一、铝合金重力铸造常见缺陷
一、缩孔
这种缺陷常发生在铸件的肥厚部分，或者厚薄交接处。有时铸件表面发白，实际上就是缩松。
产生的原因：
结晶过程中铸件补缩不够；
引入合金液的位置不对；
金属型各部位的温度不恰当，不符合顺序凝固的原则；
涂料不当或涂料脱落；
浇注温度过高；
浇注速度太快；
铸件冷却太慢；
铸件毛边太大。
防止办法：
在铸件厚大部位设置冒口，冒口的大小、高度要适宜，达到较后凝固，提高冒口的补缩作用；
沿铸件四周均匀分布内浇道，或从冒口根部开设补充浇道进行补充浇注；
调整金属型各部分的温度规范，便于铸件顺序凝固；
按铸件工作部分和浇冒口部位不同要求选用不同的涂料成分及涂料厚度，脱料要均匀补上；
适当降低浇注温度；
减慢浇注速度；
在容易产生缩松的部位，嵌上铜冷铁或通气塞，以加速冷却。
二、冷隔
这种缺陷一般产生在较大的水平表面的薄壁铸件上，以及合金较后汇流处。铸件出型后经过震砂，进行外观检查即可发现。
产生的原因：
模具温度过低；
铝液温度过低；
模具排气不良；
浇注系统设计不良，内浇口数量少、截面过小；
浇注速度太慢或浇注中断；
铸件设计壁厚太薄或缺少适当的圆角。
防止办法：
适当提高模具温度；
适当提高铝液浇注温度；
气体不易排出的部位上设置通气槽或排气塞，保持排气良好；
适当增加内浇口数量和内浇口的截面；
适当提高浇注速度，避免铝液浇注中断；
按铸件设计工艺性要求设计合理的较小壁厚和铸造圆角。
三、气孔
气孔往往产生在铸件的上部且经常发生在铸件凸出部分的表面。铸件内部隐蔽的气孔，必须通过X光透视，以及在铸件进行加工时发现。
产生的原因：
浇注速度太快，卷入空气；
模具排气气不良；
铝液流动过快；
熔化温度过高；
合金除气不良；
浇注温度过高；
砂芯不干、排气不良或发气量太大。
防止办法：
平稳地浇注金属液；
于金属型气体不易排除的部位增设排气槽或排气塞，并经常清理；
浇注时浇包尽量靠近浇口杯；
严格控制铝液温度防止超温；
铝液正确地进行除气；
泥芯应烘干，排气孔应畅通，泥芯返潮后应补烘，特大的泥芯中间应挖空；
金属型涂料后应等涂料干燥后才能浇注。
四、裂纹
裂纹多数出现在铸件的内夹角处，厚薄断面过渡的部位；合金液引入铸件的部位和发生铸造应力较大的部位可用着色检查、气密性试验、X光检查发现。铝铸件上冷裂纹，在清理砂芯后进行外观检查便可发现。
产生的原因：
铸件上有尖角，厚薄相差悬殊；
模具局部过热或浇注温度过高；
冷铁安放不正确；
铸件补缩不良；
防止办法：
改进设计，清除铸件尖角，尽量使铸件壁厚均匀过渡并倒圆角；
正确地选择浇口，浇道的位置，控制浇注温度、涂料厚度，正确放置冷铁，增大冒口补缩能力；
在模具冒口部位上涂石棉保温涂料。
五、偏析
偏析一般分布在铸件厚大部分的中心部位及上部，做宏观分析时可以发现。
产生的原因：
浇注前铝液成分未搅拌均匀；
浇注温度过高；
金属型温度过高，涂料不均匀，太厚。
防止办法：
浇注前尽量使合金液搅拌均匀；
适当降低浇注温度和金属型的预热温度；
在冷却慢的部位设计冷铁、通气塞或采用气冷、水冷；
添加阻碍合金产生偏析的元素；
将铸件壁厚适当减薄，以加快凝固。
二、铝合金压力铸造和重力铸造的区别及特点
铝合金由于具有良好的塑性、康蚀性、轻量化等特点，被广泛的应用于汽车制造、航空航天、船舶等领域。随着中国制造业的发展，对于铝合金及铝合金铸件的需求量正在不断加大，这也将推动铝合金铸造业的向前发展。目前铝合金的铸造方式分为压力铸造和重力铸造两种，铸件订单网本文将详细分析两种铸造工艺的区别及特点。
