1、勤奮敬業 追求卓越低差壓砂型鑄造操作要低差壓砂型鑄造操作要點及注意事項點及注意事項勤奮敬業 追求卓越 差壓鑄造是上個世紀60年代發展起來的鑄造新方法，這種方法源于低壓鑄造，它兼有低壓鑄造和壓力釜的特點，因此一經出現就體現出巨大的生命力，1961年保加利亞索菲亞鑄造研究所在低壓鑄造的基礎上研制了差壓鑄造法，該方法與傳統重力鑄造、真空吸鑄以及低壓鑄造相比，在復雜薄壁件生產中顯示出明顯的優勢，受到廣泛關注。保加利亞在1974年舉辦的展覽會上展出了能生產出達100Kg的復雜鋁合金鑄件的差壓設備，標志著差壓鑄造工藝已經成熟。勤奮敬業 追求卓越 隨著國內制造業水平的提高，差壓鑄造主機設備的性能也將得到提高

2、，并朝著多用化、專業化、標準化的方向發展。差壓鑄造過程控制系統經歷了模擬調節器，數字PID控制發展階段，正在向智能控制和混合智能控制的方向發展，控制系統由最初的手動閥門，眼睛觀測儀表演變到計算機程序控制，各種電磁閥、數字組合閥以及各種溫度傳感器的使用，使得信號采集處理，操作控制、反饋補償更加準確及時，控制精度更高。勤奮敬業 追求卓越 差壓鑄造的工作原理是將鑄型和坩堝分別置于主體部分的上下兩個互相隔絕又可相互連通的密閉壓力筒內；經密封后，在上下筒體內通入預定壓力的干燥氣體介質，達到平衡后，采用一定的方法（減壓法或增壓法）使下筒的壓力比上筒的壓力高，金屬液在壓力的作用下自下而上充型，鑄型充滿后增壓

3、、保壓，鑄件在較高的壓力下結晶凝固，然后解除壓力，使剩余的金屬液流回坩堝，最后卸除環境壓力。勤奮敬業 追求卓越勤奮敬業 追求卓越1.4勤奮敬業 追求卓越(1)減少鑄件針孔缺陷。由于差壓鑄造的壓力較高、氫在鋁液中溶解度增大，再加上在高壓下金屬凝固速度提高，合金凝固時H來不及析出而以原子態存在于鑄件內,從而使針孔大為減少。(2)改善鑄件表面的質量。在液態金屬填充鑄型時，型壁的溝紋或粗糙部分會存在一層氣體薄膜。阻礙液態金屬侵入凹坑的能力強，因而鑄件表面的粗糙度就較小。(3)差壓鑄造可明顯減少大型復雜鑄件凝固時的熱裂傾向。由于差壓鑄造有極強的補縮能力，可及時充填出現的縮孔及微裂紋，在一定程度“焊合”消

4、除了一些熱裂的隱患。勤奮敬業 追求卓越(4)差壓鑄造的補縮能力是低壓鑄造的45倍。型腔中的液態金屬在凝固的過程中只有在形成的固相骨架能承擔住外界氣體的壓力(大氣壓、差壓鑄造時的上筒壓力)時才有形成縮松、縮孔的機會；否則在外界的壓力的作用下會將這些都是真空的大大小小的孔隙壓縮，使之消失，因此鑄件在各種成型方式下其外界壓力都參與補縮。 (5)差壓鑄造空氣密度大導熱速度快，因此可減少凝固時間2025，亦即提高凝固速度，使其晶粒也有所細化。勤奮敬業 追求卓越(1)壓力下結晶使氣體以非氣孔的形式殘存在金屬液中，這對在較高溫度下工作的零件的尺寸穩定性及強度均有不良影響; (2)鑄型內反壓力較大影響液態金屬

