凝固原理課件低壓鑄造與控制第一頁，共67頁。第二頁，共67頁。一、傳統(tǒng)的鑄造成形方法1.砂型鑄造(1)砂型鑄造種類潮模砂(粘土砂)、水玻璃砂、樹脂砂(2)砂型鑄造特點(diǎn)及適用范圍

不受零件輪廓尺寸和復(fù)雜程度限制，成本低，但尺寸精度較低，不能很好地發(fā)揮材料的固有性能。(3)砂型鑄造的發(fā)展與其它成形工藝相結(jié)合，向優(yōu)質(zhì)鑄件精確成形的方向發(fā)展。第三頁，共67頁。2.金屬型鑄造(1)金屬型鑄造種類與相它成形工藝相結(jié)合，分為重力金屬型鑄造、(高)壓鑄(造)、低壓金屬型鑄造、離心鑄造。(2)金屬型鑄造特點(diǎn)及適用范圍

適合于中小輪廓尺寸和復(fù)雜程度較低的零件，模具成本高，但效率也高，尺寸精度高，能夠很好地發(fā)揮材料的固有性能。第四頁，共67頁。3.熔模精密鑄造(石膏型鑄造)(1)熔模精密鑄造種類耐火材料殼型、石膏型(2)熔模精密鑄造特點(diǎn)及適用范圍零件輪廓尺寸受限，復(fù)雜程度可以很高；流程長，成本高；尺寸精度較高，不能很好地發(fā)揮材料的固有性能。(3)熔模精密鑄造的發(fā)展向大尺寸零件、自動化生產(chǎn)方向發(fā)展。第五頁，共67頁。二、低壓鑄造原理2.1

概述

在二十世紀(jì)初期，國外開始研究并應(yīng)用低壓鑄造工藝，同時(shí)期，英國E.H.Lake登記了第一個(gè)低壓鑄造專利，主要用于巴氏合金的鑄造。法國人制定了用于鋁合金和銅合金的計(jì)劃，并首先在鋁合金鑄造生產(chǎn)中得到推廣使用。第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)后，隨著航空工業(yè)的發(fā)展，英國廣泛地采用低壓鑄造生產(chǎn)技術(shù)要求較高的航空發(fā)動機(jī)的氣缸等輕鋁合金鑄件，并采用金屬型低壓鑄造，大量生產(chǎn)高硅鋁合金鑄件。北美的汽車工業(yè)和電機(jī)工業(yè)又廣泛采用金屬型低壓鑄造生產(chǎn)汽缸、電機(jī)轉(zhuǎn)子等重要鑄件。這樣，低壓鑄造工藝迅速擴(kuò)散到通用機(jī)械、紡織機(jī)械、儀表和商業(yè)產(chǎn)品的領(lǐng)域。

