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1、压力铸造压力铸造简称压铸，在一定压力作用下使熔体填充型腔，铝铸件组织致密、力学性能高、尺寸精密、加工余量小等。根据压力高低可大体分为低压铸造与高压铸造两类，后者的模具费用较高，特别适合于汽车铸造品的大批量生产，效率高，总的费用相当低。目前几乎全部轿车变速器壳、离合器壳、水泵壳、化油器壳、转向机壳等都为铝合金压铸件。
压铸工艺的主要参数是压射力、比压、熔体填充速度、填充时间、保压时间、熔体温度和模具温度。由于熔体在高温、高速、高压下填充型腔，不可避免地会卷入气体，所以研发出了一批新的工艺，如真空压铸法、充氧压铸法、低速充填压铸法“精速密”压铸法(又称Acurad法即acurate，rapid，dense)、低速中压填充(NDC)铸造法等，它们都是无孔隙压铸新工艺。因此，应根据压铸件特点科学地控制工艺参数，合理地设计和制造铸型(包括浇注系统、溢流排气系统、铸型冷却系统、模具加热及平衡控制系统)，选用合适的涂料及喷涂技术。压铸时铝熔体温度比合金熔点高40℃~100℃；模具温度和热平衡是实现优质铸造至关重要的条件，对于一般压铸件，以取出压铸件铸型型腔表面温度为合金熔点的40%左右。
真空压铸法抽气管的真空度为22kN/㎡~27kN/㎡，在0.15、内达到4kN/㎡的负压。真空压铸件品质取决于真空度高低，通常压铸件经T6处理后含气量在0.1mL/(100gAl)以下。充氧法生产的压铸件的含气量约0.05mL/(100gAl)，仅为普通压铸法的1/10，而其Al2O3含量约为普通压铸件的3倍，但是以微细的(1μm)Al2O3粒存在，产品仅有少量的微孔隙，耐压性能良好。
低速充填压铸法铝熔体的浇注速度为1m/s左右，为常规压铸速度的1/20、1/60。压铸件的壁厚必须大于6mm，形状也不宜复杂。Acarad法的基本原理可归结为：控制压型冷却，大截面浇口，慢填充速度，双冲头压射活塞。NDC法采用螺旋浇注法，铝熔体沿压射壁的螺旋浇道注入，空气不易混入熔体中，填充速度低，时间是传统压铸法的20倍；由于在加压下凝固，组织致密，辅以适当热处理，可以大大提高铸件的力学性能；可以生产需要砂芯成型的工件，铸件耐压，气密性好，日本广泛采用此法生产轿车空压机机体、摩托车气缸盖、车轮、排气21的发动机缸体。
2、金属型低压铸造
这种压铸法是介于金属型铸造和压铸之间的一种工艺，铝熔体在压力作用下沿升液管从设在底部的一二个浇口填充型腔，并从远离浇口的地方开始凝固，逐步向浇口扩展。这种“顺序凝固”状态同金属型铸造完全相同，不同的是低压铸造一般不设冒口补缩，因而对铸件形状和结构有一定的要求。
低压铸造时铝熔体的利用率比金属型铸造的高得多，可达85%~90%，而金属型铸造仅40%~60%，且产品的力学性能较高，致密性也更好，不过它的废品率较高，生产过程也复杂一些。
3、科斯沃斯(Cosworth)法
科斯沃斯法是英国科斯沃斯研究发展公司与GKN联合公司于20世纪70年代中期研发的，是一种砂型低压铸造工艺，在汽车与航空器产业中获得广泛应用，其典型产品为发动机缸体、缸盖等。该法铝熔体利用率高达80%一90%，而砂型及金属型工艺的仅有约55%，其铸件废品率只有2%~4.5%，而金属型及-工艺的却高达5%~10%，有时甚至更高一些。