5、的填充能力，鋁液表面形成的氧化膜不僅要帶入鑄型中而且由于它的存在使鋁液表面張力大大提高，影響對鑄型薄壁部位的充填; (3)高密度空氣導熱系數大，尤其是金屬模具同步進氣時降溫嚴重，影響液態金屬的充填。勤奮敬業 追求卓越 一般采用粘土砂干型、二氧化碳硬化樹脂砂內芯、差壓鑄造工藝生產。澆注出來的鑄件經常會出現疏松、針孔、氣孔、縮孔、等鑄造缺陷。 下面就以這些壓差鑄造過程經常遇到的鑄造缺陷為例來分析討論操作者在操作過程中需要注意的事項和要點：勤奮敬業 追求卓越1疏松疏松 疏松的特征鑄件斷面上有分散或細小的縮孔，有時借助放大鏡，甚至顯微鏡才能發現，稱為縮松。鋁液在凝固時形成晶核并長大，枝晶長成骨架，把未

6、凝固的最后鋁液分割成孤立小熔池，使這些小熔池鋁液凝固時的體收縮導致的體積虧損難于得到補償，結果形成許多細小而分散的小孔，即縮松。疏松是鑄造工作者最常見也最難解決的缺陷，由于液態金屬在凝固的同時伴隨著體收縮和線收縮，因此工藝設計和生產操作不當都會導致鑄件內部形成疏松缺陷，解決疏松缺陷重點考慮以下幾方面：勤奮敬業 追求卓越1.1工藝設計工藝設計 工藝設計時考慮鑄件從上到下、從距離縫隙澆道最遠端到縫隙澆道順序凝固的原則。同時保證合金在澆注系統內由縫隙澆道（內澆道）、過度澆道、橫澆道到連接升液管口的直澆道順序凝固。這樣可以保證鑄件補縮通道暢通，壓力能夠傳遞，充分發揮壓差鑄造壓力補縮的優勢。在操作時可以

7、采取設置冷鐵調節鑄件局部凝固速度，增設縫隙澆道縮短鑄件在凝固時補縮距離等具體工藝措施。勤奮敬業 追求卓越1.21.2金屬液的質量金屬液的質量 金屬液的質量對鑄件疏松缺陷影響非常大，若金屬液的質量較差，氧化夾雜嚴重會使金屬液粘度增大，不利于鑄件補縮，而且兩個相鄰的氧化膜為形成初期裂紋提供位置和機會，凝固時補縮不足，會在這些區域形成微縮松，即氧化膜容易形成疏松源。因此在金屬爐料選用盡量使用純凈度高的原材料，少用回爐料，杜絕使用坩堝最底部的爐底水回收錠。熔煉過程中盡可能減少金屬液的攪動，充分進行除氣、排渣。勤奮敬業 追求卓越1.3工藝參數選擇工藝參數選擇 在滿足鑄型充滿的情況下，充型速度宜選擇下限，

8、這樣既可以避免充氣時產生紊流、飛濺造成氧化夾雜，又能增加金屬液對澆道的烘烤時間，調整鑄件凝固速度，強化順序凝固效果；增壓壓差要大，因為加壓凝固能夠強化合金凝固期間補縮能力，從而充填枝晶間的微縮孔，但選擇增壓壓力也不是越大越好還要充分考慮到鑄件變形及粘砂、跑火等其它因素。勤奮敬業 追求卓越2針孔針孔 從理論上講，原子氫在鋁液中溶解與系統壓力有關，采用差壓鑄造工藝時，金屬液是在壓力下充型、壓力下結晶，因此氫在鋁液中的溶解度增大，加上在壓力下金屬凝固速度提高，合金凝固時H來不及析出而以原子態存在于鑄件內，從而使針孔大大減少。但是工藝及過程控制不當也會形成針孔缺陷。解決針孔問題首先從兩個途徑來采取措施