我國從五十年代開始研究低壓鑄造，但發(fā)展一直比較緩慢。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，和大量新技術(shù)的采用，在上世紀(jì)末和本世紀(jì)初，低壓鑄造在我國得到快速發(fā)展，國產(chǎn)低壓鑄造機(jī)的功能和性能，及使用的穩(wěn)定性和可靠性已經(jīng)接近或達(dá)到國際先進(jìn)水平，被大量用于汽車輪轂、汽車缸蓋等鑄件的生產(chǎn)。第六頁，共67頁。V型汽車鋁缸蓋汽車輪轂鋁合金缸蓋英國黑豹汽車橋梁鑄件第七頁，共67頁。2.2低壓鑄造原理低壓鑄造是使液態(tài)金屬在壓力作用下充填型腔，以形成鑄件的一種方法。由于所用的壓力較低，所以叫做低壓鑄造。其工藝過程如下：在裝有合金液的密封容器（如坩堝）中，通入干燥的壓縮空氣，作用在保持一定澆注溫度的金屬液面上，造成密封容器內(nèi)與鑄型型腔的壓力差，使金屬液在氣體壓力的作用下，沿升液管上升，通過澆口平穩(wěn)地進(jìn)入型腔，并適當(dāng)增大壓力并保持坩堝內(nèi)液面上的氣體壓力，使型腔內(nèi)的金屬液在較高壓力作用下結(jié)晶凝固。然后解除液面上的氣體壓力，使開液管中未凝固的金屬液依靠自重流回坩堝中，再開型并取出鑄件，至此，一個(gè)完整的低壓澆鑄工藝完成。低壓鑄造加壓方式：坩堝加壓式容器加壓式低壓鑄造裝備結(jié)構(gòu)形式：(1)金屬型低壓鑄造裝備(2)砂型或殼型低壓鑄造裝備第八頁，共67頁。第九頁，共67頁。三、低壓鑄造特點(diǎn)低壓鑄造的澆注工藝參數(shù)可在工藝范圍內(nèi)任意設(shè)置調(diào)整，可保證液體金屬充型平穩(wěn)，減少或避免金屬液在充型時(shí)的翻騰、沖擊、飛濺現(xiàn)象，從而減少了氧化渣的形成，避免或減少鑄件的缺陷，提高了鑄件質(zhì)量。金屬液在壓力作用下充型，可以提高金屬液的流動性，鑄件成形性好，有利于形成輪廓清晰、表面光潔的鑄件，對于大型薄壁鑄件的成形更為有利。鑄件在壓力作用下結(jié)晶凝固，并能得到充分地補(bǔ)縮，故鑄件組織致密，機(jī)械性能高。具有自然的順序凝固特點(diǎn)。有利于降低鑄件的針孔度級別。提高了金屬液的工藝收得率，一般情況下不需要冒口，使金屬液的收得率大大提高，收得率一般可達(dá)90％。勞動條件好；生產(chǎn)效率高，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化，也是低壓鑄造的突出優(yōu)點(diǎn)。第十頁，共67頁。

