低壓鑄造

低壓鑄造是將液態合金在壓力作用下由下而上壓入鑄型型腔，並在壓力作用下凝固獲得鑄件的鑄造方法。低壓鑄造的原理如圖1所示，密封的坩堝內通入乾燥的壓縮空氣或惰性氣體，藉助於作用於金屬液面上的壓力，使金屬液沿升液管自下而上通過澆道平穩地充滿鑄型，充型壓力一般為20～60kPa。當鑄件完全凝固后，解除液面上的氣體壓力，使升液管和澆道中沒有凝固的金屬液靠自重流同坩堝中，然後打開鑄型，取出鑄件。

低壓鑄造生產工藝過程包括以下四道基本工序：

1)金屬熔煉及模具或鑄型的準備。

2)澆注前的準備：包括坩堝密封（裝配密封蓋），升液管中的扒渣，測量液面高度，密封性試驗，配模，緊固模具或鑄型等。

3)澆註：包括升液、充型、增壓、凝固、卸壓和冷卻等。

4)脫模：包括松型脫模和取出鑄件。

低壓鑄造可以採用砂型、金屬型、石墨型等，充型過程既與金屬型鑄造和砂型鑄造等重力鑄造有區別，也不同於高壓高速充型的壓力鑄造，具有如下優點：

1)純凈金屬液充型，提高了鑄件的純凈度。由於熔渣一般浮於金屬液表面，而低壓鑄造由坩堝下部的金屬液通過升液管實現充型，徹底避免了熔渣進入鑄型型腔的可能性。

2)金屬液充型平穩，減少或避免了金屬液在充型時的翻騰、衝擊、飛濺現象，從而減成少了氧化渣的形成。

3)鑄件成型性好，金屬液在壓力作用下充型，可以提高金屬液的流動性，有利於形成輪廓清晰、表面光潔的鑄件，對於大型薄壁鑄件的成型更為有利。

4)鑄件在壓力作用下結晶凝固，能得到充分地補縮，鑄件組織緻密。

5)提高了金屬液的收得率，一般情況下不需要冒口，並且升液管中未凝同的金屬可迴流至坩堝，重複使用，使金屬液的收得率大大提高，收得率一般可達90%，

6)生產操作方便，勞動條件好，生產效率高，易實現機械化和自動化、

低壓鑄造也有一些缺點，裝備和模具投資較大；在生產鋁合金鑄件時，坩堝和升液錯長期與金屬液接觸，易受侵蝕而報廢，也會使金屬液增鐵而性能惡化。

低壓鑄造設備一般由主機、液壓系統、保溫爐、液面加壓裝置、電氣控制系統及鑄型冷卻系統等部分組成。

(1)主機

低壓鑄造主機一般由合型機構、靜模抽芯機構、機架、鑄件頂出機構、取件機構、安全限位機構等部分組成。

(2)保溫爐

保溫爐主要有坩堝式保溫爐和熔池式保溫爐兩種。坩堝式保溫爐有石墨坩堝和鑄鐵坩堝兩種類型。熔池式保溫爐採用爐膛耐火材料整體打結工藝，硅碳棒輻射加熱保溫，具有容量大、使用壽命長、維護簡單的特點，極利於連續生產要求，被現代低壓鑄造機廣泛採用。

保溫爐與主機的連接有固定連接式和保溫爐升降移動式兩種，可根據生產工藝要求選用。

(3)升液管

升液管是導流和補縮的通道，它與坩堝蓋以可拆卸的方式進行密封連接，組成承受壓力的密封容器。在工藝氣壓的作用下，金屬液經升液管進行充型和增壓結晶凝固；卸壓時，未凝固的合金液通過升液管回落到坩堝，因此正確設計和使用低壓鑄造升液管非常重要。

(4)液面加壓裝置及其加壓規範

在低壓鑄造中，正確控制對鑄型的充型和增壓是獲得良好鑄件的關鍵，這個控制完全由液面加壓控制系統來實現。根據不同鑄件的要求，液面加壓系統應可以在工藝參數範圍內任意調節，工作要穩定可靠，結構要使維修方便。

低壓鑄造是最早的反重力鑄造技術，20世紀40年代開始用於工業生產。如今，低壓鑄造主要用於生產銷合金、鎂合金件，如汽車工業的汽車輪轂、內燃發動機的氣缸體、氣缸蓋、活塞、導彈外殼、葉輪、導風輪等形狀複雜、質量要求高的鑄件。當採用低壓鑄造生產鑄鋼時，如鑄鋼車輪，升液管需採用特種耐火材料。低壓鑄造也可應用於小型銅合金鑄件，如管道裝置接頭，浴室中的旋塞龍頭等，該技術在國外已實現工業化生產。