废品率。因 此，铸件浇注位置是铸造工艺设计首先考虑的重耍环节。
浇冒系统：
铸件浇冒系统设计决定铸件内、外质量。
浇注系统的设计要求：（a）所确定的内浇道位置、形状应符合铸 件的凝固原则或补缩方法。（b）使铝液流动平稳，避免严重紊流。防 止卷入、吸收气体和使铝液过度氧化。（c）铝液进入型腔时线速度不 可过高，避免飞溅、冲刷砂芯。（d）保证型内铝液液面有足够的上升 速度，以免形成夹砂、冷隔等铸造缺陷。
浇冒系统应具有挡渣、排气和补缩功能，同时应保证铸件合理的 凝固、冷却温度场。正确、合理的浇冒系统要根据铸件不同的结构， 合理的计算直浇道、横浇道、内浇道间的截面积比，通过计算机模拟 可直观地预测铸件凝固过程温度场，显示铸件可能产生缩松（孔）的 危险部位，从而指导工艺设计，并通过调整浇冒系统结构和尺寸、金 属型结构、控制冷却速度或调整涂料层厚度等手段调节温度场、消除 铸造缺陷。如采用底注式浇注的汽车发动机铝缸盖的毛坯，尽管采取 在上部设置几乎超过铸件重量的大冒口和底部强制通水冷却的工艺措 施也难以调整合理的顺序凝固的温度场，难以消除底部内浇口周围过 热而造成的缩松缺陷。通过试验，将铝液从缸盖顶部冒口处直接注入， 铝液经过陶瓷过滤网净化后进入型腔，这种顶注式的铸造方式保证了 铸件合理的冷却梯度，即自下而上的顺序凝固方式，使铸件上部的冒 口真正的起到了对铸件补缩的作用，消除了缩松缺陷，缸盖成品率显 著提高。英国Foseco公司曾对两种浇注方法做过详细的研究和对比试 验工件，并称后者为DYPUR法。该法使型简化、紧凑，节省铝液，铸 件成品率高。采用该法即使由于铝液有较高落差造成的少量夹杂缺陷， 对铸件的力学性能和气密性影响也不大。当然，浇冒系统的开设位置、 结构和尺寸大小除考虑铸件凝固温度场外，还需兼顾型复杂程度，金 属液充型是否平稳，是否具有挡渣和排气等功能。
砂芯的定位方式：
砂芯的定位是指主要的芯头部分，对芯头的要求主要是固定砂芯， 使砂芯在模具中有准确的位置，并能承受砂芯重力及浇注时铝液对砂 芯的浮力。使之不被损坏；芯头应能及时排出浇注时所产生的气体至 模具外面。同时要考虑下芯方便，芯头应有适当的间隙和拔模斜度。 ：
模具各部分的温度差异对铸件冷却的温度场有着重要的作用。对 于铸件局部厚大的部位，在模具的相应位置设置水冷和风冷系统，是 为了保证该区域保持正常的工作温度，提高生产效率，同时消除过热， 保证正常的冷却温度场。此外，对于局部厚大热节部位还可镶嵌热导 率高或蓄热量大的金属嵌块或调节涂料层厚度和涂料种类以保证铸件 形成合理的冷却温度梯度，消除局部缩松（孔）缺陷。
模具的结构设计：
（a）模具各部分之间的限位要合理。（b）砂芯的定位要尽量设计在 固定模块上，以保证铸件尺寸的精度。（c）要在芯头的适当位置加抽 气、排烟系统，以使浇注过程中砂芯所产生的气体很好的排出；在不 影响铸件形状的情况下，可做部分敞开式芯头定位。（d）在模具的适 当位置设置冷却系统，以满足铸件的凝固要求。（e）根据模具材料的 要求计入缩尺和配合间隙。（e） 一般模具上抽模块用的油缸要加冷却 装置，避免烘烤模具或浇注过程中油缸过热而损坏。
铝合金浇注温度、浇注速度：
浇注温度对铸件质量有很大的影响。浇注温度低，金属液黏度大， 流动性差，充满铸件型腔比较困难，铸件容易产生冷隔、浇不足、气 孔、夹渣等缺陷。浇注温度太高，金属液液态收缩增大，含气量较多， 因而铸件易产生缩孔、缩松、晶粒粗大、气孔、粘砂、裂纹及严重氧 化等铸件缺陷。适宜的浇注温度要根据合金的成分和铸件的重量、壁 厚、复杂程度等因素综合考虑确定。
浇注速度是指浇注时充型的时间长短。较高的浇注速度，可使金 属液迅速充满型腔，减少氧化，铸件各部分温度均衡，有利于同时凝 周。但过高的浇注速度，易引起冲砂，型腔内的气体不能及时排出， 易产生气孔等。较低的浇注温度，增大铸件各部分的温差，有利于定 向凝固，实现冒口补缩，消除铸件缩孔等。但金属液与空气接触时间 过长，氧化加重，温度降低，易产生夹渣、粘砂、冷隔、浇不足等缺 陷。
因此在生产中要根据铸件的结构和技术要求，适当的选折浇注温 度和浇注时间，也可借助于计算机模拟技术先确定相应的范围作为指 导，尽而在工艺调试过程中进行调整，获取正确的数据。
铝合金金属型设计及材料