2、重力式差压铸造
重力式差压铸造示意图如图所示。
在上图中（a）所示的初始位置，装有金属熔体的容器1和模具2处于相同压力P作用下。将整个系统旋转至上图（b）所示的位置。在恒压p1下，容器中的金属熔体在重力作用下通过连接管3进入模具2型腔中。
通过对阀a、b和c进行操作，可调节模具腔室内的压力，从而控制铸造速度。在此情况下，压力差可以表示为：
△P＝rH+p1-p2
式中 r——熔体密度；
H—炉内熔体表现与模具内熔体表面间的高度差；
P1——作用于容器内熔体表面的压力；
P2——模具内熔表面的压力。
3、活塞式差压铸造
活塞式差压铸造示意图如下图所示。
活塞式差压铸造通过一个活塞使熔融金属进入模具型腔。活塞3直接作用在金属熔体1上。在充型过程中，反压p2可保持恒定或按预设值进行变化。模具室2中的金属熔体1中的压力P1之间的差△P可以进行控制。
利用差压铸造技术生产汽车连杆叉能使该铸件增加其稳定性，刚性更大地发挥其工作效率，其发展推广前途极为可观。
四、差压铸造在生产汽车连杆叉中的应用技术
（一）铸件工艺设计参数的选择
1、壁厚
差压铸件结构设计时，应使铸件具有合适的壁厚，以保证铸件的成形能力和力学性能，提高铸造的生产效率。
铸件各部分壁厚相差过大，在厚壁处会形成铸造热节，凝固收缩时易形成缩孔和疏松等铸造缺陷。
连接处产生裂纹［见下图(a)］。如果铸件壁厚均匀，可以防止产生上述缺陷［见下图（b）、(c)］。
铸件壁厚的均匀性设计，必须将铸件的加工余量考虑在内。因为有时不包括加工余量前，壁厚比较均匀，但包括加工余量后，由于壁厚增加，铸造热节处加大。
对于壁厚均匀的铸件，通过调整壁厚可以实现向浇口方向的顺序凝固。如：待加工表面可采取增加加工余量的方法，非加工表面可采取增加工艺余量的办法，使铸件壁厚沿着向浇道方向逐渐增加。
在相同的差压铸造条件下，由于各种合金的流动性不同，所以能铸造出铸件的最小壁厚也不相同。如果所设计铸件的壁厚小于铸件的最小壁厚，结果会产生浇不足和冷隔等铸造缺陷。铸件的最小壁厚主要取决于合金种类、铸件结构和尺寸大小。通常铸造条件下铸件的最小壁厚如表1－1所示。
表1－1 通常铸造条件下铸件的最小壁厚
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铸件尺寸
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铸钢
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灰口铸铁
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球墨铸铁
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可锻铸铁
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铝合金
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铜合金
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<200×200
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8
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4～6
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6
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5
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3
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3～5
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200×200～
500×500
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10—12
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6～10
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12
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8
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4
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6～8
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>500×500
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15—20
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15～20
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—
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—
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6
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—
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如有特殊要求，通过改善铸造条件可使灰口铸铁的最小壁厚降至3mm。
设计铸件厚度时，还必须考虑到厚大断面的强度并非按截面积成比例也增加，尤其是灰口铸铁更为明显。铸件的内壁厚度应比外壁厚度小，筋的厚度就龙纳壁厚度小。
2、尺寸公差
（1）铸件基本尺寸 铸件图样上给定的尺寸，含机械加工余量（见以下图。
图样上的标注
铸件的极限尺寸
机械加工余量与铸件尺寸公差的关系
（2）铸件壁厚公差 铸件壁厚尺寸公差一般可降一级使用，如铸件图样上的尺寸公差为CT10，壁厚尺寸公差可为CT11。
（3）、公差带位置 公差带应对称，即公差的一半取正值、另一半取负值。有特殊要求时，公差带也可非对称，但要在图样上注明或技术文件中规定。铸件有倾斜部分公差标注如图所示。
3、铸件尺寸公差等级的选择 差压铸造铸铁、铜合金锌合金所能达到的尺寸公差等级为7～9级，差压铸造轻合金所能达到的尺寸公差等级为6～8级。
（二）机械加工余量
铸件的机械加工余量和所采用的铸型材料有关。砂型铸造的尺寸精神和表面粗糙较差，铸件需设计较多的机械加工余量，而金属型和石墨型铸造的尺寸精度和表面粗糙度较高，铸件的机械加工余量可以减少。机械加工余量的大小，还应考虑下列因素：
（1）加工面越大，机械加工余量越大；
（2）加工面离基准面越远，机械加工余量也随之增大；
（3）用泥芯形成的表面，机械加工余量较大；
（4）实际收缩量和设计收缩之差、涂料厚度的变动、脱模斜率等对机械加工余量都有影响。
（三）工艺余量
为了保证铸件的顺序凝固，便于铸件脱模和机械加工，有时需时使铸件某些部位的余量加大，这些超过了机械加工余量的额外部分，称为工艺余量。
差压铸造过程中，金属液在熔炉中由铸型底部进入型腔，铸件一般要保留在上型内，以实现浇口与铸件的分离，所以在设计铸件加工余量和铸造斜度时，应通过增加工艺余量的方法实现使铸件保留在上型内，即：增大下型铸件的脱模斜度以减小脱模力，减小上型铸件的脱模斜度以增大磨擦力，保证铸件和浇口的顺利分离。
（四）差压铸造模具设计
（1）差压铸造模具零部件的技术要求：
①各零部件未注公差的尺寸，其极限偏差按GB1804－79规定的IT14级执行。孔的尺寸极限偏差为H14，轴的尺寸为h14，长度尺寸为JS14；
②各零部件的棱边应倒角，未注明的倒角尺寸一般为0.5×450；
③未注明的铸造圆角半径为3－5mm；
④铸件的非加工表面需经清砂处理，表面应光滑平整，无明显的凸、凹缺陷。铸造尺寸的偏差按JZ67－62规定的11级精度执行。
⑤铸件不应有过热、过烧的内部组织及机械加工不能去掉的裂纹、夹层及凹坑。非加工部分的尺寸偏差，按GB1804－79规定的IT16能执行；
⑥铸件和锻件在加工胶应进行时效处理，要求高的零件，粗加工后应再进行一次消除内应力的时效的退火；
⑦热处理后的零部件，其硬度应均匀，不允许有裂纹、软点和脱碳区。其表面上的氧化物及油污等应消除干净；
⑧模板和固定板等零件，其厚度方向的两平面的平行度误差，在100mm内不得超过0.02mm。
（2）壁厚的确定
差压铸造模具通常采用金属型模具结构，模具的壁厚是综合考虑金属型强度、刚度、重量及对铸件的冷却速度来决定的。壁厚太大，铸型重量增加，操作不便。壁厚过薄，铸型温度不均，在应力的作用下易变形，降低模具的使用寿命。
金属型模具的壁厚是决定铸件冷却速度的主要因素，对于获得优质铸件具有重要意义。金属型模具对铸件冷却速度的影响，主要取决于铸型的蓄热能力及铸型向周围空气的散热能力。
（3）配合公差、精度及表面粗糙度
形位公差值 的选择原则
①在同一要素上，给出的形状公差值应小于其位置公差值。例如，要求平行的两个表面，其平面度公差值，应小于平行度公差值；
②圆柱状零件的开关公差值（轴线的直线度除外），在一般情况下应小于其尺寸公差值；
③平行度公差值应小于其相应距离的公差值；
④根据零件的加工难易程度及其他因素的影响，在满足零件功能的条件下，有些情况的精度应适当降低1～2级。例如：孔对于轴、细长且比较大的轴或孔、距离较大的轴或孔、宽度较大（一般大于1/2长度）的零件表面、线对线和线对面相对于面对面的平行度、线对线和线对面相对于面对面的垂直度。
（4）形位公差的数值，为了获得较高精度的铸件，差压铸造模具零件的形位公差为4～8级，其具体数值如图表所示。
（五）模具型芯设计
差压铸造模具的型芯，可使用金属或砂芯，或者两者同时兼用。
应尽可能使用金属芯，避免使用砂芯。因为使用金属芯有如下优点：
①生产率高，操作和使用方便：
②尺寸稳定，表面粗糙度低：
③加速铸件冷却，铸件结晶组织致密、均匀，减少了铸造缺陷提高了铸件的力学性能；
④便于抽芯机械化自动化；
⑤避免了制造砂型（或壳芯）的工作，减少了相应的设备及工装，缩短了生产周期，便于组织生产。
如果铸件内腔过分复杂，使用金属芯时不易或不能抽出时，人要使用一部分砂芯（或壳按语）。另外，对于铸铜等高熔点铸造合金，由于合金工艺特性的限制，不宜使用金属芯。这是由于使用金属芯膨胀很大，难以从铸件中抽出，容易赞成铸件裂纹等缺陷，甚至会造成金属芯和铸件熔接。