9、：一是降低金屬液中原始氣體的含量，即“防”和“排”；二是阻止氣體析出，即“溶”，其次要設計合理的工藝來防止針孔缺陷產生。勤奮敬業 追求卓越2.1降低金屬液中氣體的含量降低金屬液中氣體的含量 爐料熔化前進行噴砂、烘烤，去除爐料表面的油污、水分和有機物，減少熔煉過程中的油污、水分和有機物在高溫下反應產生的氫原子進入金屬液中；在加入爐料之前對熔化爐和熔煉工具進行預熱，使爐中的水分充分蒸干，控制金屬液熔煉和處理過程中的溫度使之不要過高，避免金屬液與水汽發生劇烈反應；在熔煉處理過程中盡量避免對金屬液的攪拌。熔煉后的金屬液加覆蓋劑，防止金屬液與空氣進行接觸；澆注前對金屬液進行精煉，去除已經溶入金屬液內部的

10、氣體，除氣后立即扒渣、澆注，不可停留過久，防止再吸氣；給定合理的鑄造工藝參數，應避免金屬液在升液和澆注過程中澆道和型腔中產生紊流、翻騰、飛濺等，以保證金屬液熔體的平穩傳輸。勤奮敬業 追求卓越2.2阻止氣體析出阻止氣體析出 阻止鑄型內金屬液析出氣體，首先就要增大金屬液的氣體溶解度，金屬液在壓力下凝固，增大壓力能夠提高金屬液的溶解度，所以在壓差鑄造過程中避免在氣源壓力不足條件下澆注，設備出現問題必須立即修復。其次增大冷卻速度，鑄件冷卻速度越快，凝固區域就越小，枝晶不易封閉液相，而且凝固速度越大，產生的過飽和濃度區和析出氣泡存在時間就越小，氣體來不及擴散，氣孔不容易析出，差壓鑄造中在滿足澆注成型的情

11、況下通過降低澆注溫度或鑄型型溫來增大其冷卻速度。勤奮敬業 追求卓越2.3設計合理的鑄造工藝設計合理的鑄造工藝 做好“防”、“排”、“溶”的同時我們還要充分考慮工藝設計對針孔的影響。工藝設計不合理會導致液體補縮通道過早“凍結”，這樣使壓力不能順序傳遞，因此最后凝固部分的金屬液實際上處在自由凝固狀態，隨著溫度的降低，氣體在金屬液中的溶解度急劇下降，原子氫析出變成分子氫而形成針孔。因此在工藝設計時冷鐵的尺寸、材料選擇要適當，激冷作用不宜過強，以免阻隔了差壓鑄造中壓力傳遞的通道，使得壓力無法傳遞，隨著凝固的進行鑄件局部形成孤島，在孤島區富集的氫會析出聚集。勤奮敬業 追求卓越3氣孔氣孔 氣孔的特征是在鑄

12、件表面和內部存在有孔洞，呈圓形、橢圓或不規則形，有時由多個孔組成氣孔群。孔內無其它物質存在，大多表面較光滑，這種缺陷稱氣孔缺陷。氣孔的種類較多，有時彌散分布在鑄件各處，有時只有個別部位有氣孔。在鑄件表皮下有氣孔，又稱為皮下氣孔，一般呈淚滴狀，經機械加工后才會發現。勤奮敬業 追求卓越 鑄件出現氣孔缺陷要根據具體情況來判斷形成原因和制定相應解決措施。若氣孔較大、連續出現氣孔缺陷的鑄件澆注日期比較接近，首先要檢查升液管是否漏氣，升液管經過多次使用、長時間浸泡在金屬液中會被腐蝕，局部位置腐蝕過快就會形成凹坑，隨著腐蝕時間的延長凹坑越來越深直至漏氣。在日常操作中初次使用的升液管和使用時間較長的升液管在使

