铝合金铸造技术

铝合金低压铸造技术随着我国经济的快速发展，铝合金在房屋建铸中的应用越来越广泛，在生产铝合金上，当前应用最广泛的依旧是低压铸造技术，这种技术不仅成本较低，而且操作起来也比较简单。

本文先介绍了低压铸造路合金的基本原理与特点，然后详细分析了路合金低压铸造的过程以及发展前景。

标签：铝合金；低压铸造；生产流程铝合金是非常常用的铸件材料，被应用建铸、机械设备、艺术创作各个方面。

在铝合金的生产上，最常见的生产工业是低压铸造工艺，主要是指铝液在压力的作用下，完成充型与凝固的过程，利用该铸造工艺不仅能使铝合金获得较高的强度，还能塑造出各种复杂的铸件，使金属材料的利用率提高。

1铝合金低压铸造原理及特点铝合金中由于各组元的不同，合金会表现出不同的物理性能及化学性能，并且合金结晶的过程也不尽相同。

因此，在进行铝合金铸造时，必须针对铝合金的特性，选择合理的铸造方法，以便优化铸件。

1.1 低压铸造原理铝合金低压铸造的原理是将干燥的空气压缩到一个密封的容器中，容器中事先装有铝液，铝液在气体压力的作用下就会沿着深液管铸件上升，通过铸型浇口平稳的进入到铸件的腔内，在铸液过程中，铝液的气体压力一直保持同一水平，一直到铝液完全凝固后终止。

在铝液完全凝固后，就可以接触铝液表面的气体压力，使多余的铝液返回到容器中，铸型内凝固的铝液形状就是最终所需要的铸件。

因为该工艺所需要的容器压力较低，故被称为低压铸造工艺。

1.2 低压铸造特点低压铸造的特点是成分简单，铸造性能好，能够很方便的进行铸造，在铸造过程中也可以自由的控制压力与铝液的流速，这中铸造工艺可以应用于其他的浇铸作业中。

低压铸造所使用的容器是底注式充型容器，铝液的金属液面能够保持平稳的状态，在铸造过程中不存在溅射的情况，因此在铸造时也就能够避免卷入气体或者颗粒粉尘的情况，提高逐渐的密实度与合格率。

