真空低压消失模铸造技术优化方案

真空低压消失模铸造技术是将负压消失模铸造方法和低压反重力浇注方法复合而发展的一种新铸造技术。该方法是将上涂料后的泡沫塑料模样埋入干砂振动紧实造型，然后将砂箱迅速和带升液管的低压浇注系统连接密封，并向坩埚炉中通入干燥的压缩空气，金属液在气体压力的作用下，沿升液管上升，进入砂箱底部浇道，同时打开消失模砂箱上的真空装置，金属液在真空和低压作用下上升使泡沫模样汽化而填充模腔，模样分解气体被真空负压抽走，浇注完成后保持压力一定时间至铸件完全凝固，解除金属液面上的气体压力，关闭真空，使升液管中的未凝固金属液流回坩埚中，推出砂箱，取出铸件。图4-19所示为真空低压消失模铸造技术工作原理图。

图4-19 低压消失模铸造工艺原理图

真空低压消失模铸造技术的特点是：综合了低压铸造与真空消失模铸造的技术优势，在可控的气压下完成充型过程，大大提高了液态合金的铸造充型能力；与压铸相比，设备投资小，铸件成本低，铸件可热处理强化；而与砂型铸造相比，铸件的精度高，表面粗糙度低，生产率高，性能好；反重力作用下直浇道成为补缩短通道，浇注温度的损失小，液态合金在可控的压力下进行补缩凝固，合金铸件的浇注系统简单有效、成品率高、组织致密；真空低压消失模铸造的浇注温度低，适合于多种非铁合金。

该新技术将真空低压消失模技术应用到铝、镁合金成形，可以解决现有反重力铸造对铸型要求高、调压方法相对复杂、液态合金浇注时易氧化的问题其工艺过程为：①将消失模铸造模样放入底注式砂箱，加入型砂振动紧实；②镁、铝合金液送入浇注炉，并通入保护性气体；③浇注炉内通入可控压力的惰性气体，在其作用下合金液进入砂箱，将消失模铸造模样汽化，实现浇注。其综合了真空消失模铸造和反重力铸造的技术优势，适用于高精度复杂的镁、铝合金铸件的规模生产。

真空低压消失模铸造的工艺特点概括如下：

1）真空低压消失模铸造，具有低压铸造与真空消失模铸造的综合技术优势，使得铝、镁合金消失模铸造在可控的气压下完成充型过程，大大提高了铝镁合金溶液的充型能力，基本消除了铝、镁合金重力消失模铸造常出现的浇不到缺陷。

2）铝、镁合金液体在可控的压力下充型，可以控制金属液的充型速度，让金属液平稳流动，避免紊流，减少卷气，这样最终的铸件可以进行热处理。

3）采用真空低压消失模铸造时，直浇道即为补缩短通道，金属液在可控的压力下进行补缩凝固，铸件的浇注系统小，成品率高。

4）整个充型冷却过程中，金属液不与空气接触，且泡沫模样的热解产物对铸件成形时的自然保护作用，消除了液态镁合金浇注充型时的氧化燃烧现象可铸造出光整、优质、复杂的铸件。(www.xing528.com)

5）与压铸工艺相比，它具有设备投资小、铸件成本低、铸件内在质量好等优点；而与砂型铸造相比，它又具有铸件的精度高、表面粗糙度低、生产率高的优势，同时可以较好地解决液态镁合金成形时易氧化燃烧的问题。

6）重力消失模铸造中，金属液的流动过程和充型速度与浇注温度及速度浇注系统、模样密度及裂解特性、涂料透气性、真空度、砂型等因素有关，充型速度不易控制，而在低压消失模铸造中，金属液的流动过程和充型速度除了与重力消失模铸造中影响因素有关外，还与充型气体的流量和压力有关，充型速度可以被控制，但其流动过程更为复杂。

图4-20所示为采用重力下浇注与反重力下浇注的镁合金零件的对比，重力下浇注产生了严重的浇不到现象。浇注成形的电动机壳体镁合金铸件如图4-20c所示，其最小壁厚约2mm。该零件采用砂型铸造工艺，其精度不高，表面粗糙度高，用普通的消失模铸造也易产生铸件浇不到等缺陷。

实践表明，如果工艺参数控制不当，真空低压消失模铸造较容易产生浸入性气孔和机械粘砂缺陷，优化铸造工艺参数和涂料性能可获得高内在质量的复杂薄壁镁合金铸件。

图4-20 采用重力下浇注与反重力下浇注的镁合金零件的对比

a）重力下浇注 b）反重力下浇注 c）电动机壳体模样及其铸件

总之，低压消失模铸造新工艺，利用低压铸造充型性能好，又能够使金属液在一定的压力下凝固，达到使铸件组织致密的目的，非常适合复杂薄壁镁（铝）合金铸件的工业化大量生产特点。因此，它是一种有潜力和优势的液态镁（铝）合金精密成型技术，在汽车、航空航天、电子等领域具有较大的实用价值。