13、用前必須經過認真檢查，發現凹坑及時更換；勤奮敬業 追求卓越 若氣孔存在于鑄件表面特別是存在于與金屬冷鐵接觸面位置，則為冷鐵表面存在油污或澆注前冷鐵表面烘烤不干，因此冷鐵使用前要經過噴砂處理，澆注前要對冷鐵表面進行均勻烘烤，生產過程中冷鐵激冷面面積過大通常在激冷面鉆5-8的小通孔，然后用型砂將小通孔密封，用來增強冷鐵激冷面在澆注時的排氣能力。另外鑄型烘烤不干和澆注速度過快也會形成氣孔影響鑄件質量；樹脂砂發氣量大，開設砂芯向外引氣氣道措施對于避免鑄件產生氣孔也非常必要。勤奮敬業 追求卓越4砂眼砂眼 砂眼的特征是鑄件表面或內部包容著砂粒的孔穴，稱之為砂眼缺陷，鑄件表面的砂眼，清理時砂粒脫落而留下孔穴

14、。坭芯的緊實度和砂粒間的結合力是影響砂眼的重要因素。坭芯的緊實度不足，砂粒間的孔隙大，鋁液就易于鉆入；砂粒間結合力弱，鉆入砂粒間的鋁液就會把砂粒擠出來形成砂眼。在流動的鋁液沖刷力作用下，砂粒間結合力弱，砂粒也會被沖刷下來，砂眼是砂型鑄造方法最常見的缺陷之一 ，而砂型差壓鑄造更容易引起砂眼缺陷。解決砂眼缺陷應注意從以下幾方面入手 ：勤奮敬業 追求卓越 差壓鑄造澆道多、金屬液流程長并且對鑄型沖刷力大，因此澆注時在滿足充滿型腔條件下澆注速度越慢越好；在造型過程中注意縫隙澆道與鑄件之間拐角處的型砂緊實度，此處在造型時空間狹小，型砂流動性差，緊實度低，要單獨用手舂對此處進行舂砂，修型時采用圓角過渡避免出

15、現尖角，刷涂料時對此處多刷一遍涂料以增加緊實度和表面強度；勤奮敬業 追求卓越清理干凈陶瓷過濾網處的浮砂，陶瓷過濾網雖能有效去除金屬液的氧化夾雜，但在安放固定時容易造成該處鑄型產生浮砂，在合箱前要特別注意將此處浮砂清理干凈；在合箱前認真清理型腔，吹凈表面浮砂，鑄型若局部起皮必須認真清理，重新修補、刷涂料、烘烤，合箱過程中特別注意砂型磕碰、摩擦引起掉砂。最重要的是需要從基本抓起，提高型芯的型砂強度以及造型和制芯的緊實度。勤奮敬業 追求卓越 5縮孔縮孔 縮孔的特征是在鑄件表面或內部存在有形狀極不規則的孔，孔壁粗糙并帶有枝狀晶，這種缺陷稱為縮孔。鑄件某些部位，通常是最后凝固的熱節處，因鋁液液態和凝固時

16、期體收縮不能得到液態鋁合金及時補償，從而在該處產生縮孔。勤奮敬業 追求卓越 差壓鑄造方法生產的鑄件縮孔一般出現在縫隙澆道根部，這種情況首先要檢查爐底水是否充足，其次要檢查升液管是否漏氣，再次檢查升液管口烘烤溫度是否過低，管口過早凝結使補縮壓力不能順利傳遞也會造成鑄件縮孔，最后檢查鑄件保壓時間，保壓時間短鑄件未完全凝固前金屬液回流也是形成鑄件縮孔缺陷的重要因素。勤奮敬業 追求卓越 6錯箱錯箱 鑄件較高的殼體內芯一般整體做出，而外型由砂箱疊箱組成，如果操作不當合箱后就會出現錯箱，而錯箱容易致使殼體鑄件外圓加工余量不足。錯箱情況分為兩種，一種是整體錯箱，如圖一所示：單個砂箱整體偏向一側，導致砂箱軸心

