低壓鑄造為什麼通惰性氣體

『壹』 低壓鑄造的氣缸頭中

（1）上塗料，准備模具、安裝
（2）熔解、除渣、除氣、保持爐給湯
（3）鑄造作業
（a） 裝澆口濾渣網
（b） 裝砂芯
（c） 吹空氣
（d） 合模
（e） 加壓
（f） 凝固
（g） 開模
（h） 取出產品
批量生產中的氣缸頭的工序概要，分為上塗料、准備模具等前期准備工序、熔解、熔湯處理、給鑄造機供湯的給湯工序以及鑄造作業工序等，這種工序都非常重要，不能馬虎，要維持品質關鍵是如何做到在穩定的條件下堅持管理鑄造作業。
（1） 模具的保養、上塗料
模具的保養、上塗料是指每500-700模次進行包括模具保養、保持爐和給湯管內的清掃作業，將模具的模框、嵌塊、拔模銷、排氣塊等分解後，用空氣
除去鋁渣和砂芯的燃燒剩餘物等。排氣塊的堵塞對熔湯流動性、氣孔等品質有很大影響，所以應該仔細地清除掉，而且還有必要檢查排氣孔，排氣型芯等的通氣程度。
下一個工序上塗料是以確保排氣性，減低脫模阻力，保護模具表面，確保保溫隔熱性，確保熔湯流動性等為目的。在保養結束後，將模具加熱至473K（200C）左右，用鋼絲輪刷除去表面的氧化皮後再上塗料，操作是用噴槍來進行的，但根據噴吹壓力，距離、速度、濃度、模具溫度等，其強度和粗糙度有很大區別。
在塗復雜的模具時，需要熟練地進行操作，但為了保持穩定的上塗料的效果應盡快使操作標准化，塗層厚度粗糙度等因部位不同而存差異。一般而言，產品面是0.1-0.2mm，光潔度要求高的加工基準面，燃燒室面等應用粒子細小的塗料塗0.05mm的厚度，塗料一般利用市場上的，基本構成是骨材（碳酸鈣、陶土、氧化鋁、雲母、石墨等）、粘接劑（硅酸鈉）和水等。
關於模具塗料的選擇並沒有定量的評價尺度，一般在實際產品中使用後再來決定。
（2） 熔解、熔湯處理
作為合金最普通的是AC4B、AC2B。在提出延伸率、耐腐蝕性的要求時，可以使用AC4C等，另外作為高品質化的對策同時也使用加鈉、鍶的改良處理和加鈦的微細化處理，熔湯處理除了以往的加精煉劑的脫氧處理以外，為了得到穩定的品質，使用旋轉式除氣裝置進行除氣處理的做法也日益增多。
（3） 鑄造作業
·裝澆口濾渣網
此工序的目的為了防止從給湯管進來的氧化物、砂子等雜物以及加強熔湯層流化。把做成澆口形狀的鍍鋅網（Æ0.4-0.6mm，12-14個網孔）用專用夾具固定起來。這樣做人工作業比較多，但也可以試一試進行自動化設計或給湯管內吹惰性氣體等方法。
·裝砂芯、吹氣
水道中子、氣道中子、凸輪軸室中子等，材質大多是中子砂。因形狀的復雜化、與其它部件的共用化等引起中子的增加。一般是人工作業，但由於是模具內的高溫作業，所以越來越多地採用由機器人自動安裝。包括活砂鑄型在內自動安裝進模具的方法也開始使用。脫模時因要除去裝中子時落下的砂子，所以要吹空氣。
·合模、加壓、凝固、開模、取出產品
這些工序都是在自動化、標准化的循環周期下進行運轉的。加壓力、加壓速度、加壓時間、凝固時間等各種條件要根據溫度進行調整。 （1）溫度
熔湯溫度因合金種類、產品形狀而稍有不同，但一般在680~730°C的范圍內。熔湯溫度對內部缺陷和外觀品質等有很大影響，所以實際操作時管理范圍是14°C左右。模具溫度在低壓鑄造時更顯得重要。
從方向性凝固的觀點來看模溫分布是從澆口往上型方向變低，一般而言澆口480~520°C，下型400~450°C，橫型350~400°C，上型250~350°C，但是為了改善內部品質（強化方向性凝固）、縮短鑄造周期，可以進行上型和橫型的冷卻（水冷、空冷，一般冷卻模具整體的線式冷卻比較多）。
在多個澆口的情況下，澆口間距離變近、澆口間溫度變高，使澆口和成形部位的凝固容易發生反轉。如果是由於產品形狀的限制無法修改模具方案的話，採用在澆口間加上點式冷卻，加大澆口的溫差坡度等方法也是比較有效的。模具溫度是由鑄造周期、熔湯溫度、氣氛溫度等決定的，所以在試製作階段要抓住這些條件和內部外觀品質的關系。
改善負面因素，在可能的范圍內大幅度地改變鑄造條件進行品質變動的試驗，然後訂出管理范圍。這些能做到的話就可以確保穩定的品質。另外條件和品質的關系在短時間內還很難完全掌握，所以同時進行凝固解析也是有效的手段。
（2）加壓時間
這是指充填開始到澆口部凝固為止的加壓時間。因產品數量、產品形狀、模具溫度、熔湯溫度、澆口直徑、澆口數量等原因加壓時間會有所不同，但一般氣缸頭是2~8分鍾，根據重量相應延長。溫度條件是影響最大的，在穩定條件下是固定的時間，澆口長度（相當於冒口高度）也較穩定。
但是在鑄造開始時，短時間停頓後模具溫度降低，波動變大，並隨著鑄造數量的增加和溫度條件的波動，澆口部分和給料管內的氧化物堆積起來，澆口截面積減小。在這些情況下，從熔湯、模具傳來的熱量發生變動，凝固時間變得不穩定。於是成形部的凝固時間發生改變，從產品到澆口的方向性凝固被破壞，產品內部容易出現縮孔等內部缺陷。因此穩定溫度條件、保持澆口和給料管等給湯系統的正常狀態是非常重要的。
