低壓鑄造加壓條件

作者：溫州互利模具有限公司來源：http://www.ihqstar.cn 更新時間：2023-8-14 14:47:15 點擊次數(shù)：

低壓鑄造加壓條件

給湯管和爐床間的距離如果太短的話，在加壓時熔湯的流動會出現(xiàn)亂流，因此一般而言要確保不影響熔湯使用量的200mm左右。最后為了防止從熔湯表面吸收氫氣，對作為加壓氣體使用的空氣要進行除濕處理。

鑄件的缺陷及其對策

低壓鑄造與重力金型鑄造法、砂型鑄造法比較類似，表5.3中顯示了低壓鑄造中具有代表性的缺陷和原因及其對策。卻顯得原因并不僅限于一個，而常常是多個因素綜合影響的。因此在考慮對策時需要從模具方案、鑄造條件開始進行充分的調(diào)查，用定量的數(shù)據(jù)明確找出原因。

特別是在批量生產(chǎn)中鑄造條件的微妙變化都會產(chǎn)生影響，因此也需要注意除了可以定量化的溫度條件外，還必須仔細調(diào)查模具排氣、上涂料、熔湯品質(zhì)的變化等。下面列舉兩個氣缸頭中具有代表性的改善不良事例。

低壓鑄造例1：進氣道壁壓力泄漏對策

壓力泄漏是從澆口上的進氣道壁厚處上端的縮孔引起的。如果達到了方向性凝固，那么凝固是從產(chǎn)品上端外圍向澆口處開始的，不會產(chǎn)生縮孔。但是由于某些鑄造條件的變化，四周的熱傳導變差，在圍著砂芯的該部位處凝固的方向出現(xiàn)反轉(zhuǎn)，出現(xiàn)了縮孔。

低壓鑄造關(guān)于鑄造條件和出現(xiàn)缺陷的關(guān)系，經(jīng)過調(diào)查，明確了如果澆口部溫度和熔湯溫度低過一定范圍的話就容易出現(xiàn)缺陷的事實。作為對策和解決辦法，要保持良品溫度范圍，穩(wěn)定鑄造條件。為了擴大良品范圍要在鑄造方案和材料兩方面來考慮對策

柴油機氣缸頭與汽油機的相比，下臺面的機械性熱負荷高，因此必然要求是疏松氣孔少的致密組織和高機械性能。小型轎車的氣缸頭從鑄鐵向鋁合金發(fā)展，所以對高排氣量的發(fā)動機也開始了能否適用的試驗。

在我國鋁合金氣缸頭主要采用低壓鑄造法，把澆口開在下型面，為了保持模具溫度凝固速度當然變慢，因此即使對組織進行熱處理，機械性質(zhì)也不會有太大的提高。到目前為止為了解決這些問題，采用了諸如TIG焊接的局部強化、重力鑄造中的下臺面冷卻等方法。在低壓鑄造中雖是比較難的問題，但可以根據(jù)鑄造方案的改變（階梯式澆口）和鑄造條件的控制來改善組織和強度，實現(xiàn)批量生產(chǎn)。

顯示了改善解決前后的鑄造方案，以前的方案是基本的氣缸頭的鑄造方案，但為了促進方向性凝固，對上型和進氣橫型進行了冷卻。對此為了減少氣孔量，在改善方案中加了對下型面的急冷，同時也保持了前方案的方向性凝固。

特別是對下型進行充分的冷卻是非常必要的，所以在改善方案中確保了冷卻水的流量、壓力和進行了嚴格的溫度控制。澆口周圍做成砂型，確保了充分的澆口截面和熱量，另外用澆口部橫型的加熱器進行保溫控制，冷卻上型和反澆口側(cè)的橫型從而達到對澆口的方向性凝固。

但是由于大量使用冷卻，也因模具溫度低、模具間溫差大出現(xiàn)了一些問題（如型芯燒成氣體難以排出、熔湯流動性差、模具涂料壽命短、型芯位置精度偏差大等）。所以目前是采用1模1件在生產(chǎn)。