17、與砂芯軸心不同軸且軸心處于平行狀態，這時鑄件整體壁厚差都比較大；第二種是偏差錯箱，如圖二所示：砂箱與砂芯的軸心成一定的角度，此時砂箱上平面鑄件壁厚經過調整后比較均勻，但下平面鑄件壁厚差大。勤奮敬業 追求卓越鑄件鑄型砂芯圖 一 ：整 箱 錯 箱勤奮敬業 追求卓越 6.1整體錯箱整體錯箱 造成砂箱整體錯箱通常為在壁厚調整后砂箱未緊固前砂箱吊運過程中兩側鋼絲繩對砂箱的作用力不均致使砂箱移動，采用平衡吊吊運讓鋼絲繩垂直于箱柄而不接觸砂箱可避免錯箱。在造型和合箱時采用金屬定位銷定位即能省掉壁厚調整工序，又可杜絕此類錯箱缺陷，此方法雖好但對砂箱質量要求極為嚴格，增加了鑄件生產成本，在能夠保證加工余量時我公

18、司基本選用通用砂箱，因此很少采用金屬定位銷定位方法。勤奮敬業 追求卓越砂芯鑄件鑄型圖二:下側錯箱勤奮敬業 追求卓越 6.2偏差錯箱偏差錯箱 偏差錯箱實際上就是砂芯與鑄型不同軸，解決下側錯箱缺陷從三點入手：1造型前檢查鑄型模具與造型底板是否垂直；2制芯前檢查砂芯與制芯底板是否垂直；3檢查芯骨與制芯芯座和鑄型砂箱上的合芯芯座是否垂直。以上三點只要一點出現不垂直都會導致鑄件合箱時每個砂箱上平面在壁厚調整均勻后砂箱下平面鑄件壁厚差大。因此在造型、制芯前都要吹凈模具、芯盒、芯骨、芯座、造型和制芯所用的底板表面浮砂，認真檢查模具、芯盒、芯骨與底板或芯座的接觸面是否有毛刺、飛邊或局部凸起，并及時進行修理。勤

19、奮敬業 追求卓越7壁厚超差壁厚超差 有重量要求的殼體類鑄件對壁厚尺寸公差非常嚴格，壁厚偏厚鑄件重量會超差，壁厚偏薄則鑄件局部強度不能滿足使用要求。殼體類鑄件一般內腔為鑄造毛坯面而外圓需要進行機械加工，因此鑄件內腔質量決定壁厚質量，形成鑄件內腔的砂芯質量對壁厚影響最大，其次是鑄件變形。影響砂芯質量因素分為三種，第一種影響因素是芯盒縮尺設置不合理，第二種影響因素是砂芯變形，第三種影響因素是砂芯退讓性不穩定。勤奮敬業 追求卓越7.1芯盒縮尺芯盒縮尺 芯盒縮尺主要依據鑄件材質而定，但是制造砂芯所用的造型材料，鑄件的形狀、結構等也會對鑄件內腔尺寸有一定的影響，芯盒縮尺設置偏大則鑄件外圓加工后壁厚值偏薄，

20、反之芯盒縮尺設置偏小則鑄件壁厚值偏厚。鑄造工藝設計人員通過大量的數據總結和實踐摸索才能在模具設計時給定鑄件合理的縮尺。 7.2砂芯變形砂芯變形 砂芯變形對鑄件壁厚質量影響非常大，芯盒質量是保證砂芯質量的最基本條件，長期使用的芯盒要定期進行檢測。芯盒分盒面存在局部高點或飛邊、毛刺都會使芯盒不能卡緊而造成垂直于分盒面方向的徑向尺寸增大，因此每次在制芯前都需要對芯盒認真檢查及修銼。為了容易脫模，在砂芯硬化前需輕輕地對芯盒進行震擊，震擊力度要均勻，否則也會導致砂芯變形。勤奮敬業 追求卓越7.3砂芯退讓性砂芯退讓性 樹脂加入量是影響砂芯退讓性最重要的因素。其次同一個芯盒不同操作者制芯砂芯的退讓性都有差別