以前操作者是觀察澆口的狀態後再調整時間的，後來引進了測量鑄造時的溫度後實時自動調整到最佳條件的控制器。在所有的工序中這是最花時間的部分，因此為了提高生產性要積極地考慮模具冷卻、1模2件、2段加壓等縮短時間的方法。
（3）凝固時間
這是從加壓完畢到產品脫模的時間，是脫模時冷卻到鑄件不出現變形、拉傷等的時間。一般而言是加壓時間的1/3左右，但和加壓時間一樣也隨溫度發生變化。從生產性考慮凝固時間短點好。可以加快冷卻速度，讓脫模阻力小的橫型先行，積極地對開模後的產品和模具進行冷卻。
（4）加壓條件
低壓鑄造法是用氣體對熔湯面加壓使熔湯上升進行充填的鑄造法，因此加壓條件影響到熔湯流動性和冒口效果，是品質管理的重要項目。充填時必要的壓力如下面公式計算：
P(Mpa) = Υ×(1+S/A)×△H×10 (2)
Υ= 熔湯比重（2.4~2.5）
S = 給湯管截面積（m）
A = 加壓實際（有效）面積（m）
△H = 熔湯面變動量（m）（給湯管內上升量+加壓面下降量）
根據鑄造機的結構和產品會有所不同，公式（2）中下劃線的部分在批量生產的產品中一般是0.025左右，可以根據公式（2）來決定加壓力。加壓力是由到產品上端的熔湯頂升力和冒口壓力組成，其中前者是由鑄造機和模具的構造決定的，冒口壓力一般在0.005~0.01Mpa左右。為了冒口效果冒口壓力高一點好，但如果超過0.01Mpa，模具排氣道會閉塞，塗料脫落，熔湯容易壓進砂制型芯，所以冒口壓力不會太高。
在氣缸頭中使用了很多砂芯，因此將中子產生的燃氣高效率地排出模具是很有必要的。但氣缸頭的中子形狀變得很復雜，數量也多，所以在模具上無法充分設計排氣道。在這種情況下採用將冒口壓力提高至上限來防止氣體捲入產品內部的手段是比較有效的。
如果加壓速度太慢，熔湯的充填效果會變差，引起熔湯流動性不良；如果太快，又會引起亂流，出現捲入氣體、異物等缺陷。由於根據流路形狀不同流速會有差異，所以模具內各部分的速度有所變化。給湯管內要控制熔湯溫度的下降，速度便快；模具內部要控制亂流，速度便慢，冒口壓力高。一般而言，薄壁鑄件需要快速充填，厚壁鑄件則相反。
表5.2、圖5.8表示了雙缸1模2件氣缸頭中的加壓力和加壓速度的設定。熔湯補充後，隨著鑄造的進行熔湯面下降，因此必須增加與液面下降量相對應的加壓力。穩定初期液面位置，然後從液面變化量來決定壓力補充值。特別是對熔湯面積變化大的坩堝型保持爐而言更需要進行詳細的條件設定。已普及了能全部設定這些加壓條件的控制器，所以因加壓條件而引起的故障已得到很大改善。
表5.2 加壓條件例（氣缸頭1模2件） 部位 壓力（MPa） 加壓度（Mpa/s）10 熔湯面—澆口距離h 1~2 澆口部P1 h(mm)*0.0025 成形部、成形部高度h2 0.3~0.7 產品上端P2 P1+h2*0.0025 冒口 0.005~0.01 1~2 最後壓力P3 P1+P2+0.005~0.01 給湯管和爐床間的距離如果太短的話，在加壓時熔湯的流動會出現亂流，因此一般而言要確保不影響熔湯使用量的200mm左右。最後為了防止從熔湯表面吸收氫氣，對作為加壓氣體使用的空氣要進行除濕處理。 與重力金型鑄造法、砂型鑄造法比較類似，表5.3中顯示了低壓鑄造中具有代表性的缺陷和原因及其對策。卻顯得原因並不僅限於一個，而常常是多個因素綜合影響的。因此在考慮對策時需要從模具方案、鑄造條件開始進行充分的調查，用定量的數據明確找出原因。
特別是在批量生產中鑄造條件的微妙變化都會產生影響，因此也需要注意除了可以定量化的溫度條件外，還必須仔細調查模具排氣、上塗料、熔湯品質的變化等。下面列舉兩個氣缸頭中具有代表性的改善不良事例。
表5.3 低壓鑄件的主要缺陷和對策 缺陷 原因 對策 縮 方向性 縮短加壓凝固時間，緩和壁厚變化 孔 鐵含量增加 防止從設備、工具等處混入鐵 熔湯 加壓速度慢 加快加壓速度 流動 熔湯溫度、模溫低 縮短加壓、凝固時間，提高熔湯溫度 不良 排氣道堵塞 補塗料、清掃排氣道 排氣道堵塞 補塗料、清掃排氣道 噴火 砂芯吸濕 縮短造型到鑄造的時間 泄壓 換密封墊、修理模具變形 上塗料不夠 補塗料 熗火 加壓速度快 變更加壓條件 排氣道堵塞 補塗料、清掃排氣道 排氣道堵塞 補塗料、清掃排氣道 冷 熔湯溫度、模溫低 縮短加壓、凝固時間，提高熔湯溫度 隔 捲入了氧化物 加高金屬網 砂芯吸濕 縮短造型到鑄造的時間 加壓時間短 延長加壓時間 澆口不夠 熔湯溫度、模溫高 降低熔湯溫度 金屬網安裝不良 擴大金屬網固定餘量 冷卻速度慢 冷卻模具 氣孔 熔湯氣體量多 脫氣處理 方向性凝固被破壞 縮短加壓凝固時間，緩和壁厚變化 落渣 落下了中子砂 追加排砂道，修正中子干涉部位 拉傷 脫模溫度高 增加凝固時間和拔模斜度 例1：進氣道壁壓力泄漏對策
如圖5.9所示，壓力泄漏是從澆口上的進氣道壁厚處上端的縮孔引起的。如果達到了方向性凝固，那麼凝固是從產品上端外圍向澆口處開始的，不會產生縮孔。但是由於某些鑄造條件的變化，四周的熱傳導變差，在圍著砂芯的該部位處凝固的方向出現反轉，出現了縮孔。
