壓鑄新技術(shù)之真空低壓鑄造法

1簡介

真空鑄造是使用通風(fēng)鑄模的工藝。 熔化的金屬依靠空氣壓力流入鑄模，然后清除空氣，形成真空。 這種鑄造方法主要用于具有精巧細(xì)節(jié)的小零件或珠寶。

2真空造模

真空造模是一種物理造模法，它將真空技術(shù)與砂模鑄造結(jié)合，靠塑料薄膜將砂模的模穴面和背面密封起來，借助真空泵抽氣產(chǎn)生負(fù)壓，造成砂模內(nèi)、外壓差使模砂緊固成型，經(jīng)安放砂心、合模、澆鑄，等待鑄件凝固后，解除負(fù)壓或停止抽氣，模砂便隨之潰散而獲得鑄件。根據(jù)目前所應(yīng)用的領(lǐng)域主要可分為真空密封造模(V法)和實(shí)型真空鑄造(FV法)。其優(yōu)點(diǎn)為：

(1)適度的真空度，模穴緊實(shí)度高，鑄件品質(zhì)也高。

(2)真空鑄造配合計(jì)算機(jī)的模流分析仿真，可以預(yù)測鑄造缺陷的產(chǎn)生，對于造模方案的設(shè)計(jì)，能大幅節(jié)省時間，提高生產(chǎn)效率。

3真空澆鑄

真空澆鑄大致可區(qū)分為真空吸鑄、真空低壓鑄造、真空差壓鑄造三種：

1、真空吸鑄

將鑄模置于密閉的容器內(nèi)，抽出鑄模內(nèi)空氣，使鑄模內(nèi)造成一定的負(fù)壓，導(dǎo)致金屬液吸入模穴。當(dāng)鑄件的內(nèi)澆道凝固后，去除負(fù)壓，令豎澆道內(nèi)未凝固的金屬液流回熔池中。其優(yōu)點(diǎn)是提高了合金液的充型能力，吸鑄鑄件的最小壁厚可達(dá)0.2mm，同時鑄件面積300mm2，同時減少氣孔、夾渣等缺陷。適用于生產(chǎn)薄而精細(xì)的小型精密鑄件，鑄鋼(含不銹鋼)件尤宜。其優(yōu)點(diǎn)為：

(1)真空吸鑄有利于鑄模中氣體的排除，抑制亂流及卷氣的產(chǎn)生，克服了低壓鑄造和差壓鑄造的弊端，使金屬液的充型能力明顯提高。

(2)由于真空吸鑄時，充型能力的提高，金屬液的澆鑄溫度可以比重力澆鑄時低20～30℃。

(3)可澆鑄壁厚相差大、薄壁、質(zhì)量要求高的鑄件。

(4)透過選擇合適的真空度變化率，控制金屬液進(jìn)入模穴的速度，就可以獲得平穩(wěn)的充填效果。

2、真空低壓鑄造

真空低壓鑄造法是在加壓充型的過程中對鑄模抽真空，充型完后保壓使鑄件在恒定壓力下結(jié)晶凝固，鑄件得到充分補(bǔ)縮，因而鑄件組織致密，力學(xué)性能提高。此法多用于Al，Mg合金鑄件的精密鑄造。其優(yōu)點(diǎn)如下：

(1)真空負(fù)壓的存在，可以使模砂得到緊實(shí)，增大鑄模的強(qiáng)度。

(2)適度提高真空度，使充型時間變短，不但充型速度加快而且平穩(wěn)。

(3)真空低壓鑄造可以在低溫時加快鋁合金的流動性，避免高溫澆鑄造成的鋁合金吸氣現(xiàn)象，而增大了鑄件的針孔缺陷。

(4)鑄件成形性好，有利于形成輪廓清晰、表面光潔的鑄件及大型的薄壁鑄件。

(5)鑄件組織致密，機(jī)械性能高。

(6)一般情況下不需要冒口，使金屬液的成品率大大提高，通常可達(dá)90%。

(7)工作環(huán)境好、設(shè)備簡單，有助于機(jī)械化和自動化。

3、真空差壓鑄造

真空差壓鑄造，主要是是將電阻保溫爐和鑄模全部進(jìn)行密封，在密封罩內(nèi)通入壓力較大如500kPa的壓縮空氣，這時由于鑄模與坩鍋內(nèi)部的壓力相等，金屬液不會上升，然后在金屬液面上補(bǔ)充50kPa壓力，金屬液就會上升充填模穴。尤適于生產(chǎn)復(fù)雜薄壁鑄件，但設(shè)備較龐大，操作麻煩，只有特殊要求時才應(yīng)用。其優(yōu)點(diǎn)如下：

(1)與傳統(tǒng)的重力鑄造和真空吸鑄相比，真空差壓鑄造在1mm厚的薄片試樣上體現(xiàn)了很好的充型能力。

(2)鑄件有較致密的結(jié)晶組織與機(jī)械性能，在鑄件強(qiáng)度性能上，比真空吸鑄和重力鑄造約提高20%～25%，延伸率則提高約50%。

(3)真空壓鑄能有效減少壓鑄件的氣孔，提高鑄件的密度1%以上。