21、，男職工比女職工力量大，制芯緊實度高，鑄出的鑄件內腔偏大，因此對壁厚要求較高的關重鑄件盡量固定制芯操作者。再次砂粒粒度對砂芯退讓性也存在影響，砂粒粒度小，則砂粒表面積增大，消耗的樹脂多，增加了砂芯強度，同時砂粒間隙變小使鑄件收縮所受的阻力增大，也會使砂芯的退讓性變差。2.7.4鑄件變形鑄件變形 鑄件澆注完成至加工外圓過程中變形也會影響鑄件壁厚質量，因此澆注至打箱間隔時間不能過短，打箱過程中輕震澆冒口盡量避免直接敲擊鑄件。切割、轉運、噴砂等后續處理工序鑄件必須輕拿輕放不能磕碰。勤奮敬業 追求卓越 8跑火跑火 跑火是差壓鑄造操作人員最頭疼的問題，一旦發生跑火，不僅鑄件報廢造成浪費，而且跑火后金屬液

22、容易堵塞排氣管道，設備維修困難。跑火發生在兩個部位：升液管口和鑄型。勤奮敬業 追求卓越8.1升液管口跑火升液管口跑火 差壓鑄造升液管口和砂箱在接觸面墊石棉墊進行密封，但砂箱底面不平整或直澆道對正管口偏差過大會導致密封不嚴而跑火，扣箱前必須認真檢查砂箱底面，及時刮去高點、抹平凹坑，對修復部位刷涂料烘烤；扣箱時仔細觀察，確保直澆道與升液管口對正。鑄型自重小于抬箱力也是造成升液管口部位跑火的原因之一，因此對于鑄型自重小、抬箱力大的鑄型在澆注時在砂箱上放壓鐵或用工裝將砂箱固定在中隔板上。勤奮敬業 追求卓越8.2鑄型跑火鑄型跑火 鑄型跑火可查看跑火具體位置：在分型面處跑火則為分型面不平整石棉繩或封箱膏對

23、型腔密封不嚴；在鑄型上跑火則是砂型吃砂量小或砂型有裂紋影響鑄型強度，差壓鑄造鑄件充滿型腔還要進行增壓，對鑄型的強度要求非常高。造型時要留有足夠吃砂量滿足鑄型強度要求，扣箱時認真檢查、修補型腔和分型面，確保不跑火條件下才能進行合箱澆注。 勤奮敬業 追求卓越9冷隔冷隔 冷隔的特征是鑄件上有穿透或不穿透的，邊緣呈圓角壯的縫，不能完全融為一體的缺陷，稱冷隔。更嚴重時，則鑄件就會殘缺，或輪廓不完整，稱澆不足。冷隔常出現在遠離內澆道處，在鑄件薄壁處和厚薄連接處以及金屬流匯合處。 最輕的冷隔只是一條帶有圓角棱邊的淺槽。提高澆注溫度、澆注速度、鑄型溫度都能解決冷隔缺陷，但具體情況要具體分析，工藝人員應根據現場實際生產環境采取相應的工藝措施。勤奮敬業 追求卓越10夾渣夾渣 夾渣的特征是鑄件上有明的（鑄件表面）或暗的（鑄件內部），外形不規則的孔，孔內全部或局部被熔渣（多數是氧化夾渣）所填塞，這種缺陷稱夾渣夾渣形成的時間先后可以分為一次夾渣和二次夾渣。 因為鋁液在熔煉過程中產生且未清除干凈，或澆注時擋渣不良，或澆注系統設置不當，造成渣滓隨鋁液進入型腔中形成夾渣缺陷，這類夾渣稱為一次夾渣。 防止一次夾渣需選用干凈的鋁錠，減少鋁液熔煉過程和澆注過程中產生氧化夾渣，澆注系統中設置集渣包和過濾網（塊），強化擋渣能力。 鋁液在進入型腔后，由于沖刷、紊流