低壓鑄造是使液體金屬在壓力作用下充填型腔，以形成鑄件的一種方法。由于所用的壓力較低，所以叫做低壓鑄造。其工藝過程（見圖1）是： 在密封的坩堝（或密封罐）中，通入干燥的壓縮空氣，金屬液2在氣體壓力的作用下，沿升液管4上升，通過澆口5平穩(wěn)地進(jìn)入型腔8，并保持坩堝內(nèi)液面上的氣體 壓力，一直到鑄件完全凝固為止。然后解除液面上的氣體壓力，使開液管中未凝固的金屬液流坩堝，再由氣缸12開型并推出鑄件。 ? 圖1 低壓鑄造的工藝示意圖 1一保溫爐2一液體金屬3一坩堝4一升液管5一澆口6一密封蓋7一下型8一型腔9一上型 10一頂桿11一項桿板12一氣缸13一石棉密封墊 低壓鑄造獨特的優(yōu)點表現(xiàn)在以下幾個方面： 1． 液體金屬充型比較平穩(wěn)； 2． 鑄件成形性好，有利于形成輪廓清晰、表面光潔的鑄件，對于大型薄壁鑄件的成形更為有利； 3． 鑄件組織致密，機(jī)械性能高； 4． 提高了金屬液的工藝收得率，一般情況下不需要冒口，使金屬液的收得率大大提高，收得率一般可達(dá)90％。 此外，勞動條件好；設(shè)備簡單，易實現(xiàn)機(jī)械化和自動化，也是低壓鑄造的突出優(yōu)點。 低壓鑄造工藝設(shè)計 低壓鑄造所用的鑄型，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，非金屬鑄型多用于單件小批量生產(chǎn)，如砂型，石墨型，陶瓷 型和熔模型殼等都可用于低壓鑄造，而生產(chǎn)中采用較多的還是砂型。但低壓鑄造用砂型的造型材料的透氣性和強(qiáng)度應(yīng)比重力澆注時高，型腔中的氣體，全靠排氣道和 砂粒孔隙排出。 為充分利用低壓鑄造時液體金屬在壓力作用下自下而上地補(bǔ)縮鑄件，在進(jìn)行工藝設(shè)計時，應(yīng)考慮使 鑄件遠(yuǎn)離澆口的部位先凝固，讓澆口最后凝固，使鑄件在凝固過程中通過澆口得到補(bǔ)縮，實現(xiàn)順序凝固。常采用下述措施： 1． 澆口設(shè)在鑄件的厚壁部位，而使薄壁部位遠(yuǎn)離澆口； 2． 用加工裕量調(diào)整鑄件壁厚，以調(diào)節(jié)鑄件的方向性凝固； 3． 改變鑄件的冷卻條件。 對于壁厚差大的鑄件，用上述一般措施又難于得到顧序凝固的條件時，可采用一些特殊的辦法，如在鑄件厚壁處進(jìn)行局部冷卻，以實現(xiàn)順序凝固。 低壓鑄造工藝 低壓鑄造的工藝規(guī)范包括充型、增壓、鑄型預(yù)熱溫度、澆注溫度，以及鑄型的涂料等。 （1）充型和增壓 升液壓力是指當(dāng)金屬液面上升到澆口，附所需要的壓力。金屬液在升液管內(nèi)的上升速度應(yīng)盡可能緩慢，以便有利于型腔內(nèi)氣體的排出，同時也可使金屬液在進(jìn)入澆口時不致產(chǎn)生噴濺。 （2）充型壓力和充型速度 充型壓力Pa是指使金屬液充型上升到鑄型頂部所需的壓力。在充型階段，金屬液面上的升壓速度就是充型速度。 （3）增壓和增壓速度 金屬液充滿型腔后，再繼續(xù)增壓，使鑄件的結(jié)晶凝固在一定大小的壓力作用下進(jìn)行，這時的壓力叫結(jié)晶壓力。結(jié)晶壓力越大，補(bǔ)縮效果越好，最后獲得的鑄件組織也愈致密。但通過結(jié)晶增大壓力來提高鑄件質(zhì)量，不是任何情況下都能采用的。 （4）保壓時間 型腔壓力增至結(jié)晶壓力后，并在結(jié)晶壓力下保持一段時間，直到鑄件完全凝固所需要的時間叫保壓時間。如果保壓時間不夠，鑄件未完全凝固就卸壓，型腔中 的金屬液將會全部或部分流回批捐，造成鑄件“放空”報廢：如果保壓時間過久，則澆口殘留過長，這不僅降低工藝收得率，而且還會造成澆口“凍結(jié)”，使鑄件出 型困難，故生產(chǎn)中必須選擇一適宜的保壓時間。 （5）鑄型溫度及澆注溫度 低壓鑄造可采用各種鑄型，對非金屬型的工作溫度一般都為室溫，先特殊要求，而對金屬型的工作溫度就有一定的要求。如低壓鑄造鋁合金時，金屬型的工作溫度一般控制在200～2500C，澆注薄壁復(fù)雜件時，可高達(dá)300～3500C。 關(guān)于合金的澆注溫度，實踐證明，在保證鑄件成型的前提下，應(yīng)該是愈低愈好。 （6）涂料 如用金屬型低壓鑄造時，為了提高其壽命及鑄件質(zhì)量，必須刷涂料；涂料應(yīng)均勻，涂料厚度要根據(jù)鑄件表面光潔度及鑄件結(jié)構(gòu)來決定。 ? 低壓鑄造設(shè)備 低壓鑄造設(shè)備一般由保溫爐及其附屬裝置，鑄型開合系統(tǒng)和供氣系統(tǒng)三部分組成。按鑄型和保溫爐的連接方式，可分為頂鑄式低壓鑄造機(jī)和側(cè)鑄式低壓鑄造機(jī)兩種類型。 （1）保溫爐及附屬裝置 它由爐體、熔池、密封蓋和升液管等所組成，是低壓鑄造機(jī)的基本部分。保溫爐的爐型很多，如焦炭爐，煤氣爐，電阻爐，感應(yīng)爐等。但目前廣泛使用的是電阻加熱爐，其次是電熱反射爐。 （2）供氣系統(tǒng) 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(guān)鍵，這個控制完全由供氣系統(tǒng)來實現(xiàn)。根據(jù)不同鑄件，不同鑄件的要求，供氣系統(tǒng)應(yīng)可以任意調(diào)節(jié)，工作要穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)要使維修方便。 特殊低壓鑄造工藝 低壓鑄造對一些特殊結(jié)構(gòu)或特殊性能要求的鑄件，難以滿足時，就在低壓鑄造的基礎(chǔ)上，發(fā)展出一些特殊低壓鑄造工藝。 （1）壓差法低壓鑄造 有些鑄件的內(nèi)部質(zhì)量要求高，希望在較高的壓力下結(jié)晶，但一般低壓鑄造時的結(jié)晶壓力不能太大。因而發(fā)展出壓差法低壓鑄造。其工藝過程是將電阻保溫爐和 鑄型全部進(jìn)行密封，在密封罩內(nèi)通人壓力較大如500kPa的壓縮空氣，這時由于鑄型與增鍋內(nèi)部的壓力相等，金屬液不會上升，然后金屬液向上補(bǔ)充50kPa 壓力，金屬液就會上升充填型腔。同時鑄型內(nèi)的金屬液也在高壓下結(jié)晶凝固。這種方法使鑄件得到較致密的結(jié)晶組織，提高了鑄件的機(jī)械性能。據(jù)資料介紹這種工藝 與一般鑄造方法相比，使鑄件強(qiáng)度提高約25％，延伸率提高約50％。但設(shè)備較龐大，操作麻煩，只有特殊要求時才應(yīng)用。 （2）真空低壓鑄造 對薄壁或復(fù)雜的大型鑄件，采用前述的低壓鑄造工藝，也難以滿足時，采用真空低壓鑄造就容易解決。它的裝置與壓差法低壓鑄造基本相似。在澆注前先將型腔中的氣體抽出再進(jìn)行澆注，這時澆注速度可以提高，不會產(chǎn)生氧化夾雜和氣孔等缺陷。