關於鑄造條件和出現缺陷的關系，經過調查，明確了如果澆口部溫度和熔湯溫度低過一定范圍的話就容易出現缺陷的事實。作為對策和解決辦法，要保持良品溫度范圍，穩定鑄造條件。為了擴大良品范圍要在鑄造方案和材料兩方面來考慮對策（表5-4）。
表5.4 縮孔對策內容 目的 對策內容 鑄造條件的穩定 鑄造作業的標准化 根據溫度進行加壓、凝固條件的自動設定 根據澆口、給湯管面積的擴大增加熱量 強化方向性凝固 根據上型冷卻增加溫差坡度 緩和壁厚急變（加圓角、增加對下型的壁厚） 改善材料 緩和壁厚急變（加圓角、增加對下型的壁厚） 例2：下檯面疏鬆的改善
柴油機氣缸頭與汽油機的相比，下檯面的機械性熱負荷高，因此必然要求是疏鬆氣孔少的緻密組織和高機械性能。小型轎車的氣缸頭從鑄鐵向鋁合金發展，所以對高排氣量的發動機也開始了能否適用的試驗。
在我國鋁合金氣缸頭主要採用低壓鑄造法，把澆口開在下型面，為了保持模具溫度凝固速度當然變慢，因此即使對組織進行熱處理，機械性質也不會有太大的提高。到目前為止為了解決這些問題，採用了諸如TIG焊接的局部強化、重力鑄造中的下檯面冷卻等方法。在低壓鑄造中雖是比較難的問題，但可以根據鑄造方案的改變（階梯式澆口）和鑄造條件的控制來改善組織和強度，實現批量生產。
圖5.10顯示了改善解決前後的鑄造方案，以前的方案是基本的氣缸頭的鑄造方案，但為了促進方向性凝固，對上型和進氣橫型進行了冷卻。對此為了減少氣孔量，在改善方案中加了對下型面的急冷，同時也保持了前方案的方向性凝固。
特別是對下型進行充分的冷卻是非常必要的，所以在改善方案中確保了冷卻水的流量、壓力和進行了嚴格的溫度控制。澆口周圍做成砂型，確保了充分的澆口截面和熱量，另外用澆口部橫型的加熱器進行保溫控制，冷卻上型和反澆口側的橫型從而達到對澆口的方向性凝固。
但是由於大量使用冷卻，也因模具溫度低、模具間溫差大出現了一些問題（如型芯燒成氣體難以排出、熔湯流動性差、模具塗料壽命短、型芯位置精度偏差大等）。所以採用1模1件在生產。
表5.5中顯示了兩種方案鑄造條件的不同之處，表5.6是組織、機械性質的對比。其中1是指氣孔量宏觀腐蝕了特定部位，根據對擴大後的氣孔量佔有率進行畫像解析而得出的定量化數據。所謂DAS是2次枝晶冒口間隔的省略，表示顯微組織的大小。DAS越小凝固速度越快。階梯式澆口方案中所有的項目都得到了提高。從表中可以看出，低壓鑄造法的薄弱處即下型面的組織和強度都得到了很大地改善，但是品質和管理的方便程度還不如重力模具鑄造法。
表5.5 階梯式澆口方案的鑄造條件 方案 熔湯溫度 模具溫度 加壓時間 個數 （C） 下型 上型 模型(EX) （Min） 以前方案 695 540 410 445 6 2 階梯式澆口 705 300 345 465 3.8 1 表5.6 氣缸頭的下型面品質 方案 材質 氣孔量 DAS值(mm) 拉伸強度(N/mm) 延伸率(%) 以前方案 AC2B 1 55 260 1 階梯式澆口 AC2B 0.55 35 280 2 重力金型法 AC4C 0.4 25 300 5 低壓鑄造法從被大量使用以來已經30多年了，已確立了鋁合金鑄件的重要工作法之一的地位。特別是在氣缸頭中的作用巨大，今後低壓鑄造仍會是主流方法。
從空冷小型發動機的氣缸頭開始，到水冷化、多氣筒化、功能的擴大、DOHC化和材料重量的增加，並且形狀越來越復雜，壁厚變化也加大，鑄造的難度也逐年增加，同時為了降低成本進行生產性改善，考慮了1模2件、交換模具時工序改進、動模速度提高和與後處理工序的結合等，冷卻控制和加壓控制等技術也逐年提高，已出現了包括砂芯的搬運和組裝在內的完全自動化線，這同時也從高溫作業解放出來，改善了作業環境。
根據以上內容，可以考慮以下氣缸頭鑄造技術的課題：
1）提高材料強度（直噴式汽油機、柴油機氣缸頭的鋁合金化推進）
2）生產性的提高（提高控制技術、後處理線的同步化、全自動化生產線的推
進）
3）其他品種少量生產對策（包括模具准備工序的縮減、中子造型和後處理的
緊湊的生產線設計）
4）縮短開發時間
5）技能的延續（上塗料、鑄造條件的調整等）
關於1）項，如何對下型進行冷卻是重點，但以往的技術在低壓鑄造中很
難應用，所以認為更適合採用重力鑄造。因此例2是最大限度地發揮了低壓鑄
造的優點克服了問題點的實際例子。在歐美國家氣缸頭的主要鑄造法仍是重力鑄造法，所以為了擴大今後的市場必須解決這個問題。
關於2）和3）項，這是隨著FA技術的進步必然要發展的問題。考慮到鑄件的高強度化和高生產性化的要求，條件控制會變得比更復雜，因此緊湊的自由度高的生產線結構可以保持綜合的高水準。
關於4）項，重點在於需要在設計初期階段和用戶共同開發以及積極運用CAE技術。
最後的第5）項是最緊迫的項目，越推進自動化和無人化，這個問題越顯得重要。由於很難定量數據化，而且與經驗有關的項目較多，所以地道的技能教育和繼承是很重要的。同時為了達到定量化控制而進行的基礎研究和開發也同樣重要。

