鑄造技術(shù)大型薄壁鋁合金鑄件樹脂砂型低壓鑄造設(shè)備的研究柴艷，作用下按設(shè)定工藝自下而上充型，并在壓力下凝固成形。該設(shè)備使用了自行研制的組合閥，具有良好的壓力跟蹤性能。充型速率、加壓順序和加壓時間等工藝參數(shù)均由自行研制的控制軟件精確控制。利用該設(shè)備，鑄件單件澆注重量1.8L與傳統(tǒng)的重力鑄造相比，低壓鑄造生產(chǎn)的鑄件易荻得良好的冶金質(zhì)量，組織致密，抗拉強度和延伸率高。用該設(shè)備生產(chǎn)的A357鑄件，其本體切取試樣> 320MPa，於5%，針孔度級別低。目前國內(nèi)已有幾家單位采用這種設(shè)備和工藝，生產(chǎn)出了優(yōu)質(zhì)大型薄壁鋁合金鑄件。
1：A文章編號：1000收穡日期：2004低壓鑄造生產(chǎn)的鑄件具有致密度高、易于消除縮松、針孔度等級低、晶粒細(xì)小、力學(xué)性能好等優(yōu)點，適合生產(chǎn)可靠性要求高的重要構(gòu)件11~41.由于受硬件條件和過程控制等問題的限制，低壓鑄造設(shè)備一般只能生產(chǎn)幾百公斤以下的鑄件。對某些大尺寸、重量11以上，壁厚10mm左右鑄件，鑄件冶金質(zhì)量很難控制。
因此，需要研制一種用于生產(chǎn)大型復(fù)雜鋁合金鑄件的專用設(shè)備，克服常規(guī)低壓鑄造設(shè)備的不足，實現(xiàn)大重量鑄型的輸運。另一方面，低壓鑄造成形大型鑄件的過程中，熔體的流程長，落差大，精確的液面加壓控制對鑄件質(zhì)量尤其重要。
1設(shè)備的研制研制的低壓鑄造設(shè)備主要包括6個部分：設(shè)備主體、鑄型輸運臺車、氣控系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、保溫爐和液壓系統(tǒng)。
鑄型輸運臺車和設(shè)備主體如所示。鑄型輸運臺車在液壓系統(tǒng)驅(qū)動下可以前后運動，自動升降，most大輸運重量可達(dá)60t.設(shè)備主體主要包括壓力容器和鎖緊環(huán)，液壓系統(tǒng)驅(qū)動鎖緊環(huán)密封壓力容器，保溫爐置于壓力容器內(nèi)。熔體準(zhǔn)備就緒，并鎖緊中隔板、放入升液管后，鑄型輸運臺即向上抬升，向前運動，到達(dá)極限位置后，輸運臺下降，鑄型與中隔板密封，使?jié)部谂c升液些參數(shù)可以被保存和讀取。過程監(jiān)控界面提供了一些動作按扭，操作者只要按下這些按扭即可控制整個澆注過程，如打開進氣閥和排氣閥，鎖緊中隔板和開始/停止充型過程等。界面上還可以顯示設(shè)定壓力值，壓力傳感器測得的實際壓力值，各個閥的工作狀態(tài)和壓力跟蹤曲線。如果需要測量鑄件某一位置的溫度場，充型前在該位置放置熱電偶，界面還可以顯示溫度時間曲線。
進入鑄型，充型和凝固就共存，因此，無論是在充型過程中還是在保壓過程中，保持暢通的補縮通道至關(guān)重要。另一方面，充型過程中的壓力波動很容易造成分散性縮松。和分別為兩種不同狀態(tài)下的壓力跟蹤曲線。顯然，與相比，對應(yīng)于壓力跟蹤曲線的鑄件會得到更好的冶金質(zhì)量。
由于砂型低壓鑄造中鑄型和升液管的密封比較困難，因此氣體泄漏導(dǎo)致的壓力波動是不可避免的。除了快速響應(yīng)的組合閥，高效的控制算法在低壓鑄造中也非常重要。
組合閥由數(shù)字量控制，也叫數(shù)字閥。數(shù)字閥的響應(yīng)和調(diào)節(jié)速度比氣動薄膜閥等調(diào)節(jié)機構(gòu)都要快。其兩種不同狀態(tài)之間的切換時間僅有80m/s，因此低壓鑄造系統(tǒng)具有更好的跟蹤精度。熔體平穩(wěn)地充入鑄型，有效地抑制液面的波動。