低壓鑄造對合金牌號的適用范圍較寬，基本上可用于各種鑄造合金。不僅用于鑄造有色合金，而且可用于鑄鐵、鑄鋼。特別是對于易氧化的有色合金，更顯示它的優(yōu)越性能，即能有效地防止金屬液在澆注過程中產(chǎn)生氧化夾渣。低壓鑄造對鑄型材料沒有特殊要求，凡可作為鑄型的各種材料，都可以用作低壓鑄造的鑄型材料。與重力鑄造和特種鑄造應(yīng)用的鑄型基本相同，如砂型（粘土砂、水玻璃砂、樹脂砂等）、殼型、金屬型、石墨型、熔模精鑄殼型、陶瓷型等都可應(yīng)用?？傊蛪鸿T造對鑄型材料要求沒有嚴(yán)格限制。(a)增壓釜鑄造(100)(b)反重力低壓鑄造(100)渦道鑄件增壓釜和反重力低壓鑄造條件下相同部位的微觀組織第十一頁，共67頁。某型號進(jìn)氣道唇口鑄件汽車渦輪增壓器美國Wellman公司生產(chǎn)的導(dǎo)彈燃料艙和噴氣式發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道第十二頁，共67頁。四、低壓鑄造與其它鑄造法的比較低壓鑄造適用的合金范圍廣，鋁合金、鎂合金、銅合金、高密度黑色金屬。壓力鑄造一般只適用于鑄造性能較好的合金，如鋁硅合金、鋅合金、鎂合金等。壓力鑄造一般用于生產(chǎn)批量大的中小鑄件，低壓鑄造可適用于不同大小、不同批量的鑄件。就砂型低壓鑄造而言，所能成形的鑄件輪廓尺寸、鑄件重量幾乎不受限制。壓力鑄造是在高速高壓下充型，型腔中的氣體不易排除，易于產(chǎn)生氣孔，所生產(chǎn)的鑄件不能進(jìn)行熱處理，而低壓鑄造則與此相反。為此，壓力鑄造生產(chǎn)的鑄件一般只作功能件使用或者不重要的結(jié)構(gòu)件使用。壓力鑄造所用的鑄型(金屬型)，要求高、制造困難、周期長、成本高。低壓鑄造應(yīng)用的金屬模要求較低，制造容易，模具費(fèi)用只相當(dāng)于壓鑄模費(fèi)用的1/4。采用石墨型、殼型、砂型低壓鑄造時(shí)，模具費(fèi)用更低。而且低壓鑄造適用的鑄型種類多、范圍廣。低壓鑄造的設(shè)備比壓力鑄造的設(shè)備簡單，且容易制造。第十三頁，共67頁。五、低壓鑄造設(shè)備的分類及應(yīng)用按照加壓介質(zhì)分類：普通低壓鑄造設(shè)備電磁低壓鑄造設(shè)備按照所使用鑄型分類：金屬型低壓鑄造設(shè)備砂型低壓鑄造設(shè)備按照承壓方式分類：坩堝加壓型低壓鑄造設(shè)備罐體加壓型低壓鑄造設(shè)備第十四頁，共67頁。特點(diǎn)：凝固環(huán)境為正壓，排氣困難，生產(chǎn)效率較低，鑄件輪廓受限，鑄件致密度較低壓鑄造高。跑火易對裝備造成損壞。適用性：各種類型的復(fù)雜厚壁或中等壁厚優(yōu)質(zhì)構(gòu)件(平均壁厚大于8mm)。單件澆注重量400Kg左右?？捎糜诮饘傩?配套開合型和頂出機(jī)構(gòu))、砂型、石膏型、精鑄模殼以及消失模。六、類似于低壓鑄造的其它反重力鑄造方法及應(yīng)用差壓鑄造第十五頁，共67頁。調(diào)壓鑄造、真空吸鑄調(diào)壓鑄造真空吸注特點(diǎn)：凝固環(huán)境為負(fù)壓，排氣順暢，生產(chǎn)效率較低，鑄件輪廓受限。針孔度等級不易控制適用性：各種類型的復(fù)雜薄壁構(gòu)件(平均壁厚小于5mm)。單件澆注重量小于100Kg。主要用于砂型、石膏型、精鑄模殼。第十六頁，共67頁。真空差壓鑄造調(diào)壓充型正壓凝固