『貳』 低壓鑄造是什麼

低壓鑄造是使液體金屬在壓力作用下充填型腔，以形成鑄件的一種方法。由於所用的壓力較低，所以叫做低壓鑄造。

低壓鑄造裝置如圖1-38a所示。

緩慢地向坩堝爐內通入乾燥的壓縮空氣，金屬液受氣體壓力的作用，由下而上沿著升液管和澆注系統充滿型腔，如圖1-38b所示。開啟鑄型，取出鑄件，如圖1-38c所示。

特點

1.澆注時的壓力和速度可以調節，故可適用於各種不同鑄型（如金屬型、砂型等），鑄造各種合金及各種大小的鑄件。

2.採用底注式充型，金屬液充型平穩，無飛濺現象，可避免捲入氣體及對型壁和型芯的沖刷，提高了鑄件的合格率。

3.鑄件在壓力下結晶，鑄件組織緻密、輪廓清晰、表面光潔，力學性能較高，對於大薄壁件的鑄造尤為有利。

4.省去補縮冒口，金屬利用率提高到90～98%。

5.勞動強度低，勞動條件好，設備簡易，易實現機械化和自動化。

『叄』 鑄造的原理是什麼呢

你好，關於你的問題，我查閱了一些資料，希望對你有所幫助：
第一、 鑄造的定義：
鑄造是熔煉金屬，製造鑄型，並將熔融金屬澆入鑄型，凝固後獲得具有一定形狀、尺寸和性能金屬零件毛坯的成型方法 。
第二、鑄造的原理是：
鑄造是將金屬熔煉成符合一定要求的液體並澆進鑄型里，經冷卻凝固、清整處理後得到有預定形狀、尺寸和性能的鑄件的工藝過程。鑄造毛坯因近乎成形，而達到免機械加工或少量加工的目的降低了成本並在一定程度上減少了製作時間．

第三、鑄造的工藝（目前主要分為八類）：
1.砂型鑄造；

2.精密鑄造,又稱失蠟鑄造,熔模鑄造 ；

3.消失模鑄造 ；

4.壓鑄,又稱壓力鑄造 ；

5.離心鑄造 ；

6.石膏型鑄造 ；

7.連續鑄造 ；

8金屬型鑄造等

總之，鑄造是現代裝置製造工業的基礎工藝之一。

希望能幫到你，O(∩_∩)O~

『肆』 低壓鑄造的過程是什麼

低壓鑄造是指鑄型一般安置在密封的坩堝上方，坩堝中通入壓縮空氣，在熔融金屬的表面上造成低壓力(0.06~0.15MPa)，使金屬液由升液管上升填充鑄型和控制凝固的鑄造方法。這種鑄造方法補縮好，鑄件組織緻密，容易鑄造出大型薄壁復雜的鑄件，無需冒口，金屬收得率達95%。無污染，易實現自動化。但設備費用較高，生產效率較低。一般用於鑄造有色合金。

『伍』 低壓鑄造的基本原理

如圖5.1所示，在密閉的保持爐的熔湯表面上施加0.01~0.05Mpa的空氣壓力或惰性氣體壓力，熔湯通過浸放在熔湯里的給湯管(升液管)上升，被壓進與爐子連接著的上方的模具內。熔湯是從型腔的下部慢慢開始充填，保持一段時間的壓力後凝固。凝固是從產品上部開始向澆口方向轉移，澆口部分凝固的時刻就是加壓結束的時間。於是就憑借澆口的方向性凝固和從澆口開始的冒口壓力效果得到了完美的鑄件。最後當鑄件冷卻至固相溫度以下便可從模具中取出產品。

