低压铸造设备——提升生产效率的利器

1.低压铸造设备的基本构造

低压铸造设备一般由主机、液压系统、保温炉、液面加压装置、电气控制系统及铸型冷却系统等部分组成。

（1）主机 低压铸造主机一般由合型机构、静模抽芯机构、机架、铸件顶出机构、取件机构、安全限位机构等部分组成。

（2）保温炉 保温炉主要有坩埚式保温炉和熔池式保温炉两种。坩埚式保温炉有石墨坩埚和铸铁坩埚两种类型。熔池式保温炉采用炉膛耐火材料整体打结工艺，硅碳棒辐射加热保温，具有容量大、使用寿命长、维护简单的特点极利于连续生产要求，被现代低压铸造机广泛采用。

保温炉与主机的连接有固定连接式和保温炉升降移动式两种，可根据生产工艺要求选用。

（3）升液管 升液管是导流和补缩的通道，它与坩埚盖以可拆卸的方式进行密封连接，组成承受压力的密封容器。在工艺气压的作用下，金属液经升液管进行充型和增压结晶凝固；卸压时，未凝固的合金液通过升液管回落到坩埚因此正确设计和使用低压铸造升液管非常重要。

在设计和使用低压铸造升液管时，应注意以下事项：

1）当工艺气压作用在密封容器的金属液面上，迫使金属液在升液管内上升时，上升速度应平稳。因此，金属液在管内的流动应该处在层流状态。

2）升液管的结构与铸件重量、铸件结构及其热节的分布等因素密切相关常用的升液管结构类型可以归纳为直筒形和带锥度的两类，如图8-3所示。目前，铝合金、铜合金以及铸造件的低压铸造，特别是垂直分型的铸型，广泛使用的是直筒形升液管；但是，升液管顶部做成带一定的锥度（见图8-3a），一方面有利于金属液回流，另一方面在金属液上升时有一定的撇渣作用。

3）考虑到对铝液流动平稳性的影响，加压面积比以20～45为宜。所谓加压面积比系指有效加压面积（A埚－A管外）与升液管内圆面积（A管内）之比，即

式中，D为坩埚内径；d为升液管外径；d1为升液管内径。

4）一般升液管出口面积应大于铸件的最大热节面积，以保证铸件在结晶过程中得到充分的补缩，而铸件完全凝固后，升液管中金属仍为熔融状态。升液管出口处有电加热装置时，其截面积可以相应缩小。

5）考虑升液管长度时，其下端不宜离坩埚底部太近，一般以50～100mm为宜，因为坩埚底部往往沉积有非金属夹杂物，距离太小时容易被卷入铸型。

6）设计升液管时，应考虑清理和喷涂料的方便，所以最小内径不应小于35mm。

7）目前常用的升液管是由铸铁或无缝钢管焊接再经机械加工而成。用于浇注铸铁、铸钢件的升液管，外搪型砂，内砌耐火砖管，使用前要进行长时间烘烤，以去除耐火砖管和型砂层水分；无缝钢管制作的升液管多用于非铁合金铸件，使用前要先除锈、预热、喷刷涂料，再加热到暗红色才能使用。

图8-3 升液管结构(https://www.xing528.com)

a）带锥度的焊接升液管 b）石墨铸铁浇合的升液管 c）直筒形无缝钢管焊接升液管 d）正锥形升液管 e）铸铁升液管

8）带有保温装置的升液管，使用前也要进行除锈、喷刷涂料、预热。装入压力罐后，将加热器电源接通，使升液管出口温度达500～600℃。

9）用于浇注大批量铝合金铸件的升液管，它的中、下部浸在金属液中，要经受高温金属液的反复冲刷，涂料层容易剥落，裸露在金属液中的钢管（特别是管内壁）腐蚀严重。为提高升液管的使用寿命，可做成镶石墨内衬或石墨铸铁浇合的升液管（见图8-3b）。

10）升液管与密封盖的连接结构，根据铸件的要求可分为有加热器的和没有加热器的两种。

11）由于升液管是充型时的主要通道，所以要求升液管要有严格的气密性最好能将所要用的升液管经0.4MPa的水压试验后再使用，对不合格的升液管绝对禁止使用。

（4）液面加压装置及其加压规范 在低压铸造中，正确控制对铸型的充型和增压是获得良好铸件的关键，这个控制完全由液面加压控制系统来实现。根据不同铸件的要求，液面加压系统应可以在工艺参数范围内任意调节，工作要稳定可靠，结构要使维修方便（具体见8.1.4节）。

2.典型低压铸造机

图8-4所示为J455C型500kg低压铸造机。该铸造机是铝合金低压铸造的通用设备，可广泛应用于汽车、摩托车、仪表、纺织机械与航空航天工业中铝合金铸件的生产。该型号低压铸造机采用了多项新技术，是目前国内功能最齐全、自动化程度最高的低压铸造机。

机器由主机（包括合型机构、静模四抽芯机构、机架、安全限位机构、取件机构）、液压系统、熔池式保温炉及传动小车、装模小车、液面加压装置、电气控制系统及铸型冷却系统等部分组成。

图8-4 J455C型500kg低压铸造机

3.低压铸造机的选用

低压铸造机可分为立式低压铸造机和卧式低压铸造机两大类。立式低压铸造机和卧式低压铸造机的区别主要在于其分型方式不同。立式低压铸造机是水平分型，卧式低压铸造机是垂直分型。

在选用原则上，其共同点是都必须使生产铸件所需的开模力和抽芯力、铸件的投影面积、取下铸件时模板的开档等参数，与机器的主要技术规格相符此外，在上述几项主要技术参数都能满足的情况下，还必须考虑铸件的浇注位置。浇注位置不同，分型面则有可能不同。分型面选择好后，还应分析是水平放置还是垂直放置更有利于铸件的铸造工艺性，在此基础才能选择采用立式低压铸造机还是卧式低压铸造机。

值得指出的是：很多铸件既可以在立式低压铸造机上生产，也可在卧式低压铸造机上生产。因此，必须综合考虑工厂现有条件，并进行技术经济分析后选用。目前，国内应用立式低压铸造机较多，表8-4为国内部分厂商低压铸造机主要技术参数。

表8-4 国内部分厂商低压铸造机主要技术参数