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1.2锁定及复位机构
图2为真空截止阀的锁定及复位机构的俯视图。压铸模具打开时，弹簧7的弹性回复力通过复位档板5推动杠杆3前移，带动主、从活塞复位锁定，真空气路打开。模具闭合时，则使杠杆处于可移动状态。
1.3 真空阀真空气路的主动关闭机构
在模具的调试阶段，或者压铸时没有设置增压阶段的情况下，液态金属到达真空截止阀主动活塞的顶端时，由于其压力不足，可能无法推动主动活塞动作，因此有可能导致液态金属直接流人从动活塞内的真空气道，从而堵塞了气路。
为了防止上述情况下液态金属堵塞真空气路，必须在真空截止阀中设置额外的动力以关闭阀芯。如图3所示，本真空截止阀设计中采用内置气缸4作为主动关闭机构，通过外接压缩空气由气缸直接推动杠杆，从而带动从动活塞关闭。
1.4 真空截止阀的润滑和冷却
良好的润滑是真空截止阀各部件正确可靠动作的重要保障。同时真空阀工作在高温下，主、从活塞受热膨胀将增大移动时的摩擦阻力，从而降低了阀的可靠性。因此为保证真空截止阀在高温下正确动作，还需为其设置冷却结构。
图4为真空截止阀的润滑油路，考虑到主动活塞受热及摩擦阻力最大，所以仅给主动活塞进行了润滑，黄油在重力的作用下自动流入活塞与活塞套间的缝隙。图5为主从活塞的冷却通道，设置在真空截止阀定型中与润滑系统不同的截面上，采用风冷形式。
1.4真空气路堵塞的检测
及时检测真空阀是否堵塞是确认高真空压铸是否正常进行的一个关键。本文在真空阀中设计了堵塞检测回路，并以回路中的阻力大小作为判断的依据。
2 高真空压铸用真空系统的设计
2.1 真空系统的工作原理
图6所示为高真空压铸用真空系统的原理图。真空系统使用接近开关感应压射冲头的位置，从而控制电磁阀的通断，进而控制缓冲罐与真空截止阀之间气路的通断。其工作过程如下：
1)压铸过程开始时，压射冲头推动液态金属向前移动，在浇口被封闭之后，当压射冲头移动到特定位置时，接近开关感应到其位置的变化，从而由断开状态变成闭合状态;
2)接近开关闭合后，电磁阀导通，因而模具型腔通过真空截止阀与缓冲罐连通，此时，真空截止阀处于导通状态，型腔中的气体被迅速抽人缓冲罐;
3)压射冲头推动液态金属继续向前移动，在液态金属压射进入真空截止阀并由其冲击力推动真空截止阀截止后，抽气过程结束;
4)压铸过程结束后，真空截止阀复位，压射冲头退回到初始位置，接近开关也再次感应到其位置的变化，由闭合状态变成断开状态，由此电磁阀断开，而整个系统也恢复到压铸过程开始前的状态，为下一个压铸循环做好准备。
2.2 真空系统抽气速率的计算
高真空压铸工艺要求在压铸时模具型腔中的真空度达到91KPa以上，这迫使真空系统必须确保具有很大的抽气速度，以便在极短的时间内将型腔中的气体抽出。本设计采用体积比较大的缓冲罐，处于高真空状态下的缓冲罐可以快速将模具型腔中的气体抽至所需的真空度。缓冲罐中的气体则由真空泵不问断的抽出。计算时假定模具没有泄漏，缓冲罐中的极限压力达到真空泵的极限压力条件下，计算由缓冲罐抽出型腔中气体的抽气速率及型腔中所能达到的理想压力。计算结果表明：抽气启动后，通过真空截止阀可在1s内将型腔中的气压降至765Pa左右。因此尽管模具不可避免地会有适当泄漏，本文设计真空系统仍可满足高真空压铸工艺对模具型腔真空度的要求：
3 应用实例及效果
图8为本文研发的真空截止阀与压铸标准试样模具装于2800KN卧式冷室压铸机上的图片。图9为利用该系统压铸出来的ZLl01拉伸试样。图10为高真空压铸与普通压铸试棒热处理后的外观对比。由图10可以发现，ZLl01合金高真空压铸的试棒经热处理后外观上无明显的鼓泡现象;zLl01合金普通压铸的试棒经热处理后外观上出现许多明显的大气泡，并呈现颗粒感。
4 结束语
本文设计的高真空压铸用真空截止阀沿用了已有真空截止阀的一主动一从动两类活塞，并通过传动机构带动从动活塞封闭气路的动作原理。其特点在于采用了杠杆作为传动机构，具有传动比可调，活塞关闭灵活、快捷、可靠的优点，避免了现有设计灵活性差、可靠性低的缺陷。而本文设计的高真空压铸用真空系统的抽气能力强，可在1s之内使模具型腔中的真空度达到所需的高真空状态。试验证明：设计的真空阀及真空系统可满足高真空压铸工艺的要求。