『陸』 鋁合金鑄件不能有氣孔和縮孔等且其結構復雜,最小壁厚為15mm,問採用哪種鑄造方式好

在純鋁中加入一些金屬或非金屬元素所熔制的鋁合金是一種新型的合金材料，由於其比重小，比強度高，具有良好的綜合性能，因此被廣泛用於航空工業、汽車製造業、動力儀表、工具及民用器具製造等方面。隨著國民經濟的發展以及經濟一體化進程的推進，其生產量和耗用量大有超過鋼鐵之勢。加強對鋁合金材料性能的研究，保證鋁合金鑄件具有優良品質，既是我們每一個科技工作者義不容辭的責任，也是同我們的日常生活息息相關的頭等大事。本文結合作者鋁合金鑄件生產實踐經驗談談鋁合金鑄件氣孔與預防問題。
1．氣孔類別
由於鋁合金具有嚴重的氧化和吸氣傾向，熔煉過程中又直接與爐氣或外界大氣相接觸，因此，如熔煉過程中控制稍許不當，鋁合金就很容易吸收氣體而形成氣孔，最常見的是針孔。針孔（gas porosity/pin-hole），通常是指鑄件中小於1mm的析出性氣孔，多呈圓形，不均勻分布在鑄件整個斷面上，特別是在鑄件的厚大斷面和冷卻速度較小的部位。根據鋁合金析出性氣孔的分布和形狀特徵，針孔又可以分為三類①，即：
(1) 點狀針孔：在低倍組織中針孔呈圓點狀，針孔輪廓清晰且互不連續，能數出每平方厘米面積上針孔的數目，並能測得出其直徑。這種針孔容易與縮孔、縮松等予以區別開來。
(2) 網狀針孔： 在低倍組織中針孔密集相連成網狀，有少數較大的孔洞，不便清查單位面積上針孔的數目，也難以測出針孔的直徑大小。
(3) 綜合性氣孔：它是點狀針孔和網狀針孔的中間型，從低倍組織上看，大針孔較多，但不是圓點狀，而呈多角形。
鋁合金生產實踐證明，鋁合金因吸氣而形成氣孔的主要氣體成分是氫氣，並且其出現無一定的規律可循，往往是一個爐次的全部或多數鑄件均存在有針孔現象；材料也不例外，各種成分的鋁合金都容易產生針孔。
2． 針孔的形成
鋁合金在熔煉和澆注時，能吸收大量的氫氣，冷卻時則因溶解度的下降而不斷析出。有的資料介紹②，鋁合金中溶解的較多的氫，其溶解度隨合金液溫度的升高而增大，隨溫度的下降而減少，由液態轉變成固態時，氫在鋁合金中的溶解度下降19倍。（氫在純鋁中的溶解度與溫度的關系見圖1③）。因此鋁合金液在冷卻的凝固過程中，氫的某一時刻，氫的含量超過了其溶解度即以氣泡的形式析出。因過飽和的氫析出而形成的氫氣泡，來不及上浮排出的，就在凝固過程中形成細小、分散的氣孔，即平常我們所說的針孔（gas porosity）。在氫氣泡形成前達到的過飽和度是氫氣泡形核的數目的函數，而氧化物和其他夾雜物則在起氣泡核心的作用。
在一般生產條件下，特別是在厚大的砂型鑄件中很難避免針孔的產生。在相對濕度大的氣氛中溶煉和澆注鋁合金，鑄件中的針孔尤其嚴重。這就是我們在生產中常常有人納悶乾燥的季節總比多雨潮濕的時節鋁合金鑄件針孔缺陷少些的原因。
一般說來，對鋁合金而言，如果結晶溫度范圍較大，則產生網狀針孔的機率也就大得多③。這是因為在一般鑄造生產條件下，鑄件具有寬的凝固溫度范圍，使鋁合金容易形成發達的樹枝狀結晶。在凝固後期，樹枝狀結晶間隙部分的殘留鋁液可能相互隔絕，分別存在於近似封閉的小小空間之中，由於它們受到外界大氣壓力和合金液體的靜壓作用較小，當殘留鋁液進一步冷卻收縮時能形成一定程度的真空（即補縮通道被阻塞），從而使合金中過飽和的氫氣析出而形成針孔。
3． 形成氣孔的氫氣的來源與析出
鋁合金中氣孔的產生，是由於鋁合金吸氣而形成的，但氣體分子狀態的氣體一般不能溶解於合金液中，只有當氣體分子分解為活性原子時，才有可能溶解。合金液中氣體能溶解的數量多少，不僅與分子是否容易分解為活性原子有關，還直接與氣體原子類別有關。在鋁合金熔煉過程中，通常接觸的爐氣有：氫氣、氧氣、水蒸氣、二氧化碳、二氧化硫等，這些氣體主要是由燃料燃燒後產生的，而耐火材料、金屬爐料及熔劑、與氣體接觸的工具等也可以帶入一定量的氣體，如新砌的爐襯、爐子的耐火材料、坩堝等，通常需要使用幾天或幾周的時間，其化學結合的氫才能充分從粘結劑中釋放出來。一般而言，爐氣成分是由燃料種類以及空氣量來決定的。普通焦炭坩堝爐，爐氣成分主要為二氧化碳、二氧化硫和氮氣；煤氣、重油坩堝爐主要為水蒸氣、氮氣；而對目前大多數熔煉廠家使用的電爐熔煉來說，爐氣成分主要是氫氣。因此，採用不同的熔煉爐熔煉時，鋁合金的吸氣量和產生氣孔的程度是不同的。
鋁合金生產實踐證明，氫是唯一能大量溶解於鋁或鋁合金中的氣體，是導致鋁合金形成氣孔的主要原因，是鋁合金中最有害的氣體，也是鋁合金中溶解度最大的氣體。在鑄件凝固過程中由於氫的析出而產生的孔隙，不僅減少了鑄件的實際截面積而且是裂紋源。惰性氣體不能溶於鋁或鋁合金，其他氣體一般與鋁或鋁合金反應形成鋁的化合物，如Al2O3、AlCl3、AlN、Al4C3等等。由圖1可知，氫在液態鋁或鋁合金中的溶液解度很大，而幾乎不溶解於固態鋁（在室溫條件下，其溶解度約在0.003﹪以下）。
在鋁合金熔煉時，周圍空氣中的氫氣含量並不多，氫的最通常的來源是鋁和水蒸氣的反應，而水蒸氣主要來源於爐氣中的水分、設備及工具吸附的水分、一些材料的結晶水與鋁銹Al(OH)2分解出來的水分等，其反應式如下：
3H2O(水蒸氣)+2Al=Al2O3+6[H](1)
含鎂鋁合金由於還發生下列反應，更容易吸收氫：
H2O(水蒸氣)+ Mg=MgO+2[H](2)
另外，金屬爐料或回爐料帶入的油污、有機物、鹽類熔劑等與鋁液反應也能生成氫：
4mAl+3CmHn=mAl4C3+3n[H] (3)
鎂、鈉、鋰可以改變鋁的表面的氧化膜，使活性氫原子容易進入；金屬氟和鈹則能在鋁的表面形成更緻密的氧化膜，降低氫向鋁液或鋁合金中擴散的速度，對鋁合金起到保護作用。形成氫化物的元素，如鈣、鈦、鋰、銫等金屬均能強烈地擴大氫在鋁液中的溶解度。不同溫度下活性氫原子在鋁液或鋁合金中的溶解度見表1。
4．氣孔對鋁合金鑄件性能的影響
