什么是差壓鑄造？

差壓鑄造（也稱反壓鑄造），是液態(tài)金屬在差壓作用下，充填到預(yù)先有一定壓力的鑄型中，進(jìn)行結(jié)晶、凝固而獲得鑄件的一種工藝方法。是低壓鑄造和壓力下結(jié)晶凝固兩種工藝的結(jié)合。

該工藝可以根據(jù)鑄件形狀，工藝要求和鑄型特點(diǎn)，調(diào)整型腔內(nèi)的壓力，使金屬液受控制地流進(jìn)鑄型，并在不改變鑄型受力狀態(tài)條件下，使鑄件在較高的壓力下凝固，生產(chǎn)出用其它成形方法難以澆注的復(fù)雜、薄壁、整體鋁鑄件，解決了鑄件澆注技術(shù)中的一個(gè)重大關(guān)鍵。

差壓鑄造的工作原理:

鑄型放在上壓力筒中，坩堝爐放在下壓力筒中，上下壓力筒以中隔板分開，升液管使鑄型與保溫爐相通。

   金屬液充型方法有：
1）增壓法：
2）減壓法：

差壓鑄造工藝特點(diǎn)：

因差壓鑄造金屬液是在一定壓力下充型，故帶來(lái)一系列有利于獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的因素。
（1） 可以控制充型速度；可以獲得不同壓差⊿P—充型速度，獲得最佳的充型速度；
（2） 可獲得最優(yōu)質(zhì)的充型金屬液，可避免外來(lái)夾雜物進(jìn)入型內(nèi)。
（3） 由于在高壓下結(jié)晶凝固，因此鑄件補(bǔ)縮條件改善，從而大大提高鑄件的致密度；鑄件局部最薄厚度可達(dá)0.25毫米，且輪廓清晰。
（4） 在保壓期間，鑄件仍處于高壓狀態(tài)，在外壓力作用下，會(huì)產(chǎn)生微量的塑性變形，從而減少“顯微縮松”，提高鑄件的機(jī)械性能；與低壓鑄造相比，差壓鑄造的鑄件材料的抗拉強(qiáng)度可提高10-50％，伸長(zhǎng)率可提高25-50％。
（5） 在高壓下結(jié)晶凝固，又可提高氣體在金屬液中的溶解度，因而能大大減少鑄件中的“氣孔”和“針孔”缺陷。
（6）鑄件表面質(zhì)量改善----由于壓差⊿P的可調(diào)性，因此，可以通過(guò)壓差⊿P減少“冷隔”及“機(jī)械粘砂”；
（7）可以實(shí)現(xiàn)控制氣氛澆注；
（8）便于機(jī)械化和自動(dòng)化，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少了清理工作量和改善了勞動(dòng)條件。

差壓鑄造與低壓鑄造鋁合金力學(xué)性能的比較

鑄造方法	力學(xué)性能	ZL101		ZL102
		壁厚 5mm	壁厚 20mm	壁厚 5mm	壁厚 20mm
差壓鑄造	抗拉強(qiáng)度 σb/Mpa	171	190	190	184
	斷后伸長(zhǎng)率 δ/%	8.0	7.2	6.5	6.5
低壓鑄造	抗拉強(qiáng)度 σb /Mpa	171	132	168	143
	斷后伸長(zhǎng)率 δ/%	4.0	2.0	4.0	2.0

差壓鑄造設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

差壓鑄造設(shè)備主要有三部分組成：主機(jī)，壓力控制，供氣 

                

差壓鑄造設(shè)備外形圖

1）  壓力罐設(shè)計(jì) :封頭部分
2）  鎖緊機(jī)構(gòu)
3）  充氣方法:氣控系統(tǒng)及其附屬裝置

差壓鑄造鑄件工藝設(shè)計(jì)