铝合金铸造工艺大致分为两种：重力铸造和压力铸造。
铝合金压力铸造是指金属液在其他外力（不含重力）的作用下注入铸型的工艺，压力铸造分为高压铸造和低压铸造。
高压铸造就是通常我们说的压铸，将铝液倒入压室内，通过其压力高速充满模具型腔，并使铝液在压力下凝固从而形成铝铸件。
铝合金压铸件的特点为：
1、产品表面光洁度好，一般可达Ra6.3甚至可达Ra1.6。
2、不可热处理。
3、产品气密性高，铸件强度和表面硬度高，但延伸率低。
4、模具成本较高，使用寿命短。
5、生产效率高。
6、可生产薄壁件，加工余量小。
铝合金重力铸造是指铝液在地球重力作用下注入铸型的工艺，重力铸造又分为：砂型浇铸、金属型（钢模）浇铸、消失模浇铸等。
现在应用最多的是金属模（钢模）浇铸，其模具采用耐热合金钢制作而成，浇铸出来的铝铸件强度、尺寸、外观等都高于其他铸造工艺的铸件。
重力铸造的铝液一般采用手工倒入浇口，依靠金属液的自重充满型腔、排气、冷却、开模到得到样品，其工艺流程一般为：铝液熔炼、浇料充型、排气、冷却、开模、清产、热处理、加工。
铝合金重力浇铸件的特点为：
1、产品表面光洁度不高，抛丸后易产生凹坑。
2、铝铸件内部气孔少，可进行热处理。
3、产品致密性低、强度稍差，但延伸率高。
4、模具成本较低，模具使用寿命长。
5、生产效率低，从而增加了生产成本。
6、工艺较简单，不适合生产薄壁件。
在产品选择何种工艺生产的时候，主要根据工件的壁厚做选择，产品壁厚大于8mm时，压铸会造成很多的气孔存于壁内，故而壁厚较厚的产品可以选择重力铸造工艺完成。
三、一文全解反重力铸造
一、反重力铸造方法及其分类
1、特点
反重力铸造是使液态金属在与重力相反的力的作用下完成充型、补缩和凝固的一种铸造方法。
与压力铸造和挤压铸造相比，为完成充型和补缩所施加的力较小，因此，液态金属在充型过程中的流动非常平稳，但与重力铸造相比，铸件又能在一定的压力下实现补缩和凝固，因此是生产优质铸件的理想方法。
2、分类
反重力铸造中，根据产生压力方式的不同，可进一步把它分为差压铸造、低压铸造、调压铸造、真空吸铸以及复合反重力铸造等类型。从设备结构上看，差压铸造、调压铸造、真空吸铸和复合反重力铸造均采用上下室形式，即保温炉置于下室，铸型置于上室，低压铸造只使用下室，铸型置于大气环境中。不同反重力铸造形式产生压力的方式及特点如下（反重力铸造原理示意图）：
（1）低压铸造低压铸造时，铸型处在常压环境之下，下室进气，形成压差，在压差的作用下完成升液、充型和保压环节。所需设备简单，操作容易，充型过程控制简单。一般情况下，只要保压时的增压满足要求，同样可使铸件得到很好的补缩。与其它反重力铸造方法相比，低压铸造的应用范围更广。由于低压铸造中，铸型处在常压环境之下，利用金属型铸造时，容易实现金属型的开合模以及铸件顶出，所以，金属型低压铸造广泛用于生产质量要求较高的铸件，如汽车轮毂、缸体、缸盖等铸件。在砂型低压铸造中，可以成形轮廓很大的优质铸件。
（2）真空吸铸真空吸铸时，下室处在常压环境，上室抽真空形成压差，在压差的作用下完成升液、充型和保压环节。由于铸型处在真空环境之下，所以，液态金属的充型能力较好，但所建立的充型压差受限，凝固压力小，补缩能力较弱，适合于成形小型薄壁铸件。
（3）差压铸造差压铸造中，建立压差的形式有两种：上排气法、下进气法
差压铸造中，不仅可在压力下完成充型和补缩，而且由于铸型处在压力下，能够更好地发挥冒口的补缩，提高了铸件的致密度。这种铸造方法适合于生产大型厚壁铸件。