針孔對鋁合金性能的影響主要表現在能使鑄件組織緻密度降低，力學性能下降。為此，在鋁合金鑄件生產實踐中，加強對氣孔等級對力學性能的影響研究，通過控制針孔等級來保證鋁合金鑄件品質是非常重要的。針孔等級評定，低倍檢驗按GB10851-89進行，當有爭議時按表2規定執行；X射線照相按GB11346-89鋁合金鑄件針孔分級標准執行，該標准選用目前工業生產中常用的兩種合金ZL101（Al-Si-Mg系）和ZL201（Al-Cu-Mn系）, 並在T4狀態測定бb和σ5的試驗結果表明（ZL101T4、ZL201ST4各種針孔試樣的力學性能分別見表3、表4）：鑄件力學性能與針孔等級之間是線性相關關系，隨著針孔等級級別增加，力學性能逐步下降；針孔等級每增加一級，力學性бb下降3%左右，σ5下降 5%左右。對鋁合金鑄件切取性能試樣要求，鑄件允許存在的針孔級別詳見GB9438-8
這里應當指出的是，由於鑄件壁厚效應的影響，即使針孔嚴重程度相同，壁厚大的部位力學性能下降，壁厚小的則較高。由於鑄件的力學性能取決於多種因素，不僅與針孔等級有關，還與合金的化學成分的波動、鑄 件的凝固速度、熱處理效果、其他缺陷的存在因素有關，所以同一級別的針孔試樣，力學性能將在一個相當大的范圍內波動。
5． 鋁合金鑄件針孔形成的主要因素
綜上所述，針孔是鋁合金鑄件中容易出現的且對鑄件品質造成一定影響的一種鑄造缺陷，氫是造成針孔的主要原因（有的資料介紹，鋁液中所溶解的氣體中80%-90%是氫），而氫的主要來源是水蒸氣分解所產生的。因此，鋁合金在熔煉過程中造成水蒸氣產生的原因，也就是直接影響針孔形成的主要因素。影響針孔形成的主要因素有：
5.1 原材料、輔助材料的影響
在鋁合金熔煉澆注過程中，所使用的原材料、輔助材料、一些材料中的結晶水和鋁銹AL（OH）2分解會產生水分，造型材料中有多種有機和無機輔料帶有的水分，鑄型材料中的輔料、塗料等因為預熱不良含有的水分等等，在鋁合金熔煉澆注時，會因水蒸氣的分解而產生大量的氣體，這些氣體都有可能導致鑄件產生氣孔。塗料中粘結劑，雖然可以增加塗層厚度，但也相應增大了發氣量。
5.2 熔煉設備及工具的影響
不同熔煉設備熔化鋁合金時，鋁合金的吸氣量和形成氣孔的程度是不同的。新坩堝及有銹蝕、污物的舊坩堝，使用前應吹砂或用其他方法清除干凈，並加熱至700℃-800℃，保溫2h-4 h，以去除坩堝所吸附的水分和其它化學物質，否則會因含有水分而在熔煉澆注時產生水蒸氣而導致形成氣孔。新砌的爐子，通常也需要使用幾天或幾周的時間進行烘爐乾燥處理，否則耐火材料中含有的水分及化學結合的氫就無法釋放而導致熔煉時形成氣孔。
熔煉用的工具如澆包、除氣用的鍾罩等，使用前應將表面殘余的金屬、氧化皮等污物清除干凈；鋁鎂合金使用的工具，使用前則要求放在光鹵石等熔劑中洗滌干凈。然後塗上防護塗料並進行預熱烘乾。如果預熱不良，表面吸咐的水分，會在熔煉澆注過程因加熱形成水蒸氣而產生大量的氣體，導致鑄件針孔的形成。
5.3 氣候的影響
一般情況下，周圍空氣中的氫氣含量並不多，但空氣中如果相對濕度大，則會增加合金液中氣體的溶解度，形成季節性氣孔，如在雨季，由於空氣濕度大，鋁合金熔煉時針孔產生的現象就嚴重些。當然，空氣濕度大時，鋁合金錠 、熔煉設備、工具等也會因空氣潮濕而增加表面水分的吸附量，因此更應注意採取有力預熱烘乾防護措施，以減少氣孔的產生。
5.4 熔化操作的影響
鋁合金熔煉時，由於氫氣溶解到鋁液中需要一個過程，因此加強熔煉過程的控制，對控制鋁合金吸氣量是大有文章可做的。生產實踐表明，鋁液吸氫是在表面進行的，它不僅與鋁液表面的分壓有關，還與合金熔煉溫度、熔煉時間等有較大的關系。合金熔化溫度越高，熔化時間和熔化後鋁液保持時間越長，氫在鋁液中擴散就越充分，鋁液吸氫量就越大，出現針孔的幾率就越大。有人曾做試驗，鋁液存放時間越長，鋁合金內含氣量近似成比例增加。因此，我們在大量生產條件下，為了減少鋁合金熔煉時吸收氫氣，一定要嚴格執行鋁合金熔煉工藝規程，一般鋁合金熔化後保持時間不能超過3h-5h，鋁合金熔化溫度也不能過高，一般控制在760℃以下，最高初始熔煉溫度不應超過920℃。
5.5 砂型鑄造鑄型的影響
鑄型含水量高，鋁合金中含氫量就越高。有人用同爐合金澆入不同含水量的鑄型，經測定合金中氫氣含量有很大區別③：鑄型含水量為5%時，鑄型中含氫量為1.5ml/100g；鑄型含水量為6%時，鑄型中含氫量為2.5ml/100g；鑄型含水量為8%時，鑄型中含氫量為3.0ml/100g。因此砂型鑄造鋁合金時，最好採用乾燥或表面乾燥型，如用濕型，含水量應控制在6%以下。這是因為濕型鑄造時，由於水分的汽化溫度低，當加熱到鋁液熔化溫度時，砂型中會產生大量的氣體，隨著壓力增大，體積發生膨脹，壓力大的氣體就會進入型腔或型腔中的鋁液，導致侵入性氣孔的形成。
5.6 金屬型鑄造型腔的影響
由於金屬型鑄造沒有退讓性和無透氣性等特點，金屬型在充填和澆注過程中，型 腔內的氣體一方面隨著鋁液金屬的充填被壓縮；另一方面又被迅速強烈加熱，引起壓力升高，結果造成充型反壓力，阻礙鋁液金屬充填型腔，當壓力超過一定極限時，氣體就可能沖破金屬液流束的表層，通過內澆口向外逸出，破壞金屬液連續流動，並造成強烈氧化，在氣體穿越金屬液時，如果受到初晶或凝固層的阻擋，便會留在金屬液中形成氣孔。當帶有砂型的金屬型鑄造時，液體金屬在充填過程中，砂型受到粘結劑分解以及塗料未烘乾或金屬型預熱不充分的影響，都會增加型腔內的氣體量，當型腔內的氣體不能充分排出時，氣體便滯留於鑄件形成氣孔，而部分殘留氣體則富集於鑄型壁與金屬液之間形成「氣阻」，這些氣阻則使鑄件出現澆不足或冷隔缺陷。
6．預防鋁合金鑄件針孔形成的主要措施<
由以上分析可知，鋁合金鑄件容易產生針孔缺陷。它與鋁合金本身特性有關系，也與一系列的外界因素有關。為了避免或減少鋁合金在熔煉時產生針孔，保證鋁合金鑄件具有優良品質，可針對性地採取適當的預防措施予以預防。
6.1 認真做好熔煉澆注時的准備工作