低壓鑄造設(shè)備的所有動作都由一套自行研制的計算機軟件控制。控制軟件使用Windows平臺，采用Delphi編寫。和分別為控制軟件的參數(shù)設(shè)置界面和過程監(jiān)控界面。參數(shù)設(shè)置界面提供了鑄造過程需要的各種信息，包括工藝參數(shù)、觸點使用信息、PID參數(shù)9溫度場信li工作信息和跟蹤特性參！數(shù)h所有這低壓鑄造充型過程分為五個階段：升液、充型、加-曰電控系統(tǒng)驅(qū)動氣控系統(tǒng)完成低壓鑄造充型過程。
氣控系統(tǒng)采用了自行研制的組合閥，如所示，該系統(tǒng)由8個電磁閥、8個手動閥和8個節(jié)流閥組成。因此，該系統(tǒng)可以提供256種不同的狀態(tài)，對應(yīng)256種不同的充型速率，足以完成一般的調(diào)節(jié)過程。根據(jù)具體情況，如果需要的精度更高，或控制量更大，可增加通道，則系統(tǒng)可提供更多的流量。
線性充型過程的壓力跟蹤曲線時充型過程有波動的壓力跟蹤曲線3低壓鑄造工藝由于熔體經(jīng)升液管由鑄型底部充型，凝固過程中的補縮也經(jīng)過升液管完成，所以必須盡力保證自上而下的凝固順序。如果鑄型的中間或底部先凝固，那么補縮通道就會阻塞，引起縮松缺陷。所示是典型的低壓澆注系統(tǒng)。大型構(gòu)件的低壓生產(chǎn)中，這種澆注系統(tǒng)與冷鐵配合，可使凝固過程中的補縮通道保持暢通，實現(xiàn)通過升液管的補縮，提高鑄件低壓鑄造的典型澆注系統(tǒng)的冶金質(zhì)量。
充型速度對鑄件質(zhì)量影響較大。一般情況下，充型速度取30~70mm/s.當(dāng)鑄件的平均壁厚<8mm時，充型速度取40 ~50mm/s.當(dāng)鑄件的壁厚〉10mm時，充型速度取30~40mm/s.必須指出一點，充型速度太快，易使鑄件產(chǎn)生氧化夾渣和氣孔缺陷。低壓鑄造中，在保證鑄件成形的前提下，澆注溫度可以比重力鑄造時略低，這樣也有利于提高鑄件性能。
國內(nèi)已有幾家鑄造廠采用這種設(shè)備生產(chǎn)大型重要構(gòu)件，這些構(gòu)件都需接受嚴(yán)格的檢測，如100%X射線探傷、熒光檢測和高壓滲漏試驗等。此外，這種設(shè)備也可用于殼型鑄造，成形小型薄壁鑄件（壁厚小于1mm），如石膏型和熔模鑄造。
前面提到，充型和凝固共存于低壓鑄造全過程。
低壓鑄造時，凝固過程在壓力場的作用下進行，可提高合金液的流動性，使鑄件得到充分的補縮，從而提高了鑄件的致密度；另外，一次枝晶和二次枝晶會因壓力的作用而破碎，作為外來晶核促進異質(zhì)生核，進而發(fā)揮細(xì)化組織的作用，這樣有效提高鑄件的強度和延伸率。
利用這種設(shè)備生產(chǎn)了某飛機進氣道唇口鑄件，其320MPa，3>5%（A357，T6）。
4結(jié)論使用自行研制的這種適用于大型薄壁鋁合金鑄件生產(chǎn)的樹脂砂型專用低壓鑄造設(shè)備，生產(chǎn)的鑄件most重可達(dá)1.8t鑄件組織致密，力學(xué)性能、冶金質(zhì)量優(yōu)越。整個充型過程由自行研制的軟件（使用PID +模糊控制算法）進行控制。軟件與組合閥結(jié)合使用，得到了良好的壓力跟蹤性能。與合理的澆注系統(tǒng)配合，可以充分體現(xiàn)低壓鑄造法的優(yōu)點。鑄型輸運臺車與低壓主體的分立式配套有效地解決了利用低壓鑄造技術(shù)生產(chǎn)超大型優(yōu)質(zhì)鑄件時存在的可操作性問題。