概念上的反重力鑄造方法。負(fù)壓充型，正壓凝固。具有調(diào)壓或真空吸注的充型和差壓鑄造的凝固特點(diǎn)，但過程可控性差，凝固正壓建立速度慢，無法對鑄件致密度形成明顯影響。第十七頁，共67頁。金屬型低壓鑄造生產(chǎn)線金屬型差壓鑄造生產(chǎn)線主要用于金屬型鑄造，由于需要實(shí)現(xiàn)開合模動作，所以，主要結(jié)構(gòu)為四立柱形式。但保溫爐形式有所區(qū)別。有金屬坩堝、石墨坩堝、碳化硅坩堝和耐火材料打結(jié)坩堝。第十八頁，共67頁。日本五十鈴制作所生產(chǎn)的“上?；瑒邮降蛪鸿T造機(jī)”第十九頁，共67頁。鑄造機(jī)本體：控制機(jī)械的高度，實(shí)現(xiàn)整體搬運(yùn)安裝作業(yè)平臺僅有550mm，2個(gè)臺階模具的開模壓力根據(jù)使用情況可調(diào)，采用節(jié)能型的液壓控制系統(tǒng)液壓裝置是小型的，可以置于平臺下面由于上模是滑動的，所以能夠提高安裝模具的效率和換模作業(yè)的安全性采用伺服電機(jī)驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)了高速運(yùn)轉(zhuǎn)下模具有升降功能，開模高度可以變更鋁液保持爐：鋁液保持爐由加壓室和保溫室2個(gè)槽構(gòu)成降低保持爐的高度，所以實(shí)現(xiàn)了小型、無地坑化升液管安裝在爐內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了無升液管化。另外，由于模具的澆道與液面的距離短，所以能夠減少熱量的損失以及氧化物的產(chǎn)生能夠保持恒定的液面高度，鑄造條件同一為了清除鋁液中的雜質(zhì)以及控制氧化物的生成，在保溫室側(cè)設(shè)置了脫氧裝置鑄造作業(yè)(加壓)時(shí)，可以進(jìn)行清掃保溫室及添加鋁液作業(yè)第二十頁，共67頁。德國琦瑪(GIMA)低壓鑄造機(jī)第二十一頁，共67頁。西北工業(yè)大學(xué)開發(fā)的非標(biāo)反重力低壓、差壓、調(diào)壓和真空吸鑄設(shè)備主要用于砂型、精鑄模殼、石膏型等的鑄件成形，用途不同，配制也不同，但主要結(jié)構(gòu)為上下罐形式。第二十二頁，共67頁。坩堝加壓型低壓鑄造設(shè)備第二十三頁，共67頁。七、低壓鑄造液面加壓的控制第二十四頁，共67頁。電控核心：單板機(jī)單片機(jī)監(jiān)控程序編寫語言：機(jī)器碼匯編語言高級語言事件驅(qū)動可視化編程語言調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：一次儀表氣動薄膜閥電氣比例閥直行程電動閥組合閥液面加壓控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程第二十五頁，共67頁。氣動薄膜閥口徑大，可以帶手動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，但反應(yīng)慢，不適合于快速調(diào)節(jié)。第二十六頁，共67頁。電氣比例閥模擬多級控制第二十七頁，共67頁。數(shù)字組合閥第二十八頁，共67頁。第二十九頁，共67頁?？刂栖浖摹皡?shù)設(shè)置”屏幕第三十頁，共67頁?？刂栖浖摹斑^程監(jiān)控”屏幕第三十一頁，共67頁?？刂栖浖摹皵?shù)據(jù)處理”屏幕第三十二頁，共67頁?？刂栖浖摹肮收隙ㄎ弧逼聊坏谌?，共67頁?？刂栖浖摹安僮髦改稀逼聊坏谌捻?，共67頁。液面加壓控制算法傳統(tǒng)PID算法比例環(huán)節(jié)：及時(shí)成比例地反映控制系統(tǒng)的偏差信號e(t)，偏差一旦產(chǎn)生，控制器立即產(chǎn)生控制作用，以減少偏差。積分環(huán)節(jié)：主要用于消除靜差，提高系統(tǒng)的無差度。積分作用的強(qiáng)弱取決于積分時(shí)間常數(shù)TI，TI越大，積分作用越弱，反之則越強(qiáng)。微分環(huán)節(jié)：能反映偏差信號的變化趨勢(變化速率)，并能在偏差信號值變得太大之前，在系統(tǒng)中引入一個(gè)有效的早期修正信號，從而加快系統(tǒng)的動作速度，減小調(diào)節(jié)時(shí)間。第三十五頁，共67頁。傳統(tǒng)PID控制效果此次跟蹤過程中，升液速度為50mm/s，充型速度為150mm/s。從圖中可以看出，在升液和充型階段存在著較大的氣壓波動，動態(tài)性能較差，而進(jìn)入到保壓階段，實(shí)際曲線與設(shè)定曲線基本重合，偏差很小，靜態(tài)性能良好。第三十六頁，共67頁。傳統(tǒng)PID限幅控制效果此次跟蹤對輸出進(jìn)行了限幅處理。升液速度為30mm/s，充型速度為50mm/s。限定其最大輸出，從而保證了升液和充型階段良好的跟蹤效果，但是在結(jié)晶增壓階段壓力升高很快，為3KPa/s，而輸出最大值又被限制，所以產(chǎn)生了較大的偏差。這種方法顧此失彼，不能滿足實(shí)際生產(chǎn)的要求。第三十七頁，共67頁。Fuzzy控制算法模糊化接口、規(guī)則庫、模糊推理機(jī)制和輸出量解模糊化接口等四個(gè)部分。利用Fuzzy控制的液面加壓曲線。升液速度為30mm/s，充型速度為50mm/s。從圖中可以看出，升液和充型階段動態(tài)跟蹤效果良好，但是在轉(zhuǎn)入到保壓階段時(shí)產(chǎn)生了振蕩和超調(diào)，即所謂的零點(diǎn)極限循環(huán)振蕩。第三十八頁，共67頁。EEC-6-5-4-3-2-10+1+2+3+4+5+6-63.123.123.123.123.123.123.122.882.642.271.901.420.94-52.922.882.842.842.842.802.752.262.261.511.510.510.51-42.722.642.562.562.562.472.382.131.881.501.110.590.07-32.312.011.801.801.801.731.651.281.280.530.53-0.48-0.48-21.891.471.041.041.040.980.920.670.67-0.06-0.06-1.03-1.03-11.631.180.730.700.660.580.50.390.28-0.04-0.21-0.69-1.16-01.370.900.420.350.270.180.08-0.11-0.11-0.35-0.35-1.29-1.29+01.290.820.350.230.110.02-0.08-0.27-0.27-0.42-0.42-1.37-1.37+11.160.690.21-0.04-0.28-0.39-0.5-0.58-0.66-0.70-0.73-1.18-1.63+21.030.550.06-0.31-0.67-0.78-0.92-1.04-1.04-1.04-1.04-1.89-1.89+30.48-0.03-0.53-0.91-1.28-1.47-1.65-1.73-1.80-1.80-1.80-2.01-2.31+4-0.07-0.59-1.11-1.50-1.88-2.13-2.38-2.56-2.56-2.56-2.56-2.72-2.72+5-0.51-1.01-1.51-1.89-2.26-2.51-2.75-2.80-2.84-2.84-2.84-2.88-2.92+6-0.94-1.42-1.90-2.27-2.64-2.88-3.12-3.12-3.12-3.12-3.12-3.12-3.12ΔU模糊查詢表第三十九頁，共67頁。Fuzzy-PID復(fù)合控制算法Fuzzy-PID混合控制。升液速度為50mm/s，充型速度為150mm/s。當(dāng)偏差E較小的時(shí)候采用PID進(jìn)行調(diào)節(jié)，一旦設(shè)定曲線變化較大，跟蹤誤差越來越大，直至達(dá)到e0(0.5KPa），然后轉(zhuǎn)入到Fuzzy控制，而Fuzzy控制的動態(tài)效果較好，因此不會出現(xiàn)類似于純模糊控制中的現(xiàn)象。第四十頁，共67頁。模糊化PID控制算法FuzzyPID控制器中包含一個(gè)傳統(tǒng)的PID控制器和一個(gè)模糊自整定結(jié)構(gòu)。通過模糊推論在線調(diào)整PID的三個(gè)參數(shù)比例項(xiàng)（KP）、積分項(xiàng)（KＩ）和微分項(xiàng)（KD）以便獲得合理的動態(tài)響應(yīng)速度和較高的控制精度。圖中r(t)是設(shè)定值，e是設(shè)定值和實(shí)際值之間的差，ec是差值變化率，Δu是FuzzyPID控制器的輸出增量。第四十一頁，共67頁。ΔKPec-3-2-10123e-30.730.520.380.380.260.02-0.23-20.730.500.260.260.14-0.09-0.33-10.600.210.120.120.0-0.24-0.4800.60.210.00.0-0.12-0.36-0.610.480.08-0.12-0.12-0.12-0.36-0.6020.330.06-0.26-0.26-0.26-0.50-0.7330.23-0.18-0.34-0.34-0.34-0.49-0.71ΔKIec-3-2-10123e-3-0.71-0.73-0.60-0.60-0.48-0.250.0-2-0.71-0.50-0.36-0.360.240.00.25-1-0.71-0.50-0.12-0.1200.240.480-0.57-0.36-0.120.00.120.360.601-0.57-0.36-0.1200.120.500.732-0.42-0.160.080.210.210.500.73300.250.480.600.600.730.73ΔKDec-3-2-10123e-30.12-0.15-0.42-0.42-0.42-0.28-0.01-20.12-0.14-0.39-0.39-0.390.26-0.01-10.02-0.24-0.36-0.36-0.36-0.36-0.110-0.23-0.48-0.48-0.48-0.48-0.48-0.3710.18-0.160.160.160.160.160.1820.710.550.550.520.360.520.7131.171.041.040.930.780.931.11根據(jù)誤差和誤差變化率在模糊控制表中查找PID參數(shù)增量，動態(tài)改變PID參數(shù)，有效發(fā)揮三個(gè)參數(shù)在不同情況下的調(diào)節(jié)作用，有效改變動態(tài)和靜態(tài)跟蹤品質(zhì)，充分發(fā)揮傳統(tǒng)PID的調(diào)節(jié)能力，增強(qiáng)這種控制算法的適應(yīng)性。第四十二頁，共67頁。低壓鑄造液面加壓控制效果評估第四十三頁，共67頁。低壓鑄造液面加壓控制效果評估第四十四頁，共67頁。低壓鑄造液面加壓控制效果評估第四十五頁，共67頁。八、低壓鑄造流程金屬的熔煉及模具的準(zhǔn)備；澆注前的準(zhǔn)備：包括坩堝密封(裝配密封蓋),升液管中的扒渣，測量液面高度，密封性試驗(yàn)，配模，緊固模具等；澆注：包括升液、充型、結(jié)晶凝固、排氣等四個(gè)過程；脫模：包括松型脫模和取件。第四十六頁，共67頁。低壓鑄造工藝操作規(guī)程第四十七頁，共67頁。九、低壓鑄造工藝參數(shù)的選擇(1)升液階段(2)充型階段(3)結(jié)殼增壓階段(4)結(jié)保保壓階段(5)結(jié)晶增壓階段(6)結(jié)晶保壓階段階段參數(shù)定義：(1)升液階段：升液速度(mm/s)、升液壓力(KPa，p1)(2)充型階段：充型速度(mm/s)、充型壓力(KPa，p2)(3)結(jié)殼增壓階段：結(jié)殼增壓壓力(KPa,Δp1=p3－p2),結(jié)殼增壓速度(KPa/s)(4)結(jié)保保壓階段：結(jié)殼保壓時(shí)間(s)(5)結(jié)晶增壓階段：結(jié)晶增壓壓力(KPa,Δp2=p4－p3),結(jié)晶增壓速度(KPa/s)(6)結(jié)晶保壓階段：結(jié)晶保壓時(shí)間(s)第四十八頁，共67頁。差壓鑄造：同步建正壓調(diào)壓鑄造：同步建負(fù)壓同步壓力（KPa）針對成形合金的不同以及鑄件復(fù)雜程度的不同，還需要考慮熔體密度(Kg/m3)和阻力系數(shù)。第四十九頁，共67頁。階段12345678時(shí)間Δt1Δt2Δt3Δt4Δt5Δt6Δt7Δt8壓力Δp1Δp2Δp3Δp4Δp5Δp6Δp7Δp8第五十頁，共67頁。真空吸鑄工藝參數(shù)第五十一頁，共67頁。熔體充滿鑄型后遵循帕斯卡定律：即作用在液面上的壓強(qiáng)與鑄型各個(gè)方向所承受的壓強(qiáng)相等。低壓鑄造工藝參數(shù)的設(shè)定方法p－壓強(qiáng)，N/m2ρ－密度，Kg/m3g－重力加速度，m/s2λ－阻力系數(shù)(1~1.5)舉例：水的密度為1000Kg/m3，那么，1KPa的壓力對應(yīng)約102mm的水柱。類似，液態(tài)鋁硅合金的密度為2400Kg/m3，那么，1KPa的壓力對應(yīng)約42.5mm的鋁柱。注意：1N=1Kg.m/s2低壓鑄造充型過程中，熔體未充滿鑄型之前遵循以下規(guī)律：單位PaKPaMPabarmbarkgf/cm2Pa110-310-610-510-210.2×

10-6KPa103110-310-21010.2×

10-3MPa10610311010410.2bar10510210-111031.02mbar10210-110-4101

1.02×

10-3kgf/cm298066.598.0798.07×

10-3

0.98980.671第五十二頁，共67頁。升液壓力：充型壓力：第五十三頁，共67頁。序號工藝參數(shù)(單位)參數(shù)設(shè)置說明1同步壓力(KPa)同步壓力用于差壓或調(diào)壓工作模式，指工作時(shí)上下罐體的同步壓力。對于差壓鑄造，一般取值為400~600KPa。理論上，該參數(shù)取值越大，對鑄件質(zhì)量越有利。對于調(diào)壓鑄造，一般取值為-50~-70KPa。真空度越高，越有利于鑄件成形，但不利于控制針孔度級別。2升液速度(mm/s)升液速度指熔體在升液管中的上升速度，單位為mm/s。該參數(shù)取值太大，會造成充型不平穩(wěn)現(xiàn)象。一般情況下，該參數(shù)的取值稍低于充型速度即可。

3升液壓力(KPa)升液壓力指熔體完成升液過程，到達(dá)升液管口，接通底部觸點(diǎn)時(shí)對應(yīng)的壓力。該參數(shù)的取值與熔化保溫爐內(nèi)熔體的多少有關(guān)，爐內(nèi)熔體越少，該參數(shù)取值越大。這里要指出的是，該參數(shù)的取值是近似值，主要用于這樣的情況，即由于某種原因，熔體到達(dá)升液管口但不能接通底部觸點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)要根據(jù)這個(gè)值來確定升液過程結(jié)束，充型開始。當(dāng)然，在這種情況下，該參數(shù)取值的正確與否，直接關(guān)系到鑄件的充型質(zhì)量，一般取值略大于實(shí)際值即可。

第五十四頁，共67頁。序號工藝參數(shù)(單位)參數(shù)設(shè)置說明4充型速度(mm/s)充型速度指熔體在型腔中的上升速度，單位為mm/s。該參數(shù)的取值對鑄件質(zhì)量至關(guān)重要，取值太大，會造成充型不平穩(wěn)，引起熔體飛濺或憋氣；取值太小，會造成冷隔或欠鑄。具體大小與鑄件高度、壁厚、復(fù)雜程度有關(guān)，應(yīng)針對具體鑄件，進(jìn)行摸索。

5充型壓力(KPa)充型壓力指熔體到達(dá)型腔頂部時(shí)的壓力，單位為KPa。該參數(shù)的取值與熔化保溫爐內(nèi)熔體的多少及鑄件的高度有關(guān)。爐內(nèi)熔體越少，該值越大；鑄件越高，該值越大。與升液壓力類似，該參數(shù)的取值也只能是近似的，主要用于熔體因某種原因不能接通型頂觸點(diǎn)時(shí)的情況，這時(shí)系統(tǒng)需要根據(jù)此值確定熔體已到達(dá)型頂，并開始完成保壓環(huán)節(jié)。該參數(shù)取值太小，會造成欠鑄；取值太大，有可能導(dǎo)致粘砂，甚至破壞鑄型。一般取值略大于實(shí)際值即可。

6結(jié)殼時(shí)間(s)結(jié)殼時(shí)間指從充滿鑄型到鑄件表面凝固結(jié)殼所需要的時(shí)間，單位為秒。該參數(shù)取值太大，結(jié)殼太厚，甚至使鑄件處于糊狀凝固階段，影響凝固補(bǔ)縮，最終導(dǎo)致出現(xiàn)縮松、微縮松。一般情況下，控制在2到5秒之間。

第五十五頁，共67頁。序號工藝參數(shù)(單位)參數(shù)設(shè)置說明7結(jié)殼增壓壓力(KPa)結(jié)殼增壓壓力指為了使鑄件在一定的壓力下結(jié)殼而提供的壓力增量，也就是在熔體充滿型腔的基礎(chǔ)上，再增加一定的壓力(結(jié)殼增壓壓力)，目的是保證熔體在壓力下結(jié)殼的同時(shí)，不致于產(chǎn)生粘砂。該參數(shù)取值太大，會出現(xiàn)粘砂現(xiàn)象，甚至?xí)硅T型發(fā)生變形。

8結(jié)殼增壓速度(KPa/s)結(jié)殼增壓速度指提供結(jié)殼增壓壓力所使用的速度。之所以提供該參數(shù)，是為了避免在PID控制中遇到階躍函數(shù)，對氣動薄膜閥產(chǎn)生沖擊，產(chǎn)生較大的超調(diào)。事實(shí)上，對于給定壓差值來說，不必要存在階躍函數(shù)，因?yàn)槿魏螆?zhí)行機(jī)構(gòu)的動作都具有連續(xù)性，動作速度無論有多快，實(shí)際上都要經(jīng)歷一定的時(shí)間段。所以，提供該參數(shù)是符合實(shí)際情況的。對于氣動薄膜閥，該參數(shù)的取值一般為2-4KPa之間。

9結(jié)晶時(shí)間(s)結(jié)晶時(shí)間指鑄件完成結(jié)殼凝固后，最終完全凝固所需要的時(shí)間，單位為秒。該參數(shù)取值太小，鑄件不能完全凝固，過早的泄壓，會導(dǎo)致鑄件組織不致密，達(dá)不到補(bǔ)縮目的；取值太大，會使升液管凍結(jié)，影響工作效率。該參數(shù)的具體取值與鑄件重量、壁厚等有關(guān)，可在大致計(jì)算的基礎(chǔ)上，結(jié)束經(jīng)驗(yàn)予以修正。

第五十六頁，共67頁。序號工藝參數(shù)(單位)參數(shù)設(shè)置說明10結(jié)晶增壓壓力(KPa)結(jié)晶增壓壓力指為了使鑄件在較大的壓力下結(jié)晶而提供的較大的增壓值，單位為KPa。之所以，提供該增壓值，是為了使鑄件在凝固過程中達(dá)到更好的補(bǔ)縮，使組織更加致密。為了，根據(jù)所使用的工裝和設(shè)備的額定工作壓力，盡可能給予較大的值。11結(jié)晶增壓速度(KPa/s)該參數(shù)的意義與結(jié)殼增壓速度相同，取值也基本相等。

12熔體密度(Kg/m3)之所以提供給參數(shù)，是為了適應(yīng)不同密度的合金。該參數(shù)影響一定壓力所對應(yīng)的壓頭高度。13阻力系數(shù)阻力系數(shù)取值1.0-1.5之間。主要是為了考慮型腔的復(fù)雜程度。對于相同的充型高度，型腔越復(fù)雜，需要的壓力越大，所以，鑄件越復(fù)雜，該參數(shù)取值越大。

第五十七頁，共67頁。三、升液管尺寸的確定及材質(zhì)選擇升液管材質(zhì)金屬材質(zhì)：不銹鋼、碳鋼、鑄鐵、鈦合金等。非金屬材質(zhì)：碳化硅、氮化硅、鈦酸鋁等。復(fù)合材質(zhì)：無縫鋼管+內(nèi)外覆層。升液管需具備的特點(diǎn)1.優(yōu)異的抗熱沖擊性能。2.與金屬熔液不浸潤，不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。3.高的室溫和高溫強(qiáng)度。4.耐磨腐蝕性優(yōu)良。5.低的熱膨脹系數(shù)。第五十八頁，共67頁。文獻(xiàn)提供的升液管結(jié)構(gòu)焊接升液管鑄鐵、石墨結(jié)合升液管正錐升液管鑄鐵升液管第五十九頁，共67頁。帶保溫套的升液管1－坩堝蓋2－加熱器套3－升液管大型銅合金鑄件用升液管大型鑄鐵件用升液管1-耐火磚管2-間隙3-無縫鋼管4-型砂層5-法蘭大型鑄鋼件用升液管1法蘭2鎂砂3鋼管4型砂5耐火磚管6鐵絲第六十頁，共67頁。不同結(jié)構(gòu)的金屬型升液管升液管直徑：與鑄件直澆口面積接近。升液管長度：底端距離坩堝底部100mm以上。升液管法蘭：在保證剛度的情況下盡可能薄，以減小激冷結(jié)果。第六十一頁，共67頁。電加熱升液管保溫套的制作制作要點(diǎn):根據(jù)升液管外徑確定碳化硅爐膛內(nèi)徑;纏