電磁噴射反重力UFO

反重力鑄造概述

低壓鑄造是液體金屬在壓力（一般為氣體壓力） 作用下，完成充型及凝固過程而獲得鑄件的一種鑄造 方法。由于作用的壓力較低（一般為2070kPa）， 故稱為低壓鑄造。

低壓鑄造可生產(chǎn)的鑄型可使用砂型、金屬型、 熔模殼型、石膏型、及石墨型等，可生產(chǎn)鋁合金、銅 合金、鐵合金等材質(zhì)的鑄件。

反重力鑄造原理

低壓鑄造分為5個階段，合型、升液階段、沖型階段、凝固階段、頂出。

低壓鑄造的工藝規(guī)范包括壓力、增壓速度、鑄型預熱溫度、澆注溫度，以及鑄型的涂料等。

低壓鑄造的鑄型有金屬型和非金屬型兩類。金屬型多用于大批、大量生產(chǎn)的有色金屬鑄件，非金屬鑄型（如砂型、石墨型、陶瓷型和熔模型殼等）多用于單件小批量生產(chǎn)，生產(chǎn)中采用較多的是砂型，要求造型材料的透氣性和強度應比重力澆注時高。

反重力鑄造特點

1)澆注壓力和速度便于調(diào)節(jié)，適于不同材料的鑄型；

2)充型平穩(wěn)，對鑄型沖擊小，可有效控制卷氣和夾渣，防止合金氧化，有效克服鋁合金針孔缺陷；

3)便于實現(xiàn)順序凝固，以防止縮孔和縮松；

4)鑄件的表面質(zhì)量受鑄型材料影響較大；

5)一般情況下不需要冒口，使金屬液的收得率大大提高，一般可達90%；

6)勞動條件好，設(shè)備簡單，設(shè)備費用比壓鑄低，易實現(xiàn)機械化和自動化。

反重力鑄造工藝流程

反重力鑄造工藝包括澆注位置的選擇、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、冒口和冷鐵的合理使用以及最佳工藝參數(shù)的確定等內(nèi)容。

1、鑄件的澆注位置及澆注系統(tǒng)

反重力鑄造中，鑄件凝固時主要通過澆口補縮。因此，確立澆注位置時，應使鑄件的凝固順序朝著澆口方向進行。通常，將鑄件的薄壁位置置于遠離澆口位置，讓金屬液從厚壁處引入。為使鑄件厚壁位置的熱分布合理，可采用分散澆口，直接利用內(nèi)澆口進行補縮。

2、冒口和冷鐵

冷鐵常與冒口或澆注系統(tǒng)配合使用，以加強冒口或澆口的補縮，但也可單獨使用，用來加快鑄件局部熱節(jié)處的冷卻速度，保證鑄件整體的順序凝固。

3、反重力鑄造工藝參數(shù)的確定

1) 升液管直徑的確定 確定時，首先要考慮鑄件重量預計充型時間和充型速度，然后確定對升液管的流量要求，再根據(jù)充型速度和流量要求計算升液管的直徑;其次，從保證鑄件的順序凝固所要求的熱平衡角度來考慮。升液管要便于壓力傳遞，有利于補縮，金屬液充型時，不產(chǎn)生紊流，清理和噴刷涂料方便。升液管的材料根據(jù)合金的種類及對鑄件質(zhì)量的要求確定，對于普通鋁合金鑄件，采用鋼管或鑄鐵管即可;合金對含鐵量要求比較高時，可采用鈦合金或或陶瓷升液管。

2) 充型壓力的確定 充型壓力指金屬液充滿型腔所需要的壓力，其大小與鑄件的形狀高度、坩堝形狀、金屬熔化量等有關(guān)。如果坩堝的形狀、大小不變，熔化量已知，鑄件澆注量核定準確，則可比較精確地計算出充型壓力。然而，在砂型反重力鑄造中，連續(xù)澆注幾個不同的鑄件時，充型壓力的精確計算比較困難。為此，每次澆注之前，可測量坩堝內(nèi)液面距離升液管口的實際高度近似計算充型壓力。

3) 結(jié)晶壓力的選擇 結(jié)晶壓力是為鑄件結(jié)晶創(chuàng)建一個高壓條件。金屬在壓力下結(jié)晶，使晶粒細化，組織致密。結(jié)晶壓力越大，機械性能越高。但過高的結(jié)晶壓力會給反重力設(shè)備帶來困難，且鑄件強度增加很少。壓力過小，會降低反重力鑄造的擠濾及塑性變形作用，不利于補縮和抑制金屬液中氣體的析出，鑄件易產(chǎn)生疏和微觀縮孔。選擇結(jié)晶壓力時，要考慮鑄件結(jié)構(gòu)、合金的結(jié)晶特性。鑄件結(jié)構(gòu)復雜時，選擇較大的壓力;合金結(jié)晶范圍較寬時，選擇較高的壓力。