6.1.1 嚴格按工藝規程要求，正確處理好爐料。爐料使用前應用吹砂或其它方法去除爐料表面的銹跡、泥沙等污物，並進行爐料預熱，預熱溫度：350℃-450℃，保持3h以上，嚴防帶入水分和油污等。按QJ169-75要求的I類鑄件，只允許使用一級回爐料，Ⅱ、Ⅲ類鑄件允許使用二級回爐料，但Ⅱ類鑄件回爐料的總量不允許超過70%，三級回爐料不允許用於基本產品的生產。
6.1.2 坩堝、錠模、熔煉工具，使用前應將表面油污、臟物等清除干凈。並預熱至120℃-250℃，塗以防護塗料。
6.1.3 新坩堝、新砌爐子、有銹蝕的舊坩堝，使用前應用吹砂其他方法將表面清除干凈，並進行烘爐處理。一般應加熱至700℃-800℃，保溫2h-4h，以去除坩堝所吸附的水分及其它化學物質。
6.1.4 已經塗料的坩堝 、錠模、熔煉工具使用前，均須預熱，坩堝應預熱至暗紅色（500℃-600℃）；熔煉工具應預熱至200℃-400℃，保持2h以上（除使用感應爐熔煉合金時，坩堝可不預熱外。）
6.2 嚴格執行工藝規程，力求做到快速熔煉
鋁合金在熔煉時，要力求做到快速熔煉，縮短高溫下停留的時間。Al-Mg合金和其它鋁合金熔化後保持時間過長時，需要用熔劑覆蓋鋁合金液面，以防止鋁合金吸氣，一旦在生產過程中出現異常，要及時與現場技術人員取得聯系，採取果斷措施予以處理。根據QJ1182-87標准，每一爐合金從開始熔化到澆注完畢的時間，砂型鑄造不得超過4h；金屬型鑄造不得超過6h；壓鑄不得超過8h；合金最高溫度一般不超過760℃，坩堝底部塗料厚度不得小於60mm。
6.3 加強潮濕季節預防措施
在雨季或空氣潮濕時節鑄造鋁合金，我們更應加註意採取預防去氣防護措施，對熔煉用具、錠模、坩堝、爐料等都要嚴格按規范進行預熱處理，以防帶入過多的水分和油污等，引起各類針孔的產生。
6.4 精煉去氣，去除鋁合金中的氣體<
一般情況下，所謂「去氣」（又叫「除氣」）就是去除合金中的氣體，「精煉」就是指去除合金中的夾雜物。因鋁合金熔煉時，除氣和精煉兩個工序多合並在一起進行，故在生產實踐中習慣將這兩個工序稱為精煉。由於鋁合金中的氣體主要是氫氣，去氣也就是主要去除氫氣。目前去氣的主要辦法是在鋁合金中通過精煉除氣劑製造大量的氣體（氣泡中的氣體可能是鋁液內部經化學反應產生的，也可能性是經由部分精煉除氣劑加入直接帶入的），利用分壓原理，讓溶解於鋁液中的氫原子向氣泡擴散（此時氣泡的分壓為零），由於氣泡比重輕，當氣泡上浮到鋁液表面時，氣泡破裂，氫氣逸入大氣之中，最終達到去除氫氣的目的。
目前，為了消除鋁合金鑄件針孔，最常用的辦法是在熔化過程中用氯鹽和氯化物除氣，用氯氣、氮氣除氣，用真空除氣，用超聲波除氣，過濾除氣等方法。，常用精煉除氣劑的用途見表5。採用氯鹽和氯化物除氣劑除氣時，要用鍾罩將除氣劑壓入坩堝底部100mm，沿坩堝直徑1/3處（距坩堝內壁）的圓周勻速移動。為了不使鋁液大量噴濺，除氣劑可分批加入，除氣結束除渣，並按表6規定的時間進行靜置。
6.5 增加氣體在合金中的溶解度
採用快速或高壓下凝固的方法，提高氣體在鋁合金中的溶解度，促進氣體來不及或不能析出，從而達到消除針孔的目的。具體方法限於篇幅，在此不做過多闡述。
6.6 採用工藝方法進行除氣
通常情況下，砂型鑄造也可以採用靜置、多扎出氣孔和加大冒口等方法進行去氣。這里僅以金屬型鑄造去氣預防措施為例做一簡易介紹。由於金屬型鑄造具有無透氣性特點，在設計金屬型時就必須有排氣預防措施，其生產中常用的排氣方式有：
（1）利用分型面或型腔零件的組合面的間隙進行排氣：因為金屬型零件在組合時，總會有間隙，一般分型間隙在0.08mm-0.15mm之間，活動零件間隙在0.1mm-0.2mm之間，利用這些間隙可用來排氣，但不允許為了排氣而過分擴大間隙，造成金屬液阻塞，從而使鑄件上毛刺增加，降低鑄件尺寸精度。
（2）開排氣槽：即在分型面或型腔零件的組合面上，芯座與頂桿表面上做排氣槽，這樣既能排氣，又能蓄氣，阻止液體金屬流入，故在金屬型鑄造和金屬型低壓鑄造時被廣泛採用。
（3）設排氣孔：排氣孔一般開設在金屬型的最高處，或金屬型內可能產生「氣阻」的地方。
（4）設計排氣塞：排氣塞是金屬型常用的排氣設施。在一平面上需要設制數個排氣塞時，可用一個排氣環來代替，將它設計在型腔的「氣阻」處，或型腔的大平面上，以便排氣暢通。如在鑄件肥厚部分設計排氣塞，排氣塞可用導熱性好的銅製作，同時還可以起到加強鑄件冷卻的作用。排氣塞安裝的位置和數量，常在金屬型修正時確定。在金屬型小批量生產時，為簡化排氣塞的製作，常在需要設置排氣塞的地方，鑽ф5-10毫米的小孔，孔內塞以水玻璃砂，也可以起到排氣塞的作用。
7.預防鋁合金鑄件氣孔形成應遵循的工藝原則
以上分析了鋁合金鑄件氣孔形成的主要因素，並針對性地論述了一系列相應的預防措施，目的就是要在鑄件中防止生成氣孔和夾雜，獲得優良品質的鑄件。從鑄造工藝角度綜合分析，預防氣孔的生成，消除氣孔和氧化夾雜，我們可以用「防」、「排」、「溶」三字工藝原則來概括。
「防」：就是要防止水分及各種污物進入坩堝或熔爐中。
「排」：就是要排除鋁液中的氧化夾雜和氫氣，因為只有有效去除懸浮在鋁液中的彌散狀的夾雜物（主要是Al2O3），才能防止鋁液增氫，消除去氫障礙，從而獲得純凈的鋁液，澆出合格的鑄件。「渣既盡，氣必除」說的就是這個意思。
「溶」：就是要使鋁液中的氫在凝固時能部分地或者全部地固溶在合金組織中，不致在鑄件中形成氣孔。
因此，在鋁合金熔煉安排和選擇「防」、「排」、「溶」三套工藝措施時，我們必須遵循「以防為主，以排為輔」的工藝原則，但最佳的熔煉或重熔方法，著眼點應仍放在「防」字上。
當然，鋁合金熔煉或重熔時，貫徹「以防為主，以排隊為輔」的原則，正確實施「防」、「排」、「溶」三套工藝措施，還必須具有過硬的熔煉操作基本功，熔煉操作基本功包括：精煉設備、熔爐煉工具的准備和處理，溶劑、變質劑的預制，精煉、變質除渣的技巧，攪拌操作的技巧和合理澆注等等，我們只有具備了過硬的操作基本功，才能真正有效地預防鋁合金鑄件氣孔的形成。