（4）调压铸造铸造时上下室同时抽真空，达到指定真空度后，下室进气，形成压差，在压差的作用下完成升液和充型环节后，上下室按照充型完成时的压差同时进气，使铸型处在正压环境之下，来增强铸件的补缩能力。优点是：既发挥了液态金属的充型能力，有利于成形薄壁铸件，又能在压力下实现补缩，提高铸件的致密度。这种铸造方法需要精确控制加压时的压差，对控制系统的要求很高。
3、特点
1）充型速度可控：反重力铸造一般用于生产有色合金铸件，铸件的成形能力和内部质量尤其是尺寸和壁厚对充型速度有比较严格的要求，充型速度可以通过计算机实现准确的控制。
2）成形性好、表面光洁：反重力铸造时，金属液是在压力下充填成形，在工艺参数选择合理的情况下，所获得的铸件轮廓清晰，对于薄壁件的生产，更是如此；反重力铸造时有压气体充塞于砂型空隙，且在金属液与砂型之间形成一层气相保护层，将两者隔开，可以减少金属液对铸型的热力及化学作用，可降低铸件的表面粗糙度。
3）铸件晶粒细、组织致密、机械性能高：金属液在压力下结晶凝固，初凝枝晶在压力的作用下会发生变形、破碎，而且冷却速度快，因而晶粒细小；同时，压力能提高补缩能力和抑制金属液中气体的析出，使疏松和微观气孔大为减少。所以，铸件的机械性能得到明显的改善。
4）可实现可控气氛下浇注：反重力铸造时，可对上室、下室或者上下室的气氛进行控制。利用反重力铸造浇注铝合合铸件时，使用除油干燥的压缩空气即可，但对于镁合金，必须注意金属液和铸型的环境气氛，因为镁合金在空气中会发生燃烧。可控气氛的使用应根据铸件质量的要求及铸件的轮廓尺寸等因素决定。
5）提高了金属的利用率：反重力铸造时，铸件凝固收缩可以不断地得到来自内浇口金属液的补缩；加之压力的挤滤和塑性变形的作用，强化了冒口的补缩效果，冒口尺寸可相应减小甚至不需要。
6）铸件可进行热处理：与压力铸造相比，利用反重力铸造方法生产铸件时，充型速度较慢，液面平稳，型内气体可以顺利排出，所以，铸件内部的气孔很少、甚至没有，故可像重力铸造成形的铸件一样进行热处理。
二、反重力铸造工艺
反重力铸造工艺包括浇注位置的选择、浇注系统的设计、冒口和冷铁的合理使用以及最佳工艺参数的确定等内容。
（1）铸件的浇注位置及浇注系统反重力铸造中，铸件凝固时主要通过浇口补缩。因此，确立浇注位置时，应使铸件的凝固顺序朝着浇口的方向进行。通常，将铸件的薄壁位置置于远离浇口位置，让金属液从厚壁处引入。为使铸件厚壁位置的热分布合理，可采用分散浇口，直接利用内浇口进行补缩。
设计反重力铸造的浇注系统时，在保证金属液平稳充型的前提下，充型要快，有利于挡渣、排气和实现顺序凝固。对于大型复杂薄壁铸件，应尽可能采用下宽上窄的缝隙式浇注系统，保证金属液可在缝隙内平稳上升，以充分发挥垂直方向上的补缩，同时也不会影响其水平方向的补缩能力。
（2）冒口和冷铁此外，冷铁常与冒口或浇注系统配合使用，以加强冒口或浇口的补缩，但也可单独使用，用来加快铸件局部热节处的冷却速度，保证铸件整体的顺序凝固。
（3）反重力铸造工艺参数的确定
1)升液管直径的确定确定时，首先要考虑铸件重量预计充型时间和充型速度，然后确定对升液管的流量要求，再根据充型速度和流量要求计算升液管的直径；其次，从保证铸件的顺序凝固所要求的热平衡角度来考虑。升液管要便于压力传递，有利于补缩，金属液充型时，不产生紊流，清理和喷刷涂料方便。升液管的材料根据合金的种类及对铸件质量的要求确定，对于普通铝合金铸件，采用钢管或铸铁管即可；合金对含铁量要求比较高时，可采用钛合金或或陶瓷升液管。