中顯示了兩種方案鑄造條件的不同之處，表5.6是組織、機械性質(zhì)的對比。其中1是指氣孔量宏觀腐蝕了特定部位，根據(jù)對擴大后的氣孔量占有率進行畫像解析而得出的定量化數(shù)據(jù)。所謂DAS是2次枝晶冒口間隔的省略，表示顯微組織的大小。DAS越小凝固速度越快。階梯式澆口方案中所有的項目都得到了提高。從表中可以看出，低壓鑄造法的薄弱處即下型面的組織和強度都得到了很大地改善，但是品質(zhì)和管理的方便程度還不如重力模具鑄造法。

技術(shù)動向及今后的課題

低壓鑄造法從被大量使用以來已經(jīng)30多年了，現(xiàn)在已確立了鋁合金鑄件的重要工作法之一的地位。特別是在氣缸頭中的作用巨大，今后低壓鑄造仍會是主流方法。

從空冷小型發(fā)動機的氣缸頭開始，到水冷化、多氣筒化、功能的擴大、DOHC化和材料重量的增加，并且形狀越來越復(fù)雜，壁厚變化也加大，鑄造的難度也逐年增加，同時為了降低成本進行生產(chǎn)性改善，考慮了1模2件、交換模具時工序改進、動模速度提高和與后處理工序的結(jié)合等，冷卻控制和加壓控制等技術(shù)也逐年提高，目前已出現(xiàn)了包括砂芯的搬運和組裝在內(nèi)的完全自動化線，這同時也從高溫作業(yè)解放出來，改善了作業(yè)環(huán)境。

根據(jù)以上內(nèi)容，可以考慮以下氣缸頭鑄造技術(shù)的課題：

提高材料強度（直噴式汽油機、柴油機氣缸頭的鋁合金化推進）

生產(chǎn)性的提高（提高控制技術(shù)、后處理線的同步化、全自動化生產(chǎn)線的推進）

其他品種少量生產(chǎn)對策（包括模具準備工序的縮減、中子造型和后處理的緊湊的生產(chǎn)線設(shè)計）

縮短開發(fā)時間技能的延續(xù)（上涂料、鑄造條件的調(diào)整等）如何對下型進行冷卻是重點，但以往的技術(shù)在低壓鑄造中很難應(yīng)用，所以認為更適合采用重力鑄造。因此例2是最大限度地發(fā)揮了低壓鑄造的優(yōu)點克服了問題點的實際例子。目前在歐美國家氣缸頭的主要鑄造法仍是重力鑄造法，所以為了擴大今后的市場必須解決這個問題。

這是隨著FA技術(shù)的進步必然要發(fā)展的問題?？紤]到鑄件的高強度化和高生產(chǎn)性化的要求，條件控制會變得比現(xiàn)在復(fù)雜，因此緊湊的自由度高的生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)可以保持綜合的高水準。

重點在于需要在設(shè)計初期階段和用戶共同開發(fā)以及積極運用CAE技術(shù)。

項是最緊迫的項目，越推進自動化和無人化，這個問題越顯得重要。由于很難定量數(shù)據(jù)化，而且與經(jīng)驗有關(guān)的項目較多，所以地道的技能教育和繼承是很重要的。同時為了達到定量化控制而進行的基礎(chǔ)研究和開發(fā)也同樣重要。

關(guān)于低壓鑄造技術(shù)以氣缸頭為中心進行了上述解釋說明，作為輕合金鑄件的主要工作方法之一，目前還只能以傳統(tǒng)產(chǎn)品為主（氣缸頭、輪轂、氣缸架等），這是因為為了滿足品質(zhì)上的要求和得到方向性凝固而受到了產(chǎn)品形狀的限制。

今后要發(fā)揮低壓鑄造法的材料消耗少、內(nèi)部品質(zhì)高等優(yōu)勢，以便能適合更多的產(chǎn)品。但是必須解決受產(chǎn)品形狀制約、生產(chǎn)性低等問題。為此第一要通過活用積極的CAE技術(shù)（凝固流動解析、應(yīng)力解析），推進與用戶的平行工程技術(shù)，以便得到最佳澆口方案和產(chǎn)品形狀。然后使用以控制技術(shù)和機器人技術(shù)為代表的自動化技術(shù)，推進模具溫度控制、鑄造壓力控制、工序自動化和準備工序的省力化等。

關(guān)鍵詞：低壓鑄造

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