用于重力铸造的创新型浇口系统
- 砂模铸造
- 低压压铸
- 重力压铸
- 高压压铸
- 消失模铸造
为每种情况选择最合适的铸造工艺取决于：
- 发动机概念/产量
- 技术要求
由于特定的产品要求，重力压铸专门用于柴油发动机的气缸盖和曲轴箱
铸造专家尝试改进标准重力压铸工艺：
- 减少铸造缺陷
- 更高的铸造质量/更好的机械性能
顶部浇注系统：
- 充满热料的冒口（喂料良好）
- 底板可冷却整个灌装过程
- 由于较高的速度和湍流而夹带的空气
- 氧化物夹杂物的高风险
底部浇注系统：
- 内浇口系统内的最小湍流
- 没有夹带空气和氧化物的风险
- 填有较冷材料的立管
- 灌装过程中底板不能冷却
倾斜铸造（Rotacast®）：
- 填充过程中的低湍流
- 良好的凝固温度曲线
- 氧化物夹杂物的风险
- 旋转过程中夹带气泡的风险
更高的工具和机器成本
- 填充过程中的最小湍流
- 无需浇注盆（减少填充过程中的湍流）
- 无需流道系统（减少开发工作）
- 夹带空气风险低
- 氧化物残留在钢包内
- 任何氧化物夹杂物的风险低
- 充满热材料的立管（良好的喂养）
- 底板可以在整个过程中冷却
- 填充工艺（更好的机械性能）
- 不适用于每个铸件
- 填充过程开始时出现一些湍流
- 填充行为（湍流，速度，…）
- 喷油器中的流体流动
- 温度分布（钢包、型腔、注射器……）
- 可能的铸造缺陷（氧化物、气泡……）
- 工艺参数（温度、时间……）
- 塞子的移动方式
- 钢包移动方式
- 塞子和钢包的设计
- 喷油器设计
- 实验工作量大大减少
使用无机粘合剂系统的砂芯吹芯和干燥
宝马工厂的轻金属铸造厂于 2010 年推出了一种新的重力压铸砂芯生产方法——传统的有机粘合剂被高度环保的无机粘合剂取代
环境方面：
- 几乎没有污染物排放（燃烧残留物的排放量减少了 98%）
- 工作条件显着改善
- 经济和人体工程学优势：
- 由于减少了芯气，提高了铸造质量
- 生产和降低工具温度
- 所得轻合金部件的强度提高（由于更快的凝固）
“宝马的兰茨胡特工厂是世界上第一家完全无排放砂芯生产的铸造厂。”
工艺步骤：
将型砂（含粘合剂）射入加热的模具中（使用射芯机）
芯子用热加压空气干燥（核心首先在靠近墙壁的薄层中干燥和硬化）
核心内部的水被热空气蒸发（水会在较冷的地区凝结）
空气-蒸汽混合物通过排气喷嘴离开堆芯
水的去除导致芯部硬化（粘合剂的化学反应）
新工艺的引入需要大量的实验
沙子特性的测量（粘度、孔隙率、粒度……）
吹制工艺（填充行为、工艺参数……）
干燥过程调查（方法、设备、工艺参数……）
新型芯干燥模型（软件）的开发
- 模拟有助于理解过程
- 不同干燥方式的比较
- 工艺参数研究
- 工具（加热系统、喷嘴、通风口等）和设备的优化
- 大量减少实验
盐芯在高压压铸中的应用
- 汽车行业呼吁：
降低成本
整体设计（减少部件数量）
更高的生产力 - HPDC 中的底切
仅适用于复杂的滑块（高维护）
技术在经济上不适用
- 重力铸造砂芯不适合应用于 HPDC：
- HPDC工艺的高压和高速度强度不足
- 失核技术：
开发完整的新组件的可能性
生产中空零件和复杂的内部设计（底切）
功能集成度高
减少加工、密封和组装工作
未知的新技术
- 材料特性
合理的工艺参数（生产和使用）
盐芯的生产
工艺类型（重力铸造、HPDC……） - 工艺参数
盐芯质量/缺陷（表面、缩孔……）
盐的固化（密度变化非常大） - 盐芯的使用
铸造过程中的高动态力
由于高内浇口速度导致的核心故障
应力导致的核心裂缝（由于温度梯度）
支持开发盐芯用途的模拟
工艺研究（收缩行为，……）
工艺参数的确定
大量减少实验
模拟盐芯生产
填充行为
– 可能的缺陷
– 浇注和通风系统的设计
凝固收缩过程
– 表层快速凝固
– 密度变化大
– 收缩系数取决于零件几何形状
– 表面是绝缘体
– 中心区凝固时间长
– 收缩孔
– 应力（可能的裂缝）
铸造过程中盐芯使用模拟
- 充填固化工艺
- 由于高内浇口速度导致的核心故障
- 允许模拟熔体和盐芯的相互作用
- 填充过程中芯部受力的调查（由于应力导致芯部破裂）
- 热致残余应力
