压铸用升液管介绍

压铸用升液管

重力铸造是指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺，也称重力浇铸，广义的重力铸造包括砂型浇铸、金属型浇铸、熔模铸造、消失模铸造，泥模铸造等；窄义的重力铸造主要指金属型浇铸。

反重力铸造(Counter—Gravity Casting，CGC)它是使坩埚中的金属在压力的作用下沿升液管自下而上克服重力及其他阻力充填铸型，并在压力下获得铸件的一种方法。其特点就是合金液充填铸型的驱动力与重力方向相反，合金液沿与重力相反方向流动。

反重力铸造，由于其合理的温场分布、平稳的充型特点和良好的液态补缩能力，在优质铝镁合金铸件的生产中得到了广泛的应用，并且成为当今的主流成形技术，特别是在大型复杂薄壁优质构件的生产中几乎成为不可替代的生产手段。反重力铸造铸造根据其建立压差过程的不同，可以分为低压铸造、差压铸造、调压铸造及真空吸铸等。

压力浇注通常有两种形式，其一是用压铸机依靠活塞将金属液压射进模内充型结晶，简称压铸。此法可生产出尺寸准确、结晶致密、加工余量很小、表面光洁、机械性能比一般模铸件高的各种小型铸件。适用于有色金属、碳钢、低合金钢、高合金钢压铸件。另一种形式是利用气体(如压缩空气等)，加压于金属液面上，使金属液经升液管进入模内结晶成坯(或铸件)的铸造工艺。由于所用压力较低，所以也称为低压铸造。

低压铸造是指铸型一般安置在密封的坩埚上方，坩埚中通入压缩空气，在熔融金属的表面上造成低压力（0.06～0.15MPa），使金属液由升液管上升填充铸型和控制凝固的铸造方法。当铸件完全凝固后，解除液面上的气体压力，使升液管和浇道中没有凝固的金属液靠自重流同坩埚中，然后打开铸型，取出铸件。这种铸造方法补缩好，铸件组织致密，容易铸造出大型薄壁复杂的铸件，无需冒口，金属收得率达95%。无污染，易实现自动化。但设备费用较高，生产效率较低。一般用于铸造有色合金。

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。其中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。

低压铸造是最早的反重力铸造技术，20世纪40年代开始用于工业生产。如今，低压铸造主要用于生产铝合金、镁合金件，如汽车工业的汽车轮毂、内燃发动机的气缸体、气缸盖、活塞、导弹外壳、叶轮、导风轮等形状复杂、质量要求高的铸件。当采用低压铸造生产铸钢时，如铸钢车轮，升液管需采用特种耐火材料。低压铸造也可应用于小型铜合金铸件，如管道装置接头，浴室中的旋塞龙头等，该技术在国外已实现工业化生产。

反重力铸造的关键部件之一：升液管
升液管是反重力铸造的关键部件之一。充型时，在气压的作用下，金属液通过升液管从坩埚内进入铸型中。卸压时，未凝固的金属液也通过升液管回流至坩埚内。作为浇注系统中的重要组元，升液管具有导流和补缩的作用，它应具有气密性、化学惰性及充型过程稳定可靠性，在反重力铸造工艺中起着至关重要的作用。

升液管可以采用不同材料制造而成，从材质上，升液管主要分金属升液管和陶瓷升液管。具体如下:

1、金属升液管:金属升液管主要由无缝钢管焊接或者灰口铸铁铸造后，内外层刷上耐火涂料制造而成。

2、钛酸铝陶瓷升液管:钛酸铝陶瓷不仅具有较高的熔点（1860℃）、较低的热膨胀系数（α≤2.0×10-6/K），且具有与铝等许多有色金属熔体不润湿的特性，因此是制造铸铝用升液管的优良材料。

3、氮化硅陶瓷升液管:氮化硅作为高级耐火材料，具有低的热膨胀系数，耐热冲击性能好、高温力学性能高和抗金属侵蚀能力强等优点。氮化硅熔点1900℃，热膨胀系数2.5×10-6/K，对许多金属不润湿。纯氮化硅升液管比钛酸铝升液管具有更优异的抗热震性能和耐温能力，使用寿命长但是价格昂贵。

4、赛龙陶瓷升液管:赛龙陶瓷是一种Si3N4-Al2O3系高温烧结材料，它是由Al2O3的Al、O原子部分地转换了Si3N4中的Si、N原子，构成Si-Al-O-N系统。赛龙陶瓷具有高温强度好、常温和高温化学性能稳定优异、耐磨性能好、热膨胀系数很低（2.4～3.2×10-6/K）及抗热冲击性能好等优点。赛龙陶瓷结合了氮化硅（高强度、硬度、断裂韧性和低热膨胀）和氧化铝（抗腐蚀性、化学惰性、高温能力和抗氧化性）的综合性能，具有非常的优异的热性能和机械性能。

5、复合材料升液管:复合材料升液管多以铸钢、耐热钢等金属管为骨架，内外表面涂覆或嵌套一定厚度的耐高温陶瓷等非金属材料而成，兼备了金属升液管的良好气密性和高力学性能以及非金属材料的耐高温和高温化学稳定性好等优点。此类升液管制造工艺复杂，成本较高。

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