真空鑄造

真空鑄造一般分為真空吸鑄和真空壓鑄兩種形式。 ^[2] 

真空吸鑄是將鑄型澆口（或升液管）插入金屬液中，再將鑄型抽真空，使鑄型型腔內為負壓，在負壓作用下使金屬液沿澆口（或升液管）上升並充滿鑄型、凝固成形，從而獲得鑄件的一種鑄造方法。 ^[3] 

真空吸鑄的工藝原理如圖1所示，把熔模殼型放在密封室內，密封室下降，直澆道浸入液體金屬中，而後啓動真空泵將密封室抽成真空，液體同時被吸鑄。型殼內鑄件凝固後，真空狀態解除，澆道內的殘餘金屬液體迴流到熔爐中，經清砂得到真空吸鑄鑄件。 ^[4] 

根據真空吸鑄工藝建立壓差的不同，可將真空吸鑄分為直接吸鑄法和特殊真空吸鑄法。

（1）直接吸鑄法

以CLA法為例，首先把普通熔模工藝製作的型殼放在密封室內，密封室下降，直澆道插入液態金屬。起動真空泵將密封室抽成真空，液態金屬同時充型。待型殼內金屬液凝固後，使密封室接通大氣，消除真空，澆道內尚未凝固的液體金屬再流回到坩堝內。最後取出型殼清砂得到鑄件。除CLA法，還有傾轉倒置法真空吸鑄，即在真空吸鑄充型完成後，將鑄型倒置，由直澆道內剩餘的金屬液為鑄件凝固提供補縮。此種方法易於實現連續化生產，具有很高的生產效率。

（2）特殊真空吸鑄法

此類真空吸鑄方法主要是根據所澆注的鑄件工藝要求或合金種類對真空吸鑄的過程增加了一些特殊化的操作。比如，為增強真空吸鑄的補縮能力。在完成上密封室抽真空（見圖2a）；金屬液充滿型腔後，下密封室接着通入壓縮氣體，提高上下密封室之間的壓差（見圖2b），從而增強鑄件結晶凝固期間的金屬液補縮能力。其工藝過程示意如圖2所示。還有采用惰性氣體保護的真空吸鑄，該方法主要用於生產高温合金及易氧化合金的真空熔鍊及澆注的吸鑄法（又稱CLV法），該方法是將金屬在真空下熔化後，向真空熔鍊室和吸鑄室同時通入惰性氣體，並使它們保持相同的氣壓。將型殼澆道或升液管插入金屬液，然後降低吸鑄室壓力，進行吸鑄。在保持一定時間後，卸壓後直澆道中金屬液流回坩堝。 ^[3] 

（1）成品率高，鑄件質量好吸鑄時，金屬液充型平穩，氧化夾渣和飛濺少，減少了鑄件的氣孔和夾渣等缺陷，提高了成品率。此外，可以採用較低的澆注温度進行澆注，使鑄件晶粒細化，力學性能提高。

（2）良好的充型性能。吸鑄時，鑄型型腔內的反壓小且充型速度可調，因而充型能力強，鑄件最薄處可達到0.3mm。

（3）大大提高了金屬液的利用率和工藝出品率。

（4）簡化工藝，降低成本。

（5）易於實現機械化，勞動生產率高。與普通熔模鑄造工藝相比，每個模組可多組裝蠟模，一般可提高產量85%～135%。 ^[3] 

真空吸鑄適用於熔模鑄造、陶瓷型鑄造、殼型鑄造、石膏型鑄造、石墨型鑄造及砂型鑄造，可用於生產鋁合金、鎂合金、鈦合金、不鏽鋼及高温耐熱合金等平均壁厚小於5mm的複雜薄壁鑄件，以及單件澆注重量小於100kg的鑄件。 ^[3] 

真空壓鑄是在壓鑄模型腔內建立一定的真空度後進行壓鑄的一種工藝方法，其真空度一般在50～80kPa範圍內。 ^[5] 

真空壓鑄裝置如圖3所示。真空壓鑄工藝方法主要有兩種形式。

（1）採用真空罩封閉整個壓鑄模。如圖4所示。合模時真空罩將整個壓鑄模封閉，液態金屬澆入壓室後，利用壓射衝頭將壓室密封，然後打開真空閥，將真空罩內空氣抽出，待真空度達到要求時即可進行壓鑄。此法每次抽氣量較大，且不適於有液壓抽芯機構的模具。 ^[5] 

（2）藉助分型面抽真空。此法是將壓鑄模排氣槽通入截面積較大的總排氣槽，總排氣槽則與真空系統連接，如圖5所示。壓鑄時，當壓射衝頭封住澆口時，行程開關6自動打開真空閥5抽真空，真空度達到要求時即進行壓鑄。液壓缸4的作用是將總排氣槽關閉，防止合金液進入真空系統。這一方法簡單易行，抽氣量較少，且模具製作和維護方便。 ^[5] 

（1）鑄件氣孔缺陷消除或顯著減少，組織緻密度提高，力學性能增強，表面質量改善。

（2）鑄件可進行熱處理，從而獲得更好的顯微組織和力學性能。

（3）充型反壓顯著降低，可壓鑄的鑄件壁厚更小。例如，普通壓鑄鋅合金時，鑄件平均壁厚為1.5mm，最小壁厚為0.8mm而真空壓鑄鋅合金時，則鑄件平均壁厚可為0.8mm，最小壁厚可為0.5mm。

（4）可適當減小澆注系統和排溢系統，節約合金材料。

（5）密封結構較複雜，製造安裝較困難，成本較高。 ^[5]