重力鑄造向加壓鑄造方向發展

重力鑄造是金屬材料最經典的液態成形技術,普通砂型鑄造、金屬型鑄造、熔模鑄造、消失模鑄造、冷凍型鑄造等眾多的製程方法都屬於重力鑄造的範疇。由於不需要專門的設備來提供流變動力,所以,成形設備簡單,生產線投資較小,是最基本、適應性最強的一類零件成形技術。但是,由於僅靠大氣壓力驅動的流動充型、流動凝固和流動補縮,收縮缺陷難以根除,冷隔、澆不足的問題時有發生,良品率一般只有80%~90%,工藝出品率一般超不過70%。圍繞著這些問題,近年來自動化程度大幅提高的翻轉鑄造應用迅速擴大,消失模壓力鑄造和壓力冒口鑄造重力鑄造新技術開始受到重視。

  1.1翻轉鑄造(可傾斜金屬型重力鑄造)

  翻轉鑄造時,將合金液澆入水平敞口的澆口盆內,隨後將鑄型(或模具)在閉合狀態下由垂直鎖模狀態旋轉至水平鎖模狀態,使得澆冒口在上、鑄型在下,鋁水在翻轉過程逐步由澆口盆經由澆冒口進入型腔內,最後冷卻凝固成形。翻轉鑄造的充型、凝固和補縮過程實際上是在大氣壓力和液柱壓力的共同作用下完成的,與固定式重力鑄造相比,液柱壓力可以成倍提高,因而其充型能力顯著提高;凝固期間補縮的驅動力不僅是大氣壓力,還有明顯增大的液柱壓力,因此補縮效果也明顯提高,具有提高良品率和製程出品率的突出作用。

  翻轉鑄造技術早在上世紀80年代就有應用實踐,主要用於鋁合金活塞的金屬型鑄造。進入21世紀,鋁合金件的應用急速發展。與反重力鑄造技術相比,傳統金屬鑄造生產效率和製程出品率低的問題日益突出,翻轉鑄造受到了人們的重視。 2016年浙江萬豐科技開發有限公司研發了針對摩托車鋁合金輪圈鑄造生產專門設計了翻轉式重力鑄造機。 2021年南京博喬機械有限公司推出了全自動翻轉鑄造機生產線,使反轉鑄造的自動化水準大幅提高。隨著翻轉重力鑄造機械化自動化水準的提高,未來還會持續發展。

  1.2消失模壓力鑄造

  鋁合金和鎂合金消失模鑄造的顯微疏鬆較嚴重,鑄件氣密性較差,致使鑄件機械性能偏低。為了解決這些問題,在消失模鑄造技術上嫁接了加壓凝固技術,形成了一個新的鑄造技術—消失模加壓鑄造技術。此技術的基本原理是:將消失模砂箱內充氣加壓,使金屬液在氣壓下凝固成形。圖1為真空增壓鑄造法的技術原理示意圖。
圖為國內外採購者到展位參觀盛況: