一种铸造装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种铸造装置，包括带有型腔的铸型、利用气体压力或电磁力使金属液上升的金属液升液通道，所述的升液通道和铸型型腔通过金属液入口连通，其特征在于，在升液通道和铸型型腔连通的金属液入口上方，设有能够在充型过程结束以后将金属液入口封闭/开启的封闭部件，同时所述的铸造装置还包括：在封闭金属液入口后能够对型腔内金属液进行加压的加压机构，本发明专利技术保证了金属液的低压可控充型和高压凝固成型，同时升液通道内的金属液不会形成凝壳，延长了设备使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种铸造装置
本专利技术涉及铸造设备
，尤其是涉及一种可实现低压可控充型、高压凝固成型的铸造装置。
技术介绍
低压铸造是目前应用范围广泛的反重力铸造方法，低压铸造的基本原理是用低压气体驱动坩埚或保温炉内的金属液，使其通过升液管上升并进入模具型腔，充型结束后用低压气体通过坩埚让铸型内金属液完成在压力作用下的凝固和补缩。低压铸造工艺在充型阶段需要金属液尽可能平稳地填充铸型，以避免紊流卷气带来的气孔和夹杂缺陷；而在充型完成以后，则希望尽可能增加铸型内压力以避免或减少由于金属液收缩导致的缩孔缩松等铸造缺陷。而在现有技术中，充型结束后的增压通常仍是采用坩埚或保温炉内的低压气体加压，压力以坩埚内金属液-升液管内金属液-型腔内金属液的方式传递。上述工艺的一个主要问题是在充型结束后的增压凝固过程中，由于坩埚或保温炉有很大一部分部件是由强度较低的耐火材料制成，考虑到上述部件的强度制约，因而不可能大幅地增加凝固阶段的压力。随着对铸件的精密化、薄壁化、轻量化和省力化要求越来越高，要铸造真正高质量的铸件，如何同时满足以下两个基本条件：(1)能让金属液平稳填充铸型；(2)让铸型内金属液在很高压力下完成补缩和凝固，一直是困绕铸造界的难题。为了提高低压铸造的补缩和凝固压力，上世纪60年代后，出现了差压铸造、调压铸造等改善方法，但补缩和凝固压力增加程度仍然不够，通常小于1MPa，导致铸件的致密度和强度以及韧性还达不到令人满意的程度。公开号为CN101623749A的中国专利技术专利申请公开了一种压力铸造模以及能产生高压的低压铸造机，提出在铸型的型腔浇口下方设置加压塞，升液管设为斜向，充型结束后加压塞上升封闭浇口，通过铸型上设置的加压装置实现高压下凝固，但该机构尚有如下问题，加压塞上升密封后，会有相当数量的金属液停留在浇口5和下补缩腔13内，在凝固过程上述部位必然有金属液凝壳，导致卸压后，金属液回流后仍有部分固相残留，为下一工作循环带来影响。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种可实现低压可控充型、高压凝固成型的铸造装置。本专利技术完整的技术方案包括：一种铸造装置，包括带有型腔的铸型、利用气体压力或电磁力使金属液上升的金属液升液通道，所述的升液通道和铸型型腔通过金属液入口连通，其特征在于，在升液通道和铸型型腔连通的金属液入口上方，设有能够在充型过程结束以后将金属液入口封闭/开启的封闭部件，同时所述的铸造装置还包括：在封闭金属液入口后能够对型腔内金属液进行加压的加压机构。优选的，所述封闭部件为分流锥。优选的，所述的金属液升液通道为升液管或冒口套或保温杯。优选的，还包括驱动所述封闭部件封闭或开启金属液入口的驱动机构。优选的，所述的驱动机构驱动封闭部件上升或下降。优选的，所述的加压机构环形塞或加压杆。带有上述铸造装置的反重力铸造机。上述铸造装置进行低压铸造、差压铸造、调压铸造等反重力铸造、或采用上述充型方式的挤压铸造的方法，其特征在于，包括采用气体压力或电磁力使金属液通过升液通道进入铸型型腔的充型过程，以及充型后的增压凝固过程，其特征在于，所述的充型过程结束后，采用封闭部件将连通升液通道和型腔金属液的入口封闭，随后采用加压机构对型腔内的金属液进行加压。优选的，在充型结束并封闭金属液入口后，升液通道内的金属液回流到坩埚或保温炉内。本专利技术相对于现有技术的优点在于：在低压铸造模具型腔中，面对金属液流入方向通常设有分流锥，其主要是对金属液起到分流导向以及压实过滤网的作用，且不能运动。本专利技术创造性地采用驱动部件使分流锥可以上下移动，并在充型结束后利用分流锥封闭金属液入口，再采用加压机构对金属液施以高压，保证了金属液在高压下凝固，同时升液通道内的金属液回流到坩埚或保温炉内，不会在此形成凝壳，延长了设备使用寿命，并且为下一次工作循环提供了保证。附图说明图1为本专利技术的铸造装置升液阶段结构示意图。图2为本专利技术的铸造装置凝固阶段结构示意图。图中：1-升液管，2-下模板，3-下模，4-保温杯，5-浇口套，6-分流锥，7-加压套，8-分流锥驱动装置，9-加压板，10-上模，11-模腔。