2)充型压力的确定充型压力指金属液充满型腔所需要的压力，其大小与铸件的形状高度、坩埚形状、金属熔化量等有关。如果坩埚的形状、大小不变，熔化量已知，铸件浇注量核定准确，则可比较精确地计算出充型压力。然而，在砂型反重力铸造中，连续浇注几个不同的铸件时，充型压力的精确计算比较困难。为此，每次浇注之前，可测量坩埚内液面距离升液管口的实际高度近似计算充型压力。
3)结晶压力的选择结晶压力是为铸件结晶创建一个高压条件。金属在压力下结晶，使晶粒细化，组织致密。结晶压力越大，机械性能越高。但过高的结晶压力会给反重力设备带来困难，且铸件强度增加很少。压力过小，会降低反重力铸造的挤滤及塑性变形作用，不利于补缩和抑制金属液中气体的析出，铸件易产生疏和微观缩孔。选择结晶压力时，要考虑铸件结构、合金的结晶特性。铸件结构复杂时，选择较大的压力；合金结晶范围较宽时，选择较高的压力。
4)升液、充型速度的确定在升液管出口面积固定的情况下，充型速度取决于坩埚液面上的加压速度。加压速度分升液和充型两个阶段，金属液由坩埚液面上升到横浇道为升液，要求液流平稳、缓慢，以利于型腔中气体的排出，防止升液管出口处出现喷溅和翻滚，避免产生二次氧化夹渣。充型阶段的流速需根据铸件的壁厚大小、复杂程度和合金种类等因素确定。一般情况下，充型速度应当比升液速度略快，这样有利于补缩，减少二次夹渣的产生。
5)保压时间铸型内金属液在压力作用下保持到铸件完全凝固结束的时间为保压时间。保压时间大体上接近铸件凝固所需要的时间。若保压时间过短，金属没有完全凝固，未凝固的金属液通过升液管返回坩埚，铸件得不到充分补缩，甚至不能成形，造成铸件报废；保压时间过长，使浇口残留过长，清理困难，有时甚至会使升液管出口冻结，影响生产。保压时间的长短与铸件的壁厚、合金种类、铸型性质以及结晶凝固压力有关。铸件壁越厚、合金的结晶温度范围越宽，保压时间越长。砂型反重力铸造的保压时间比金属型的长。结晶凝固压力越大，保压时间越短。
6)浇注温度一般情况下，在保证金属液的充填和补缩能力的前提下，应尽可能使浇注温度低一些。反重力铸造其成型能力远高于重力铸造，所以，其浇注温度应比重力铸造低5-10°C。
三、反重力铸造发展
1．低压铸造
上世纪20年代初，英国人莱克(E．H．Lake)登记了第一个低压铸造专利，最初主要用于巴氏合金的铸造。同时期法国入制出了用于铜合金，铝合金铸造的低压铸造机。
二次世界大战中，英国伯明翰铸铝公司用低压铸造法制造飞机发动机汽缸。
1945年后，英国阿田姆斯克(Alumusc)公司开始探讨把低压铸造法用于生产民用产品，如炊事用具等。
1947年，英国人刘易斯(E．c．Lewis)用低压铸造法生产高硅铝啤酒桶成功。
50年代开始用低压铸造法生产汽车汽缸体和电动机转子。1955年在德国出现了铸铁和铸钢的低压铸造专利。
1965年，英国开展了汽车轮毂的低压铸造法生产实践。
2.差压铸造
目前保加利亚在差压铸造方面的技术较为领先。
国内哈尔滨工业大学在差压铸造装备与技术方面的研究较为深入。西北工业大学郝启堂教授等在低压及差压铸造装备方面也有较多研究。
3.调压铸造
调压铸造技术是由西北工业大学周尧和、曾建民等人发明的新型反重力铸造技术。随着这项技术的不断研究，由早期的实验室小批量、小尺寸零件的试生产，已经发展到大批量、大尺寸零件的工程化生产。
目前凝固技术国家重点实验室已承接了多项相关项目的研究。以2002年在洪都集团开展的X型号导弹舱体构件调压铸造工程化应用研究中，成功应用此项技术，完成了大型复杂薄壁舱体构件的高质量及高合格率批量化生产。
