浅析低压铸造的工艺特点

刘钦双1，刘军2，刘强3

河北省秦皇岛市中信戴卡股份有限公司

摘要：在铝合金铸件的铸造技术中，最常见的莫过于低压铸造。低压铸造为汽车的轮毂等部件提供了良好的质量保障，其不可替代的优越性已经获得了广大汽车生产商的认可。本文主要介绍了低压铸造的历史、原理、工艺特点和所需的条件，旨在为业内人士提供相应的参考。

关键词：低压铸造；工艺；特点

低压铸造法从使用至今已经有几十年的历史，尤其在铝合金铸件方面占据重要的地位。低压铸造法是一种主流方法，其功能强大，能够提高材料的强度，提升材料的性能。低压铸造是一种十分实用的铸造方法，其所铸造的铸件质量良好，而且该方法自动化程度比较高。

1、低压铸造的历史

低压铸造法有一百多年的历史，20世纪20年代，将低压铸造法应用于铝合金铸造的两个国家分别是法国和德国，不过还处于试应用阶段。到了1945年，低压制造开始大规模应用，主要是在英国生产雨水管道、啤酒容器。1958年，美国人将低压铸造法应用于汽车发动机的零件铸造上，这就是低压铸造开始大范围应用的契机。世界汽车工业开始注意到这个神奇的铸造方法，并且，该方法于20世纪50年代末引进中国。

在我国，低压铸造的使用始于1961年。当空冷气缸头的制造能够神奇被低压铸造法实现的时候，这种方法开始被人高度重视。自此，低压铸造技术开始不断在汽车行业中应用，其材料使用率非常高，尤其在铝合金铸件中，通过低压铸造技术实现的高达二分之一。通过该技术生产法的铝合金铸件质量优良，所生产的产品种类也在不断扩展。20世纪70年代，低压铸造技术开始应用于汽车轮毂生产中，到了现代，人们开始注重汽车的轻量化发展，低压铸造技术开始制造性能更好、内部品质更高、机械性质要求更加严格的零件。

2、基本原理

低压铸造的基本原理主要是通过施加压力促进熔汤进入到模具内，熔汤通过慢慢充填的方式逐渐凝固，浇口部分的凝固作为施加压力结束的时刻。这样所凝固出的铸件将十分完美。以内其凝固的方向是从浇口方向开始的，与压力不冲突，不会受到压力的干扰，自然流畅完成凝固的过程和冷却。

3、低压铸造工艺特点

低压铸造的压力和速度在浇注时可以灵活调整，这样就可以根据不同的铸件形态进行铸造。低压铸造主要采用底注式充型，这样就可以确保金属液稳定充型，还可以有效避免空间对金属液的干扰，避免铸件成型后形成质量缺陷。在压力的作用下，成型后的铸件质量高，表面光洁，具有很高的性能。同时，低压铸造大大减轻了劳动强度，环境较好，设备方便实用。与其他铸造方法相比，低压铸造存在一定的特殊性，也具备了十分鲜明的工艺特点。

3.1与普通铸造相比所具备的特点低压铸造可以采用金属型、砂型、石磨型等等，其应用范围十分广泛，所以低压铸造方法具备了许多普通铸造方法所具备的优势。低压铸造适合有色金属，也适合黑色金属，这也是许多普通铸造方法所达不到的。低压铸造的充型十分平稳，这是因为其主要采用了底筑式，所以压力和速度都可以灵活调整。在压力的作用下，金属液的凝固十分充分，利用率很高，还有较好的流动性，提高铸件的质量，越复杂的铸件越能够展现出其优势。

3.2与压力铸造相比所具备的特点

低压铸造可以进行多种类型的铸件制造，并根据实际情况灵活进行热处理，既能够进行薄壁铸件的制造，也能够进行厚壁铸件的制造，而且在铸造的过程中能够充分避开空气的干扰，得到高质量铸件，表面光滑，组织细密，气泡少。而且铸件的机械性能十分出众，种类较多，比较精细，并具备较低的成本。

3.3缺点受到浇口位置、数量的限制，以及内壁厚度的影响，产品会因此而受到一定的限制。为了充分体现金属液良好的流动性，保证在浇口处开始凝固，那么就会加大铸造周期，凝固速度也会变慢。金属液充腔时，金属液下型面的机械性能将会受到限制。

4、低压铸造所需的条件

4.1温度

熔汤的温度会受到种类和外形的影响，不过总体差异不会太大。其温度是否适合，将直接关系到产品的质量和美观程度，因此要将温度控制在合理范围内。需要注意的是，模具温度同样不能忽视。

从金属液凝固的角度来看，模具温度的分布主要是从浇口往上型方向逐渐变低，但是由于这样会延长铸造周期，影响凝固的速度，因此就要进行上型和横型的冷却。生产周期、金属液温度等方面需要仔细斟酌和调整，其会深刻影响到铸件的内部与外部质量，所以可根据实际情况加大浇口的温差，这样就能够改变现状。

4.2加压时间

加压时间主要是指金属液从充填到浇口处凝固的过程所花费的时间。加压时间可能会受到各种因素的影响，这就需要考虑到气缸头的时间，该延长的就要尽量延长，延长的依据主要就是根据重量。加压时间很容易受到温度条件的影响，如果温度稳定，加压时间也会十分稳定。

金属液的凝固时间可能会因热量的变化和温度的降低而出现不稳定的情况。因为铸件数量会不断增加，温度十分不稳定，同 时，浇口截面积减小，这样就会造成凝固时间改变，导致铸件产生质量的内部缺陷。因此一定要高度重视温度、浇口和给料管等给汤系统等因素的影响。

4.3凝固时间

凝固时间指的是从加压完毕到产品脱模的时间，铸件脱模后并不算是真正完成，而是要确保铸件不变形，保证铸件的质量。这一部分所需的时间都要加入到凝固所需的时间中。凝固时间不会花费很久，与温度有关，而且与加压时间相比，凝固的速度会更快。为了缩短凝固时间，可通过加快冷却速度的方式。

4.4加压条件

为了保证充填效果，要注意调节加压的速度，过快或者过慢都会影响填充效果和铸件质量。具体来讲，速度慢，就会引发熔汤流动性较差的问题；速度过快，产品会受到气体的干扰，形成质量缺陷。因此，调节加压的速度势在必行。由于流速会受到流路形状差异的影响，所以需要根据实际情况进行速度的控制。

5、结束语

综上所述，低压铸造技术具有很大的优势，是铝合金铸件的主流铸造技术。与其他铸造方法相比，该技术的使用范围广泛，铸件质量高，精度高，性能好，自动化程度高。低压铸造技术自问世至今已经有百年历史，其正在以更好的发展态势影响着合金铸造行业。

参考文献：

[1]吴战越,王赏,宋德宏,赵志良.浅析低压铸造的工艺特点[J].煤矿机械,2002,03:40-41.

[2]施得运,毛红奎,徐宏,薛莉.低压铸造充型工艺的国内研究现状[J].热加工工艺,2010,17:52-55+58.

[3]李平,王祝堂.汽车压铸及铸造铝合金[J].轻合金加工技术,2011,12:1-19.

[4]张宇锋,刘通,薄学.铝合金铸造新技术[J].科技经济导刊,2016,15:104.