解析砂型真空压力铸造工艺

【摘 要】本文介绍了砂型真空压力铸造工艺的发展现状，集中阐述了砂型真空压力铸造的主要工艺流程，并对砂型真空压力铸造的重点突破工艺进行了科学合理的探究，给解析砂型真空压力铸造工艺带来了积极的指导意义。

【关键词】真空压力；铸造工艺；重点突破

1.前言

随着社会经济的不断发展，传统的铸造工艺因为其铸件组织疏松、内部缺陷多等多方面的质量问题，已经不能满足人们的需求。近年来相应的科研单位对铸造工艺提出了无缺陷、高致密度等要求，传统的铸造工艺急需得到改善和优化。针对此种情况，砂型真空压力铸造新型工艺得到了不断的研发和推广。砂型真空压力铸造的原理是在真空的外在条件下进行浇筑，并在压力环境下完成凝固工作。其在工艺流程方面较于传统的铸造工艺更加的精密和复杂，但主要的流程可以分为造型、抽真空、浇铸和加压固化四个方面。下面针对砂型真空压力铸造工艺的主要流程，结合在铸造过程中突破的工艺重点与难点，谈一谈砂型真空压力的铸造工艺。

2.砂型真空压力铸造的主要工艺流程

2.1 造型

在造型方面，砂型原料应该尽量的选用拥有规范几何形状并且强度较高的特种砂，并用特定的粘接剂进行拌匀等后续工作，最后进行温度时效，并把成型后的砂型放在浇铸罐中去。此种造型方式相较于其他方式，在应用型砂造型方面有非常显著的效果，并且整个造型过程把真空浇铸与加压凝固良好的融合在一起，增强了造型的成效性。此外，因为此造型过程中砂型是在浇铸罐中完成其浇铸过程的，因此在整个浇铸过程中，砂型会经历负压与正压的双重环境，这也决定了所选用的砂型需要有较高的强度，否则在造型过程中就很容易出现局部掉砂或者塌砂等不良现象，从而出现一些不必要的缺陷。在实际的应用中，还应该通过长期的比较实验，来测定最好的特种砂与特种粘接剂，从而保证造型的质量，并且在浇铸以前还应该用专门的合模夹具进行处理，以增加砂型合模的精度与强度。

2.2 抽真空

在抽真空流程中，应该快速的将浇铸罐关闭，并启动抽气阀，在限定的时间内抽光浇铸罐内部存在的空气，在浇铸罐内制造出一个真空的环境。但整个抽真空过程不可能真正抽光浇铸罐内的全部气体，必然会有部分的气体残留，此时如果残留气体不能通畅的排放出去，就会给铸件质量带来很大的影响。因此应该设置相应数量的冒口，从而使残留空气在浇铸过程中能够从冒口处排出。而对于浇铸罐腔内结构死角所存在的残留空气则可以通过砂型良好的透气性排出。此外还应该注意的是，如果抽真空进行的时间过久，就会使得金属液在浇铸罐的温度下降，从而增加了其氧化程度。

2.3 浇铸

在砂型真空压力铸造工艺中的浇铸过程中，主要的工作是把浇铸架上存在的金属液以相对平缓与均匀的速度，倒进砂型浇口中去，待到“补缩浇冒杯”渗满以后停止。因为此过程先经历了真空环境，然后再进行浇铸，并且在浇铸过程中没有任何的传热介质，浇铸罐内气体和其产生的阻力都很小，因此就使得金属液能够有良好的流动性，并且加压过程也使得铸件也具有较大的收缩率。所以在整个浇铸过程中，还应该注意适量的补缩浇铸液，并在关键时候给予一定的补缩温度，从而避免因为补缩不够，而使得铸件产生严重的铸造缺陷。