因为铸件是在空气压力的作用下完成凝固的，所以铸件的轮廓往往会比较清晰，表面呈光滑状，铸件的力学性能较高，这有利于大薄壁的铸型。

铝合金的铸造方法铝合金铸造方法主要分为压力铸造和重力铸造两种。

1. 压力铸造方法（Pressure Casting）压力铸造是指将熔化的铝合金通过高压注入到金属模具中进行快速凝固的方法。

压力铸造包括冷室压力铸造和热室压力铸造两种方法。

具体步骤如下：- 铝合金材料熔化：将铝合金原料加热至熔点，通常在680C-750C之间。

- 模具准备：选择适当的金属模具，并进行涂料处理，以便提高铝合金熔体与模具表面的润湿性。

- 模具预热：根据具体合金类型和厚度，模具需要预热到一定温度，通常在200C-300C之间。

- 注射：将预热好的模具封闭在注射机中，通过高压将铝合金熔体注入模具中。

- 冷却：模具内的铝合金熔体在注射后迅速凝固，并冷却至室温。

- 模具开启和取出：冷却后，打开模具，取出铸件。

- 去毛刺和后处理：对铸件进行去毛刺和修整等后处理工艺。

2. 重力铸造方法（Gravity Casting）重力铸造是指利用重力将铝合金熔体注入模具中的方法。

相对于压力铸造，重力铸造的压力较低，适用于较大的铸件。

具体步骤如下：- 铸造准备：选择适当的金属模具，并进行涂料处理。

- 铝合金材料熔化：将铝合金原料加热至熔点，通常在680C-750C之间。

- 注射：借助于重力，将铝合金熔体通过溢流口倒入模具中。

在此过程中，可以通过控制溢流口的大小和位置来控制铸件的形状和尺寸。

- 冷却：待铝合金熔体在模具中凝固，冷却至室温。

- 模具开启和取出：冷却后，打开模具，取出铸件。

- 去毛刺和后处理：对铸件进行去毛刺和修整等后处理工艺。

值得注意的是，上述方法仅列举了最常用和基本的铝合金铸造方法，实际生产中还有其他特殊的铸造方法，如砂芯铸造、低压铸造等。

具体方法的选择会根据铸件形状、尺寸和要求等因素进行灵活确定。

《铝合金熔铸加工技术原理》（四）四、锭坯铸造生产工艺介绍铸锭就是将经检验合格的铝熔体在690℃～ 720℃时（根据合金品种而定），通过转注工具，浇注到带有水冷却设施的结晶器（模具）中，使熔体在重力下充型、冷却、凝固成具有铸模型腔状铝锭坯的工艺过程，传统的铸造工艺为立式直接水冷半连续铸锭（Vertical.Direet.Chill.Casting），简称DC法（由法国人发明）。

沿用至今，已成为铝、铜、镁、锌合金铸坯广泛使用的方法。

近年来铝合金铸锭生产出现了许多新的铸造工艺如：热顶铸造、水平连铸、倾斜式、Hazelett连铸法等以及附加电磁、振动、压力设备的铸造新方法。

但这些方法除Hazelett连铸法外，也只是在DC法上的改进。

1、 DC法工艺介绍DC法属半连续铸造范畴，但半连续与连续铸造二者并无本质上的区别。

在铝加工行业中，除1xxx系合金外，其它系铝合金锭坯生产极少用连续铸造方法。

本节对DC法进行介绍1.1 DC铸锭的工艺流程以铸造大板坯为例，铸造过程在半连续铸造机上进行：→接静置工序→炉前测氢→测温调温→开炉口放流→铝熔体过滤→二次除氢（氮、氩）→控制浇温→在线加入晶粒细化剂→铝液入结晶器→铸造开始→控制冷却水强度→液面及浇速控制→铸造过程中→铸造结束→停车停水吊铸锭→铸锭质量检验→锯切头尾→均热处理→合格铸坯→→→转压力加工工序1.2 工艺特点：1.2.1.由于浇注速度和冷却速度可调、可控，允许用较低的铸造温度，供流平稳且铝液流柱短，液流的冲击作用小，无飞溅，混入气体及夹杂少，铸锭表面质量好，成材率高。

1.2.2.由于结晶器和二次冷却水的强烈冷却作用，可以获得较高的铸造速度和结晶速度，铸锭结晶组织较匀细、致密度高，气孔、夹杂、疏松等缺陷少，铝液有高的收得率、铸锭成品率高、力学性能较好。

1.2.3.生产过程机械化程度高，工人劳动强度较小，生产率高。

1.2.4.工艺条件要求严格，技术性强，熟练掌握难度大。

铝合金熔铸工艺及常见的缺陷一、铸造概论在铸造合金中，铸造铝合金的应用最为广泛，是其他合金所无法比拟的，铝合金铸造的种类如下：由于铝合金各组元不同，从而表现出合金的物理、化学性能均有所不同，结晶过程也不尽相同。

故必须针对铝合金特性，合理选择铸造方法，才能防止或在许可范围内减少铸造缺陷的产生，从而优化铸件。

1、铝合金铸造工艺性能铝合金铸造工艺性能，通常理解为在充满铸型、结晶和冷却过程中表现最为突出的那些性能的综合。

流动性、收缩性、气密性、铸造应力、吸气性。

铝合金这些特性取决于合金的成分，但也与铸造因素、合金加热温度、铸型的复杂程度、浇冒口系统、浇口形状等有关。

(1) 流动性流动性是指合金液体充填铸型的能力。

流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件。

在铝合金中共晶合金的流动性最好。

影响流动性的因素很多，主要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒，但外在的根本因素为浇注温度及浇注压力（俗称浇注压头）的高低。

实际生产中，在合金已确定的情况下，除了强化熔炼工艺（精炼与除渣）外，还必须改善铸型工艺性（砂模透气性、金属型模具排气及温度），并在不影响铸件质量的前提下提高浇注温度，保证合金的流动性。

(2) 收缩性收缩性是铸造铝合金的主要特征之一。

一般讲，合金从液体浇注到凝固，直至冷到室温，共分为三个阶段，分别为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。