该工艺生产的铸件尺寸精确稳定，铸件尺寸在100mm以内时，偏差为±0.15mm，小于300mm时为±0.20mm，小于800mm时为±0.25mm，类似罐体、罐盖等铸件的加工余量仅为1.5mm~2mm，可以取消粗加工；铸件组织致密、力学性能高，气孔率一般为0.01%~0.001%，而传统工艺生产的铸件的可高达0.1%，铸件的伸长率至少比传统砂型铸造的高一倍以上；铸件内部不含杂质夹杂，因而铸件表面品质有很大改善，一般表面粗糙度Ra为(5.3±10.7)μm。
科斯沃斯工艺的另一主要特点是消除了铝熔体在输送与浇注时发生的紊流，通常也不需用熔剂进行净化处理，也不需要添加晶粒细化剂。为了减少吸入气体与形成杂质夹渣，在保温炉上方有保护气体通入装置。
另外，压铸铝件的热处理连续地进行，铸件挂于推杆式悬链的专用挂具上，悬链从装料点输送到直线型淬火槽和时效炉，卸下之前先在叶片式抛丸机内进行最终抛丸清理。铸件的热处理周期(固溶处理与人工时效)为6h~8h，比传统砂型铸件的短2h~4h。此外，铸件还有良好的淬透性，淬火后几乎不发生变形。
为了提高合金的强度性能和可铸性、降低生产成本，科斯沃斯研究与发展公司研制成一种具有性能好的廉价的再生铝合金—O2合金，是一种Al-Si(10%~12%)-Cu(3%)系合金。这种共晶型合金有良好的顺序凝固性能，不会因凝固范围宽发生树枝状晶体间隙补缩困难问题，即使铸件内有气孔产生，也不会形成使两侧面有渗漏通道的相连气孔。
科斯沃斯工艺主要用于生产无缺陷、质量轻的高强度铸件，能够满足更为复杂的气缸盖生产的需要。现代汽车为了提高效率、降低油耗，发动机结构在向多气门方向发展，因此，气缸盖铸件不但更加复杂，而且对其致密性的要求也越来越高。砂型低压铸造工艺是生产这类铸件的有效工艺之一。
4、气化模铸造
气化模铸造工艺是20世纪50年代后期出现的一种新铸造方法。汽车轻量化所需的一些铝铸件如气缸盖、进气管等是用砂芯成型的，但大批生产中制芯和清理都很麻烦，而采用气化模铸造，既不需要砂芯，也简化了清理，因而此法在汽车铸件生产中获得广泛应用。
气化模铸造工艺的主要工序是用泡沫聚苯乙烯制成样模，通常称其为泡沫塑料模，将样模组装和上涂料之后放入砂中造型，然后进行浇注。样模在铝熔体热量作用下气化，所占空间由铝熔体填充，冷却后即获得与样模形状和尺寸相同的铸件。
气化模具以聚苯乙烯为原料加入3%~8%发泡剂在80℃~100℃下预发泡等多道工序制成的。气化模铸造工艺与传统砂型铸造、金属型低压铸造和压力铸造工艺在理念上有很大不同，其主要特点是：
(1)不分模，不起模，不用型芯，铸件易清理；
(2)可用无粘结剂的型砂，易回收，处理简便；
(3)铝压铸件中夹砂及非金属夹杂物少，内在品质高；
(4)生产工艺简便，通用性强，可高度机械化与自动化，易实现批量生产，设备投资省，有利于降低生产成本；
(5)可生产复杂的零部件，机械加工量少，铸件质量可减轻10%~30%；
(6)操作简便，不需要高级技术工人，对环境污染少，生产环境友好。
5、低压铸造工艺在中国汽车铸造产品的应用
在汽车铝铸件生产中，低压铸造工艺获得了广泛的应用，中国88%以上的车轮是用此法生产的，用此法铸造的-零件气缸体、气缸盖、曲轴箱、增压器叶轮等等。
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发布时间:2021-11-21 03:59 点击:223