浇注系统是引导金属进入铸型的一系列通道 , 浇注系统的基本组元主要有 : 直浇道 、 横浇道和内 浇道等 。 对低压铸造而言 , 金属液是在一定的加 压过程中进入型腔的 , 设计浇注系统主要考虑的 因素是内浇口补缩 、 顺序凝固 、 结构相对比较简单 、 易于与 铸型分离等因素
在低压铸造工艺中 , 各工艺参数的确定 , 直接 影响着铸件的浇注过程和成型的过程 , 对铸件的内 在质量起着决定性的作用 , 因此如何正确合理的 设计升液和充型压力 、 充型速度 、 结晶压力 、 保压 时间等参数 ,是提高铸件质量的关键因素 。
凝固所需要的时间 。 保压时间的精确控制是保证 获得优质铸件的重要工艺因素 , 保压时间过长 , 浇 口残留部分增多 , 不仅降低金属利用率 , 而且造成 铸件取出困难 , 增加清理铸型和升液管的工作量 ; 若保压时间过短 , 铸件中尚未凝固的金属液会回 流至坩埚 , 使铸件 “中空” 报废 , 通常情况下以铸件 内浇口处无缩孔或浇口残留 40 mm 左右所需的保 压时间为宜 。 铸件的保压时间需根据铸件的壁厚 、 结构 、 合 金材料 、 浇注温度 、 模具冷却条件等多方面因素来 考虑 。 本程序保压时间采用下面的公式计算
特点将内浇口看作冒口 , 按冒口设计的三次方程 法确定内浇口尺寸 , 推导机制和计算方程式如下 :
低压铸造是介于压力铸造和重力铸造之间的 一种特种铸造方法 ,最早由英国人 Lake E F 于 1910 年提出并申请专利
鉴于以上几点 , 作者开发了一套实用的铝合 金低压铸造浇注工艺 CAD 系统 , 并成功的将其应 用于实际生产中 , 且验证了其正确性 。
加工 , 铸件精密化 、 薄壁化 、 轻量化和节能化的重 要措施 。 具有充型平稳 、 速度易于控制 ; 冲击和飞 溅小 , 氧化渣少 ; 组织致密度和力学性能高 ; 浇注 系统最简单 , 工艺出品率高 ; 适合使用的范围广等诸多 优点 。 这使得低压铸造技术发展迅速 , 并引起了人 们广泛的关注
44 30 卷 稀 有 金 属 过程中金属液的上升情况 , 如果充型速度太快 , 型 腔中的气体来不及排出 ,则会使铸件产生气孔 、 轮 廓不清晰等缺陷 , 如果充型速度太慢 , 则会使金属 液温度下降而使粘度增大 , 铸件产生冷隔或浇不 足等铸造缺陷 , 所以充型速度和充型压力的合理 准确控制是控制铸件质量的关键环节 充型速度
增压时间的确定 , 对于厚壁且有较高结晶压 力的铸件 , 增压速度一般控制在 175~350 kg・ m ・
摘要 : 基于低压铸造的基础理论 , 确定出了低压铸造浇注工艺参数 , 并根据低压铸造工艺设计流程 , 以 Windows 2000 和 AutoCAD 作为支撑软 件和系统平台 , 采用 Visual C 等软件作为开发工具 , 成功开发了低压铸造加压规范的程序 ,并绘制了加压工艺规范曲线 ; 同时 , 在低压铸 造工艺设计中进行了浇注系统模块的开发 。 此系统能方便 、 快速地计算各工艺参数 , 完成加压工艺规范及浇注系统模块的开发 , 生成友好 的人机交互式界面 。 通过实例验证 , 证明了该系统的实用性和正确性 。
件 , 采用干砂型或金属型干砂型进行低压铸造时 , 充型结束后 , 必须有一段压力保持不变的结壳时 间 , 一般为 15~30 s 。
力越高 , 铸件组织越致密 , 然而过大的压力会使铸 件产生胀箱或铸件粘砂等缺陷 , 影响铸件尺寸精 度和表面光洁度 。 本程序增压压力采用下面的公式计算
一批实用的软件 , 但有关低压铸造浇注工艺 CAD 系 统的软件开发 , 目前仍相对较少。
是合金液进入型腔直到型腔被充满这一阶段作用 在金属液上的压力 。 当铸件高度确定后 , 就可以根 据下式 来计算充型压力值 :
计 , 还能将设计的结果自动打印记录 , 绘制铸造工 艺卡、 工装图等技术文件 , 极大的缩短设计周期、 提 高生产率 , 以此来降低生产所带来的成本 , 提升产品质量。 因此 利用计算机技术改变低压铸造目前的生产设计状况 具有极为现实和重要的意义。 近年来国内外在铸造 工艺 CAD 做出了许多研究和开发
随着中国工业水平的迅速发展 , 铝合金的应用 愈来愈普遍 , 且对其铸件的质量和性能也要求越来 越高 , 这使得铝合金低压铸造技术得以加快速度进行发展 , 并在实际生产中显示了强大的生命力 。 但由于低 压铸造生产的基本工艺的完成大多数都凭借工程技术人员 的经验来进行工艺设计 , 大大消耗了人力和物力 , 削弱了生产厂商的竞争力 , 而采用低压铸造工艺
; μ 为充型阻力系数 , 一般取 1. 2 ~ 1. 5 ( 其值与型内反压 、 铸件的平均壁厚 、 充型速度
充型速度 v充 是指充型过程中 , 金属液面在型 腔中的平均上升速度 。v充 数值选择的恰当与否对 铸件的质量有直接的影响 。 充型速度反映了充型
在一定的压力下进行结晶 , 是低压铸造的特点之 一。 在低压铸造的加压规范中大多数都会有增压阶 段 , 即充型 ( 结壳) 结束后 , 在充型压力的基础上 , 再使压力增加一定数值 。 增压压力可以使金属液 在很多压力下对铸件进行补缩凝固 , 防止铸件出 现缩孔 、 缩松等铸造缺陷 , 可以使铸件不同壁厚处 的力学性能比较接近 , 并有效阻止合金中气体的 析出 , 来提升铸件致密度
口面积 , 其实就是控制金属液通过升液管出口后 的充型速度 。 可用下式来核算 : ω≤ ν
式中 ω 为金属液流在型腔中线速度 , cm・ s ; ν为 通过升液管出口的金属液体积 , cm ; F 为升液管出 口处截面积 , cm ; Z 为金属液的充型时间 , s 。 因此 , 增大升液管出口面积能有效地限制金 属液在型腔里的线速度 , 来保证低压铸造实现 平稳充型的优点 , 但在实际生产中 , 升液管的出口 面积除了要考虑上述因素外 , 还需根据铸件的特 点来决定 。
推导机制 : 冒口凝固的时间应大于或等于铸 件受补缩部位的凝固时间 。 计算方程式
金属液所需上升的高度 , cm 。 为避免金属液在充型过程中发生涡流冲刷而 混杂 气 体 , 金 属 液 的 线 速 度 应 不 超 过 1. 5 ~
式中 d 为冒口直径 ; k1 , k2 为参数系数 。 式 ( 7) 为冒口方程的通式 , 适用于各类冒口 , 只是不同形式的冒口有不同的 k1 , k2 值 。 在采用 三次方程计算冒口的方法来确定内浇道截面积后 , 再用公式核对内浇道尺寸 , 试模后 , 根据实践进行 修正 ρ ν A g = WΠ t