『柒』 模具鑄造中，高壓與低壓鑄造到底有什麼區別啊

高壓鑄造是通過液壓缸驅動壓射頭將金屬液高速壓入模具型腔中，由於是用油壓，壓力較高，故俗稱高壓鑄造；而低壓鑄造是通過氣壓將金屬液壓入模具型腔中，氣壓一般在0-2Kg/cm2,故一般稱為低壓鑄造。

模具（mú jù），工業生產上用以注塑、吹塑、擠出、壓鑄或鍛壓成型、冶煉、沖壓等方法得到所需產品的各種模子和工具。 簡而言之，模具是用來成型物品的工具，這種工具由各種零件構成，不同的模具由不同的零件構成。它主要通過所成型材料物理狀態的改變來實現物品外形的加工。素有「工業之母」的稱號。
鑄造是人類掌握比較早的一種金屬熱加工工藝，已有約6000年的歷史。中國約在公元前1700～前1000年之間已進入青銅鑄件的全盛期，工藝上已達到相當高的水平。鑄造是將液體金屬澆鑄到與零件形狀相適應的鑄造空腔中，待其冷卻凝固後，以獲得零件或毛坯的方法。[1] 被鑄物質多為原為固態但加熱至液態的金屬（例：銅、鐵、鋁、錫、鉛等），而鑄模的材料可以是砂、金屬甚至陶瓷。因應不同要求，使用的方法也會有所不同。

『捌』 低壓鑄造的工作原理與壓力鑄造有何不同

低壓鑄造是使液態合金在較低壓力（20～70KPa）下，自下而上地填充型腔，並在壓力下結晶形成鑄件。因此與壓力鑄造相比，所受壓力大小不同，液態金屬流動方向不同。

因為低壓鑄造充型平穩，液流和氣流的方向一致，故氣孔，夾渣等缺陷少；組織緻密，鑄件力學性能高；充型能力強，有利於形成輪廓清晰、表面光潔的鑄件，故重要的鋁合金鑄件常採用低壓鑄造。

『玖』 誰能介紹下低壓鑄造的技術特點是什麼

低壓鑄造是使液體金屬在壓力作用下充填型腔，以形成鑄件的一種方法。由於所用的壓力較低，所以叫做低壓鑄造。
緩慢地向坩堝爐內通入乾燥的壓縮空氣，金屬液受氣體壓力的作用，由下而上沿著升液管和澆注系統充滿型腔，如圖1-38b所示。開啟鑄型，取出鑄件。
低壓鑄造的技術特點是：
1.澆注時的壓力和速度可以調節，故可適用於各種不同鑄型（如金屬型、砂型等），鑄造各種合金及各種大小的鑄件。
2.採用底注式充型，金屬液充型平穩，無飛濺現象，可避免捲入氣體及對型壁和型芯的沖刷，提高了鑄件的合格率。
3.鑄件在壓力下結晶，鑄件組織緻密、輪廓清晰、表面光潔，力學性能較高，對於大薄壁件的鑄造尤為有利。
4.省去補縮冒口，金屬利用率提高到90～98%。
5.勞動強度低，勞動條件好，設備簡易，易實現機械化和自動化。