4) 升液、充型速度的確定 在升液管出口面積固定的情況下，充型速度取決于坩堝液面上的加壓速度。加壓速度分升液和充型兩個階段，金屬液由坩堝液面上升到橫澆道為升液，要求液流平穩(wěn)、緩慢，以利于型腔中氣體的排出，防止升液管出口處出現(xiàn)噴濺和翻滾，避免產(chǎn)生二次氧化夾渣。充型階段的流速需根據(jù)鑄件的壁厚大小、復雜程度和合金種類等因素確定。一般情況下，充型速度應當比升液速度略快，這樣有利于補縮，減少二次夾渣的產(chǎn)生。

5) 保壓時間 鑄型內(nèi)金屬液在壓力作用下保持到鑄件完全凝固結(jié)束的時間為保壓時間。保壓時間大體上接近鑄件凝固所需要的時間。若保壓時間過短，金屬沒有完全凝固，未凝固的金屬液通過升液管返回坩堝，鑄件得不到充分補縮，甚至不能成形，造成鑄件報廢;保壓時間過長，使?jié)部跉埩暨^長，清理困難，有時甚至會使升液管出口凍結(jié)，影響生產(chǎn)。保壓時間的長短與鑄件的壁厚、合金種類、鑄型性質(zhì)以及結(jié)晶凝固壓力有關(guān)。鑄件壁越厚、合金的結(jié)晶溫度范圍越寬，保壓時間越長。砂型反重力鑄造的保壓時間比金屬型的長。結(jié)晶凝固壓力越大，保壓時間越短。

6) 澆注溫度 一般情況下，在保證金屬液的充填和補縮能力的前提下，應盡可能使?jié)沧囟鹊鸵恍?。反重力鑄造其成型能力遠高于重力鑄造，所以，其澆注溫度應比重力鑄造低5-10°C。

反重力鑄造特點

1）充型速度可控：反重力鑄造一般用于生產(chǎn)有色合金鑄件，鑄件的成形能力和內(nèi)部質(zhì)量尤其是尺寸和壁厚對充型速度有比較嚴格的要求，充型速度可以通過計算機實現(xiàn)準確的控制。

2）成形性好、表面光潔：反重力鑄造時，金屬液是在壓力下充填成形，在工藝參數(shù)選擇合理的情況下，所獲得的鑄件輪廓清晰，對于薄壁件的生產(chǎn)，更是如此；反重力鑄造時有壓氣體充塞于砂型空隙，且在金屬液與砂型之間形成一層氣相保護層，將兩者隔開，可以減少金屬液對鑄型的熱力及化學作用，可降低鑄件的表面粗糙度。

3）鑄件晶粒細、組織致密、機械性能高：金屬液在壓力下結(jié)晶凝固，初凝枝晶在壓力的作用下會發(fā)生變形、破碎，而且冷卻速度快，因而晶粒細??；同時，壓力能提高補縮能力和抑制金屬液中氣體的析出，使疏松和微觀氣孔大為減少。所以，鑄件的機械性能得到明顯的改善。

4）可實現(xiàn)可控氣氛下澆注：反重力鑄造時，可對上室、下室或者上下室的氣氛進行控制。利用反重力鑄造澆注鋁合合鑄件時，使用除油干燥的壓縮空氣即可，但對于鎂合金，必須注意金屬液和鑄型的環(huán)境氣氛，因為鎂合金在空氣中會發(fā)生燃燒?？煽貧夥盏氖褂脩鶕?jù)鑄件質(zhì)量的要求及鑄件的輪廓尺寸等因素決定。

5）提高了金屬的利用率：反重力鑄造時，鑄件凝固收縮可以不斷地得到來自內(nèi)澆口金屬液的補縮；加之壓力的擠濾和塑性變形的作用，強化了冒口的補縮效果，冒口尺寸可相應減小甚至不需要。

6）鑄件可進行熱處理：與壓力鑄造相比，利用反重力鑄造方法生產(chǎn)鑄件時，充型速度較慢，液面平穩(wěn)，型內(nèi)氣體可以順利排出，所以，鑄件內(nèi)部的氣孔很少、甚至沒有，故可像重力鑄造成形的鑄件一樣進行熱處理。2100433B