合金的收缩性对铸件质量有决定性的影响，它影响着铸件的缩孔大小、应力的产生、裂纹的形成及尺寸的变化。

通常铸件收缩又分为体收缩和线收缩，在实际生产中一般应用线收缩来衡量合金的收缩性。

铝合金收缩大小，通常以百分数来表示，称为收缩率。

①体收缩体收缩包括液体收缩与凝固收缩。

铸造合金液从浇注到凝固，在最后凝固的地方会出现宏观或显微收缩，这种因收缩引起的宏观缩孔肉眼可见，并分为集中缩孔和分散性缩孔。

集中缩孔的孔径大而集中，并分布在铸件顶部或截面厚大的热节处。

分散性缩孔形貌分散而细小，大部分分布在铸件轴心和热节部位。

铝合金铸造工艺一、铸造概论铝合金铸造的种类如下：由于铝合金各组元不同，从而表现出合金的物理、化学性能均有所不同，结晶过程也不尽相同。

故必须针对铝合金特性，合理选择铸造方法，才能防止或在许可范围内减少铸造缺陷的产生，从而优化铸件。

1、铝合金铸造工艺性能铝合金铸造工艺性能，通常理解为在充满铸型、结晶和冷却过程中表现最为突出的那些性能的综合。

流动性、收缩性、气密性、铸造应力、吸气性。

铝合金这些特性取决于合金的成分，但也与铸造因素、合金加热温度、铸型的复杂程度、浇冒口系统、浇口形状等有关。

(1) 流动性流动性是指合金液体充填铸型的能力。

流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件。

在铝合金中共晶合金的流动性最好。

影响流动性的因素很多，主要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒，但外在的根本因素为浇注温度及浇注压力（俗称浇注压头）的高低。

(2) 收缩性收缩性是铸造铝合金的主要特征之一。

一般讲，合金从液体浇注到凝固，直至冷到室温，共分为三个阶段，分别为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。

合金的收缩性对铸件质量有决定性的影响，它影响着铸件的缩孔大小、应力的产生、裂纹的形成及尺寸的变化。

通常铸件收缩又分为体收缩和线收缩，在实际生产中一般应用线收缩来衡量合金的收缩性。

铝合金收缩大小，通常以百分数来表示，称为收缩率。

①体收缩体收缩包括液体收缩与凝固收缩。

铸造合金液从浇注到凝固，在最后凝固的地方会出现宏观或显微收缩，这种因收缩引起的宏观缩孔肉眼可见，并分为集中缩孔和分散性缩孔。

集中缩孔的孔径大而集中，并分布在铸件顶部或截面厚大的热节处。

分散性缩孔形貌分散而细小，大部分分布在铸件轴心和热节部位。

显微缩孔肉眼难以看到，显微缩孔大部分分布在晶界下或树枝晶的枝晶间。

缩孔和疏松是铸件的主要缺陷之一，产生的原因是液态收缩大于固态收缩。

生产中发现，铸造铝合金凝固范围越小，越易形成集中缩孔，凝固范围越宽，越易形成分散性缩孔，因此，在设计中必须使铸造铝合金符合顺序凝固原则，即铸件在液态到凝固期间的体收缩应得到合金液的补充，是缩孔和疏松集中在铸件外部冒口中。