1）澆注位置的選擇
確立澆注位置時(shí)，要使鑄件由遠(yuǎn)離澆道處先凝固，澆道最后凝固，實(shí)現(xiàn)鑄件順序凝固，常常是將鑄件薄壁部位遠(yuǎn)離澆道，讓金屬液從厚壁處引入，與低壓鑄造澆注位置的選擇是相同的。
2）加工余量及工藝余量
對(duì)于壁厚均勻的鑄件，為了實(shí)現(xiàn)向澆口方向的順序凝固，可以采取增加加工余量，不加工平面可以采用工藝余量的辦法，使鑄件壁厚向澆道方向遞增。
3）澆注系統(tǒng)的選擇
（1）合理的澆注系統(tǒng)應(yīng)滿足的要求
① 在保證金屬液平穩(wěn)充型的前提下，充型要快。
② 有利于擋渣及排氣。
③ 有利于鑄件實(shí)現(xiàn)順序凝固。
（2）澆注系統(tǒng)的形式
一般選用底注式澆注系統(tǒng)，鋁、鎂合金鑄件常采用開放式澆注系統(tǒng)，對(duì)于高度大于300mm的鑄件，可以選用縫隙式澆注系統(tǒng)。
4）冒口與冷鐵
差壓鑄造有效地強(qiáng)化了冒口的補(bǔ)縮作用，因此，對(duì)個(gè)別厚大的熱節(jié)部位，一般只需采用暗冒口。冷鐵常和冒口、澆道配合使用，用以加快鑄件局部熱節(jié)處的冷卻速度，使該熱節(jié)部位與相鄰的連接壁同時(shí)凝固，以達(dá)到整個(gè)鑄件順序凝固的目的。

差壓鑄造澆注工藝

1）差壓鑄造澆注過(guò)程的特點(diǎn)
差壓鑄造加壓分為6個(gè)階段
0～t1: 充氣階段
t1～t2: 壓力平衡階段
t2～t3: 升液階段
t3～t4: 充型階段
t4～t5: 保壓階段
t5～t6: 互通階段

增壓法和減壓法比較

增壓法：從特性曲線上看出，升壓曲線a’b’線段性較 差，金屬液充型速度會(huì)發(fā)生波動(dòng)。
減壓法： ab段占整個(gè)曲線比例很小，非常接近直線，因此，減壓法金屬液上升平穩(wěn)。

工藝參數(shù)的選擇

（1）充型壓力差Δp
可按 p=HρK/10200計(jì)算
（2）結(jié)晶壓力
結(jié)晶壓力越大，鑄件越致密，鑄件力學(xué)性能也越好。結(jié)晶壓力和鑄件結(jié)構(gòu)、合金結(jié)晶特性等因素有關(guān)。
（3）升液速度
為保持金屬液平穩(wěn)、緩慢升液。避免噴濺，升液應(yīng)較慢。
（4）充型速度
充型速度應(yīng)比升液速度快，但不宜過(guò)快，要防止二次夾雜的產(chǎn)生。充型速度與鑄件復(fù)雜程度、壁厚、大小和合金種類有關(guān)，所用鑄型種類有關(guān)。
（5）保壓時(shí)間
保壓時(shí)間應(yīng)大體與鑄件凝固時(shí)間相同。保壓時(shí)間與鑄件大小、壁厚、合金種類及結(jié)晶壓力等有關(guān)。鑄件壁厚越厚，合金結(jié)晶溫度范圍越寬，保壓時(shí)間就越長(zhǎng)。
（6）澆注溫度
差壓鑄造澆注溫度比一般重力鑄造可低些。鋁合金，澆注溫度可低306～0℃。

差壓鑄造應(yīng)用范圍

差壓鑄適除了可用砂型外，也可用金屬型。單件、小批量生產(chǎn)時(shí)可用砂型，生產(chǎn)批量大時(shí)，可用金屬型。鑄件重量可從小于1kg至100kg以上。
       目前中國(guó)最大鑄造直徑540mm、高度890mm、壁厚8～10mm的大型復(fù)雜薄壁整體艙鑄件。可鑄造的合金有鋁合金、鋅合金、鎂合金、銅合金，還有鑄鋼。生產(chǎn)的鑄件有電機(jī)殼、閥門、葉輪、氣缸、輪轂、坦克導(dǎo)輪、船體等。

?????? 在壓力鑄造機(jī)上生產(chǎn)受投影面積或壁厚限制的鑄件均可用差壓鑄造法生產(chǎn)。