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摘要：真空截止阀的结构及真空系统对高真空压铸生产具有非常重要的影响，是真空压铸中的一大瓶颈和难点。本文采用杠杆原理，利用金属液流动的惯性力，设计制作了一种高真空压铸用真空截止阀及其真空系统。应用试验表明：真空阀结构合理、灵敏度高、动作可靠。设计的真空系统可在1s内将型腔中的气压抽至10KPa以下。压铸试验表明采用自主研发的高真空系统的压铸件经T6热处理后不起泡，可满足高真空压铸生产高强韧压铸铝合金结构件的需要。
关键词：高真空压铸;真空截止阀;真空系统;高强韧压铸件
高真空压铸是指型腔中的真空度在91KPa以上的特种压铸工艺。由于压射时型腔中的真空度高，金属液卷入的气体少，铸件含气量仅为1-3ml/l00g，因此高真空压铸件可以实施热处理或焊接加工。近年来高真空压铸技术在轿车用重要受力保安件的生产中显现出了很大的技术和经济优势，在欧美、日本等国掀起了一股研发热潮。
真空压铸尤其是高真空压铸技术的瓶颈及难点之一是真空截止阀的结构及真空系统的设计。真空截止阀的主要作用一是给型腔中的气体提供一个排除的通道;二是在抽除气体后及时关闭，阻止金属液进入真空管道。目前真空阀的结构形式多种多样，按其工作原理主要可分为三类：1)改变通道的截面积，使金属液的流动性逐步下降，而在进入真空管道前金属液的流动自然停止。如锯齿型的真空阀㈣，亦称为ZIG—ZAG阀。2)利用金属液的惯性冲击力使真空阀的排气通道关闭，如GF阀等。3)通过检测型腔中金属液的充填位置，利用液压或气压使真空阀芯关闭。其中以第1、2种结构形式的真空阀应用最为广泛。
以ZIG—ZAG阀及其配套的真空系统在国内压铸厂应用较为普遍，但是由于ZIG—ZAG阀的抽气速度慢，型腔真空度低且波动大而不能应用于高真空压铸，因此上述第2、3种形式的真空阀便成为目前高真空压铸用的真空阀。此类结构形式的真空阀为国外产品所垄断，国内对此研究和开发严重不足。所以自主开发可靠实用的真空截止阀及真空系统，对推广高真空压铸工艺在我国的应用及发展，提升国内压铸业的技术水平和竞争力，有着非常重要的意义。
1 高真空压铸用真空截止阀的结构设计
1.1 真空截止阀的结构及动作原理
本文设计的高真空压铸用截止阀利用金属液体的惯性冲击力来关闭排气通道，采用一主动一从动两活塞，通过杠杆方式连接起来的驱动结构，不同于现有的真空截止阀结构。如图1所示，真空截止阀的动作原理为：
1)压铸过程开始时，压铸模具闭合，随着动模一起运动的真空阀的动型1推动复位导杆4，4则压缩弹簧8，此时杠杆12处于活动状态，即真空截止阀处在解除锁定状态下;
2)液态金属进入压铸模具型腔后，通过进料口16进入导流通道，此时它会首先接触并由冲击力推动主动活塞13;
3)主动活塞13受到液态金属的压力向右运动，推动杠杆12;杠杆12从而带动从动活塞7向右运动，从动活塞7左侧的锥阀关闭，真空截止阀截止，这一过程应在液态金属到达从动活塞7的锥阀之前完成;
4)当压铸过程完成后，压铸模具打开，被压缩的弹簧8推动复位导杆4和挡板9，通过杠杆7带动主动活塞13和从动活塞7向左运动，使真空截止阀打开并复位锁定。
由图1可知，本文设计的真空截止阀的设计具有如下两个特点：1)主动活塞黾从动活塞之间采用简单的杠杆传动，使从动活塞可获得较大的位移比，保证了阀关闭的灵敏度及可靠性。2)在主动活塞、从动活塞与定型的接触处均采用了可更换活塞套的设计，从而避免了定型等关键部件的磨损，降低了维修费用，经济实用。