铝合金熔炼与铸造技术一、引言铝合金是一种重要的结构材料，具有轻质、高强度和良好的耐腐蚀性能，在航空航天、汽车制造、建筑工程等领域广泛应用。

铝合金的制备过程中，熔炼与铸造技术起到关键作用，本文将对铝合金熔炼与铸造技术进行详细探讨。

二、铝合金熔炼技术2.1 熔炼原料准备熔炼铝合金的原料主要包括铝、合金元素和辅助材料。

铝采用高纯度的铝锭，合金元素可以通过添加铝合金粉末或其他化合物来实现。

辅助材料包括熔剂、脱气剂等。

这些原料的准备对于保证铝合金的成分和质量非常重要。

2.2 熔炼设备和工艺熔炼铝合金的常用设备有电阻加热炉、感应加热炉和气体燃烧炉等。

其中，感应加热炉在铝合金熔炼中应用最广泛，具有加热速度快、能耗低和温度控制准确等优点。

熔炼工艺包括预热、熔化、调温和净化等步骤，其中净化技术对于铝合金的纯净度和性能起到重要作用。

2.3 熔炼过程控制与优化熔炼过程中，熔体温度、保温时间、搅拌方式等因素对铝合金的成分和组织结构有重要影响。

熔炼过程需要进行温度控制、气氛控制和搅拌控制等，以确保铝合金的成分均匀、杂质含量低。

三、铝合金铸造技术3.1 铸造方法铝合金的常用铸造方法包括压铸、重力铸造、低压铸造和砂型铸造等。

压铸是最常用的铸造方法，适用于生产复杂形状和尺寸精度要求高的铝合金件。

重力铸造适用于大型铝合金零部件的生产，低压铸造适用于长条状和壳状铝合金件的生产，砂型铸造适用于非常大型和特殊形状的铝合金件的生产。

3.2 铝合金铸造过程铝合金的铸造过程主要包括熔炼、准备模具、浇注、冷却和后处理等步骤。

熔炼过程中，需要根据具体合金配方和要求，控制熔体温度、浇注温度和浇注速度等参数。

准备模具是确保铸造件尺寸和表面质量的重要环节。

浇注过程需要保证熔体充分填充模腔，并避免气孔和缺陷的产生。

冷却过程中需控制冷却速率，以避免铝合金件出现应力和变形。

3.3 铝合金铸造工艺改进为了提高铝合金铸造件的质量和效率，可以采取一些工艺改进措施。

铝合金板锭铸造工艺技术操作规程1 铸造工艺参数（详见附表）2 铸造前的准备（1）上岗前要穿戴好劳保用品。

（2）查看上班记录及当班工艺卡片，明确当班工作任务。

（3）检查铸造井、在线精炼装置、过滤盆、Al-Ti-B丝喂料机等是否正常，水盘翻板开启是否正常，底座升降是否正常，石墨转子及加热套管是否正常，发现问题及时处理。

（4）检查液压站油泵、冷却水泵、控制操作台是否正常，水阀门是否灵活、可靠，结晶器各进水管是否连接可靠、无漏水，检查结晶器油润滑系统是否正常，发现问题及时处理。

（5）检查制氮机组的氮气（或氩气瓶）纯度及压力是否符合要求。

（6）准备好生产所需导流管、浮漂、石棉绳、润滑油、硅酸铝岩棉等材料。

（7）将渣箱吊放至在线除气及过滤箱紧急排放口下。

（8）做好各种工器具的除锈、预热工作，确保加入的原材料干燥。

（9）结晶器检查①检查结晶器的形状尺寸，若尺寸误差超出要求范围，应及时调正。

②检查结晶器水孔是否堵塞，若堵塞，用细钢丝将水孔内的杂物捅掉，使其保持畅通。

③检查冷却水温、水压和流量是否正常，看泄流阀工作是否正常。

④检查铸造水盘翻板上的螺丝是否紧固，清理干净翻板上的杂物。

⑤检查活动溜槽导流管安装尺寸是否符合要求。

（10）将结晶器安装平稳牢固，确保结合部位密封严实，不漏水。

（11）检查结晶器内壁是否光滑，若不光滑，用湿布蘸柴油擦洗并用细纱布打磨光滑，然后用毛刷在结晶器内壁均匀涂上一层润滑油。

引锭头上表面涂刷润滑油。

（12）启动液压系统电源，关上井盖，使底座上升到结晶器内20mm 左右。

（13）用石棉绳将结晶器与引锭头之间的缝隙塞紧压平。

（14）将氮气+CC4管路和在线精炼装置连接牢靠，检查在线精炼装置是否漏气。

（15）陶瓷过滤板必须加热至600℃以上方可使用，安装时一定要将其四周塞实，加上压铁，以防在浇铸过程中浮起。

（16）在过滤盆和在线除气装置之间的流槽中安放好过滤网。

（17）调整活动溜槽位置，使导流管口正对结晶器底座中央，然后用硅酸铝岩棉和过滤布将活动流槽和过滤盆连接密封好。