具体实施方式以铝合金的低压铸造为例，并结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。如图1所示，图1为本专利技术的铸造装置升液阶段结构示意图，装置包括升液管1，下模板2，下模3，保温杯4，浇口套5，分流锥6，加压套7，分流锥驱动装置8，加压板9，上模10，模腔11。低压铸造过程中，首先对保温炉内的铝液加压，铝液通过升液管1上升，经过保温杯4和浇口套5进入下模3和上模10之间的模腔11内，下模3安装于下模板2上，其中分流锥6位于模腔11内，正对浇口套5与模腔11的铝液入口处，并在升液阶段对铝液起到分流导向以及压实过滤网(若有)的作用，此过程需要采取相对较低的压力，使铝液以层流方式平稳充型，并使气体有充足时间排出，避免由于紊流卷气造成气孔和二次氧化夹杂等缺陷。等充型阶段结束后，如图2所示，由位于模具顶部的分流锥驱动装置8驱动分流锥6下行，封闭浇口套5与模腔11的铝液入口，此时保温炉内压力卸压，使浇口套5、保温杯4和升液管1内的铝液回流到保温炉内，避免其由于在上述部件停留过久导致凝壳，对下一生产循环造成影响，该分流锥驱动装置8可采用气缸、油缸、电机等现有驱动机构。此时模腔11内的铝液进入凝固阶段，加压驱动装置驱动加压板9带动加压套7对型腔内的铝液进行高增压，使铝液在高压下凝固，减少或消除凝固过程中由于铝液收缩而容易出现的缩孔缩松等铸造缺陷。凝固结束后，进行脱模，顶出、铸件后处理等常规工序。实施例1：采用铝合金低压铸造机、A356合金进行低压铸造，首先对保温炉内的铝液施加低压使其平稳升液充型，在升液充型阶段分流锥对铝液起到分流导向，充型结束后，由位于模具顶部的分流锥驱动装置驱动分流锥下行，封闭浇口套与模腔的铝液入口，此时保温炉内压力卸压，使浇口套、保温杯和升液管内的铝液回流到保温炉内，此时油缸驱动利用分流锥外侧的环形塞对凝固阶段的铝液进行加压，加压压力为0.1MPa，使铝液在该压力下凝固，凝固结束后，进行脱模、顶出、铸件后处理等常规工序。实施例2：采用铝合金低压铸造机、A356合金进行低压铸造，首先对保温炉内的铝液施加低压使其平稳升液充型，在升液充型阶段分流锥对铝液起到分流导向，充型结束后，由位于模具顶部的分流锥驱动装置驱动分流锥下行，封闭浇口套与模腔的铝液入口，此时保温炉内压力卸压，使浇口套、保温杯和升液管内的铝液回流到保温炉内，此时油缸驱动利用分流锥两侧的加压杆对凝固阶段的铝液进行加压，加压压力为150MPa，使铝液在该压力下凝固，该高压压力凝固结束后，进行脱模、顶出、铸件后处理等常规工序。如上所述，本专利技术通过采用分流锥封闭铝液入口，在充型结束后保温炉卸压，使得铝液迅速回流，避免了在升液通道内形成凝壳，影响下一循环生产，同时凝固过程不是采用气体通过保温炉加压，而是采用独立加压机构对型腔内的铝液增压，可以无需考虑保温炉强度等影响因素，从而达到很高的压力值，尤其是实施例2中的压力值，甚至超过了挤压铸造的压力值，显著提高了铸件的品质。以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例，并非对本专利技术作任何限制，凡是根据本专利技术技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本专利技术技本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铸造装置，包括带有型腔的铸型、利用气体压力或电磁力使金属液上升的金属液升液通道，所述的升液通道和铸型型腔通过金属液入口连通，其特征在于，在升液通道和铸型型腔连通的金属液入口上方，设有能够在充型过程结束以后将金属液入口封闭/开启的封闭部件，同时所述的铸造装置还包括：在封闭金属液入口后能够对型腔内金属液进行加压的加压机构。

【技术特征摘要】
1.一种铸造装置，包括带有型腔的铸型、利用气体压力或电磁力使金属液上升的金属液升液通道，所述的升液通道和铸型型腔通过金属液入口连通，其特征在于，在升液通道和铸型型腔连通的金属液入口上方，设有能够在充型过程结束以后将金属液入口封闭/开启的封闭部件，同时所述的铸造装置还包括：在封闭金属液入口后能够对型腔内金属液进行加压的加压机构。2.权利要求2所述的铸造装置，其特征在于，所述封闭部件为分流锥。3.权利要求1或2所述的铸造装置，其特征在于，所述的金属液升液通道为升液管或冒口套或保温杯。4.权利要求1所述的铸造装置，其特征在于，还包括驱动所述封闭部件封闭或开启金属液入口的驱动机构。5.权利要求4所述的铸造装置，其特征在于，所述的驱动机构驱动封闭部件上升或下降。6.权利要求1所述的铸...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐惠彬，张花蕊，张虎，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11