差压铸造生产技术在汽车连杆叉中的创新使用研究报告

一、差压铸造技术特点

（1）差压铸造，又称反压铸造，压差铸造，是一种压力下充型和凝团结晶的铸造工艺方法，兼有低压铸造和压力釜铸造的特点

它是在低压铸造的基础上，铸型外罩个密封罩，同时向坩埚和罩内通人压缤空气，但坩埚内的压力略高，将坩埚内的金属液在压力差的作用下经升液管充填铸型，并在压力下结晶。它是低压铸造与压力釜铸造两种铸造方法的结合。

（2）差压铸造的特点之一就是浇注系统与位于铸型下方的升液管直接相连，充型时液态金属从内浇口引入，由下布上地充填铸型，凝固过程中升液管中炙热的金属液由浇注系统向铸件提供补缩。因此，通常情况下，实现“自上而下的顺序凝固”方式是历来公认的差压铸造原则。充型凝固时，铸件纵向温度分布正好有利于反重力铸造的金属液充填和补缩。因此，在凝固过程中，铸件底部到顶部温度分布的趋势是由高到低。

二、推广用差压铸造技术生产汽车连杆叉的意义

（1）充型金属液质量好，重力铸造是从上而下将金属液倒入型腔，故而浮在液面上的夹杂物极易卷入型腔形成夹缝。而差压铸造相反，它是将吸液管深深地插入熔炉的底部，采用底注式浇注系统，在压力的作用下，底部的优质金属液平稳地进入型腔，减少了夹渣形成的机会。

（2）充型平稳 由于差压铸造机的可控性，浇注速度，也就是进气速度也是可控的。按流体力学计算出产生紊流的最小速度，也就得到了液体金属保证层流的最大速度。金属液可以相对平稳地进入铸型，极大地避免了重力铸造条件下所产生的冲击、涡流和紊流。

（3）铸件的组织致密 一般铸件的实际凝固状态都是介于同时凝固和顺序凝固之间，因而或多或少地在凝固后都存在疏松组织，在自由浇注条件下，由于外界压力小，疏松组织大量存在，在差压条件下，由于压力的存在（P₁>0.1MPa），金属的补缩能力增强，因而组织致密度高。

（4）可获得薄壁铸件 同样是由于压力场的存在，金属的充型能力得到增强，又由于压差（△p）是可控的，就可以通过采用增压方式来提高充型能力，生产出薄壁铸件。

（5）可减少铸件的针孔缺陷 除真空条件外，一般金属液中都溶有一定数量的气体，其中以氢居多。它们以H原子的形式存在，当温度降低，也就是铸件凝固时，H原子的溶解度降低。并以分子态H₂形式析出，于是就形成针孔缺陷。对差压铸造来讲，由于在压力下结晶，H原子溶解度增大，再加上高压下金属液凝固速度提高，H₂不易析出，从而减少了针孔缺陷。

（6）可改善铸件的表面质量 差压铸造可以得到表面光洁度高的铸件。铸件除了要精确复制模具的的几何形状外，还必须具有光洁的表面。铸件的表面光洁度和熔体、模具、气体之间发生的一系列复杂的物理化学反应密切相关。

（7）可减少铸件的热裂倾向 差压铸造有极强的补缩能力，可以及时充填出现的缩孔及裂纹，在一定程度上消除了热裂的隐患。尤其是对于大型复杂铸件，这一优点显得更为重要。

（8）整体结构稳定性好，修正性度高

施以恒力负荷预紧，可使汽车连杆叉精度高。刚性好，更好提高工作效率。

三、差压铸造生产技术目前的基本情况和发展趋势

根据作用在液态金属上的压力来源，差压铸造可以分为三类：气压式差压铸造、重力式差压铸造和活塞式差压铸造。

1、气压式差压铸造

气压式差压铸造分为增压式和减压式两种方式。气压式差压铸造示意图如图所示。

（1）减压式差压铸造 在工作循环开始前，由保温炉1、开液管（浇注管）2、模具3和模具室罩4组成一个密闭系统。由压力罐R通人的气体在密闭系统中产生压力P₁。这是差压铸造工艺的一个关键特征。

在可控压力差△P＝P₁－P₂的作用下，保温炉中的金属熔体以一定速率通过升入管2充型模具3.在充型过程中，金属熔体表面平稳上升，因此，不会发生熔体与加压气体相混合的现象。

在充型模具的整个时段内，始终存在一个压力作用于熔体表面。一方面，该压力使熔体和模具型壁完全贴合，另一方面，防止溶于熔体的气体的逸出。

在凝固和结晶的过程中，压力差△P始终保持，直至完全凝固为止。

（2）增压力式差压铸造 在工作循环开始前，由保温炉1、浇注管 2、模具 3和模具室罩4组成一个密闭系统。由压力罐R通人的气体在密闭系统中产生压力P₁。

关闭阀a和阀c，通过b继续通入气体，使保温炉1中的压力p1增加，和模具3及模具室罩4中的压力形成压力差。

在可控压力差△P＝p₁-p₂的作用下，保温炉中的金属熔体以一定速率通过升液管2充型模具3。

在充型模具的整个埋伏内，始终存在一个压力作用于熔体表面。在凝固和结晶过程中，压力差△P始终保持，直至完全凝固为止。