金属型真空重力精密铸造技术的研究及在铝硅系合金铸造上的应用

总结了传统金属型铸造的特点,综合创新研发了金属型真空重力精密铸造技术,开展了真空环境中铝液流动充型和快速凝固过程的研究,并投入批量生产。生产实践证明,该技术在增加铸件致密度、强度,提高尺寸精度和金属利用率,以及减少废品和降低生产成本等各方面都有明显的优势,具有较大的推广应用价值。

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金属型真空重力精密铸造技术的研究及在铝硅系合金铸造上的应用山东科技大学材料工程研究所 (泰安山东泰安农业机械科学研究所 (泰安

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任树勇

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【摘要】总结了传统金属型铸造的特点，综合创新研发了金属型真空重力精密铸造技术，开展了真空

环境中铝液流动充型和快速凝固过程的研究∥并投入批量生产。生产实践证明，该技术在增加铸件致密度、 强度，提高尺寸精度和金属利用率，以及减少废品和降低生产成本等各方面都有明显的优势，具有较大的推矗氇…

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概述

但金属型铸造也有难以克服的缺点，如金属型设计

近年来，随着科学技术的发展，我国在铸造领域引进和自主研发了很多先进的铸件成形技术，使铸造业有了很大的进步。但同时市场对铸件的质量也提出了新的更高的要求。然而在铝硅系合金铸件的生产中，由于各种原因，传统的金属型铸造仍占有很大的比例，铸件质量得不到提高，浪费了大量的贵重金属和能源，平均产量低，竞争力差，基本上没有规模效益。普通金属型重力精密铸造，有它固有的特点，这是金属型铸造工艺被广泛使用的原因。以下简要分析其各方面的特征，以得出新型金属型重力精密铸造技术的设计思路。

制造复杂，期长，次性投资较砂型铸造大，因此铸周一件应有一定的批量。

铸件常见的缺陷类型：因金属型本身无透气性，排气道细小，且易被涂料及金属堵塞，造成排气困难，易产生气孔缺陷；金属型激冷作用大，金属液降温快，流动性和补缩性能变差，热节处易产生缩松缺陷；型腔气体在金属液剧烈加热下，急剧膨胀，充型时形成反压力，在排气不畅的情况下，更易产生气孔、冷隔和浇不足等缺陷。 因此，对金属型的设计、表面的涂料、预热温度、

二、金属型重力铸造特征分析金属型铸造生产的铸件质量优于传统砂型铸造，因此在中小型铸件特别是有色金属铸件生产中的应用较为普遍。其特点如下： ( )金属型热导性和蓄热性高，有较强的激冷作 1用，金属液在型内冷却速度快，铸件晶粒细化，组织致密，力学性能得以提高。

浇注温度、浇注速度和开型时间等工艺参数要求严格

。更显重要的是铝硅合金液柱在 10 m时，静压力只有 0r a约 27P约 006 . k a( .2 6大气压 ),为充型平稳，利于排气，普通金属型浇注系统多采用底注式，铝液在充型过程中，温度会下降很多，造成型腔内热量分布不匀，上下相差太多，上端冒1内的铝液温度最低，使铝液的流 5 1动性大幅降低，这时冒口几乎起不到补缩作用，铸件易造成缩松等缺陷。有些厂家尽量加大、加高冒 1尺寸， 5 1 以提高冒 L q的补缩能力，但因轻合金密度小，补缩效果甚微，反使工艺出品率显著降低。目前，传统的金属型铸造工艺出品率为 4%一5%,铸件合格率为 7%一 5 5 5 8%,增加了铸造成本，浪费了资源。 0

( )具有较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度。 2

( )同一铸型可反复使用，生产工序简化，效率 3高，改善了劳动条件和生产环境。 ( )影响铸件质量的工艺因素较少，工艺条件易于 4控制。

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