铝合金重力铸造的工艺原理是利用地球重力作用,将熔融的铝合金液注入预先准备好的金属铸型型腔中,待其冷却凝固后获得所需形状和尺寸的铝合金铸件。

核心工艺流程
模具准备:
模具通常由铸铁或铸钢制成,具有足够的耐高温性,且可重复使用数百至数万次。
模具设计需考虑分型结构(如垂直分型、水平分型或复合分型),以便于打开和取出铸件。
模具需预热至250-300℃,以减少铝液与模具的温差,避免铸件产生裂纹或冷隔。
合金熔炼:
铝合金原料在电炉或感应炉中加热至熔点以上(通常680-740℃),确保金属完全熔化并保持良好的流动性。
熔炼过程中需进行精炼除气操作,以去除杂质和气体,提高合金液的质量。
浇注:
当合金液达到合适的温度和流动性时,将其缓慢倒入模具型腔中。
浇注过程中需控制流速,确保合金液能够均匀地填充型腔,避免出现浇不足、冷隔等缺陷。
浇注系统设计需考虑层流充型和冒口补缩机制,以确保铸件组织致密。
冷却凝固:
浇注完成后,模具中的合金液在自然冷却或强制冷却条件下凝固成型。
冷却速度对铸件的组织和性能有重要影响,一般通过控制模具的材料、结构和冷却介质来调节冷却速度。
脱模与清理:
当铸件完全凝固后,打开模具,取出铸件。
去除铸件表面的浇口、冒口、毛刺等多余部分,并进行清理和打磨,使其达到所需的表面质量。
工艺特点与优势
尺寸精度高:
金属模具的复用性强,可确保铸件尺寸公差控制在±0.15mm范围内。
铸件表面质量稳定,适合对外观和精度要求较高的产品。
适应复杂结构:
通过装配砂芯可成型复杂结构件,满足汽车发动机壳体、框架等复杂零件的生产需求。
热处理性强:
铸件支持T6等热处理强化工艺,可进一步提高其力学性能。
生产灵活性高:
既适用于大批量生产形状复杂的铝合金铸造件,也适合中小批量生产,具有很好的生产灵活性。
成本效益:
模具成本综合投入较低,且金属模具耐久度达千次量级,降低了长期生产成本。