2.4 加压固化

加压固化的过程为：快速的打开高压阀，使浇铸罐内部的压力在一定的时间内升到特定的高压状态，并辅助其中的金属液进行冷却凝固，从而保证铸件能够拥有较为致密的内部组织结构。在这之中，加压的时间是决定铸件质量的关键性因素。如果加压的时间过长，就会使得铸件因为温度不够或者补缩通道不畅等因素影响，大大降低其加压的效果。因此在加压固化铸造过程中，当压力达到一定数值的时候，应该及时的进入保压状态，从而使铸件在保压的环境中完成其固化过程，保证铸件组织的致密性。

3.砂型真空压力铸造的重点突破工艺

3.1 增强气体流动性与排气能力

在砂型真空压力铸造工艺中，其型腔的选用有很多选择。原有的石膏型或金属型，因为自身特殊的性质，一般都能够生产出表面光洁的铸件。但是石膏型或金属型在排气功能方面却不是非常的理想，甚至根本就不具备排气功能。在抽真空过程中，有很多的残留空气滞留在型腔中得不到排出，大大增加了金属液流动的阻力，从而产生了一定的缺陷。因此，石膏型或金属型一般都只能在小型薄壁铸件方面得到广泛的应用。选择砂型的铸模就能够避免此种情况的发生，增强气体的流动性与排气能力，从而提高铸件的质量。

3.2 解决铸造热裂问题

在砂型真空压力铸造的过程中，因为一些大壁厚或中大型铸件的体积过大，其具有的热容量也很大，从而也决定了其拥有较大的冷却收缩率。石膏型或金属型有很高的强度，但它们的收缩弹性也不是很理想。因此在铸造过程中，如果采用石膏型或金属型来进行真空压力铸造，那么其生产出来的铸件经常伴有裂纹缺陷，并且铸件的体积越大，这种现象也就越明显。砂型结构内部组织较为疏松，并且有较好的弹性，选择砂型为铸模，就能够成功地避兔了铸件收缩热裂现象。

3.3 增强铸件的抗腐蚀性

由于砂型组织自身的特性，砂型真空压力铸造工艺较于其他工艺有更好的机械性能。不仅如此，因为此种铸造工艺所产生的铸件一般都拥有致密性很高的特性，因此其抗腐蚀性也很理想。经过相关的科学实验发现，砂型真空压力铸造工艺所生产出来的铸件，相较于普通砂型铸造所成产出来的铸件，在抗腐蚀性方面有着天差地别。特别是砂型真空压力铸造工艺所生产出来的铸件在盐雾的环境下，能够有效的避免空气吸呼现象的发生，从而保证了铸件的使用性能。

3.4 解决普通浇铸问题

砂型真空压力铸造工艺主要是在真空状态下进行浇铸工作，相较于普通浇铸能够极大程度的较少金属液与空气的接触，从而避免金属液发生氧化，并有利于金属液中氢气的析出，增强了金属液整体的清洁，进而阻止铸件形成夹渣。真空压力的铸造方式还大大减少了型腔中的空气阻力，增强了金属液的流动性，从而减少了铸件内部缺陷的出现。此外，在整个浇铸过程中没有传热介质，就使金属液在浇铸过程中能够保持稳定的温度。便于控制铸件顺序冷却。不仅如此，砂型真空压力铸造工艺中的加压固化能够使补缩通道更加畅通，从而使得铸件在压力的作用下进行冷却凝固，形成高致密性的铸件组织，解决了普通浇铸中铸件收缩率大的问题。

4.结语

随着社会经济的进一步发展，人们对于铸造工艺的要求也会也来越多。而砂型真空压力铸造工艺作为一种新型的工艺，在未来的发展中必将有其新的意义和内涵。不仅如此，砂型真空压力铸造工艺能够充分的解决传统铸造工艺的缺点，在未来的发展中也会有更为广阔的应用前景。作为一名铸造工艺的设计人员，在当下更应该对砂型真空压力铸造工艺的核心内容进行深入的了解，积极借鉴国内外关于砂型真空压力铸造的先进技术经验，给砂型真空压力铸造工艺的发展做出自己的贡献。

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