差压铸造技术

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    差压铸造又称反压铸造、压差铸造。它是在低压铸造的基础上，铸型外罩个密封罩，同时向坩埚和罩内通入压缩空气，但坩埚内的压力略高，使坩埚内的金属液在压力差的作用下经升液管充填铸型，并在压力下结晶。它是低压铸造与压力下结晶两种铸造方法的结合。

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    1 基本原理与工艺过程 

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    形成金属液充型时的压力差面△P有两种方式：一种是增压法，即增加下压力筒压力，使P2＞P；形成△P 进行充型；另一种是减压法，即减少上压力筒压力，使P1＜P2而形成△P。 

    1.1 增压法 

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    压力为P0的干燥压缩空气经e阀、a阀和b阀分别同时进入互通的上、下压力筒（图1 a），当达到所需的工作压力冲P1时，上下压力筒内压力平衡，坩埚内金属液处于静止状态。关团互通阀d，使上下压力筒相互隔绝。关闭a阀，使压缩空气继续经b阀进入下压力筒，下压力筒内压力由P1增至P2（图1 b），上下压力筒间产生一个压力差△P＝P2一P1，使坩埚树锅内金属液通过升液管，经浇道进入铸型中。充型结束后，保压一段时间，使铸件在高压下凝固。凝固完毕后，打开互通阀，上下压力筒同时放气。 

    升液管中金属液靠自重流回流。因而差压铸造具有比低压铸造更理想的结晶、凝固条件。

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图1 差压铸造基本原理与工艺过程 

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    1.2 减压法 

    使上、下压力筒中同时达到工作压力P1的工序与增压法同，而后关闭a、b、d阀，使上压力筒中压力逐渐减为P2（图1 c），上下压力筒间产生压力差△P＝P1－P2，坩埚内金属液通过升液管充型。充型结束后关闭C阀。减压充型可避免上任简内铸型由于金属液充填升温，产生蒸汽和气体膨胀而影响人的变化。减压法充型时可按浇注工艺控制放气速度。

    2 铸造工艺特点 

    因差压铸造金属液是在一定压力下充型，故带来一系列有利于获得优质铸件的因素:1）可获得最佳的充型速度；2）可获得最优质的充型金属液，可避免外来夹杂物进入型内；3）可获得致密的铸件；4）同获得无针孔、少针孔的铸件；5）铸件尺寸精度与表面质量改善，不会引起铸型的变形或使铸件表面机械粘砂；6)可提高铸件力学性能，与低压铸造相比，差压铸造的铸件材料的抗拉强度可提高10~50％，伸长率可提高25~50％；7)能用气体作为合金元素，高压下能提高气体溶解度，故可往一些合金（如钢）中溶入N2，提高合金强度和耐磨性能。

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    3 应用范围 

    差压铸适除了可用砂型外，也可用金属型。单件、小批量生产时可用砂型，生产批量大时，可用金属型。铸件重量可从小于1kg至100kg以上。目前国内最大铸造直径540mm、高度890mm、壁厚8～10mm的大型复杂薄壁整体舱铸件。可铸造的合金有铝合金、锌合金、镁合金、铜合金，还有铸钢。生产的铸件有电机壳、阀门、叶轮、气缸、轮毂、坦克导轮、船体等。在压力铸造机上生产受投影面积或壁厚限制的铸件均可用差压铸造法生产。差压铸造技术还可应用到注塑机上生产泡沫塑料结构件，通过发泡剂的加入量和压力控制生产出不同厚度的表面致密层。