一种用于大型铝、镁合金铸件的真空低压铸造装置及铸造方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于大型铝、镁合金铸件的真空低压铸造装置及铸造方法。所述装置包括模具系统和铸造系统；所述模具系统包括上模和下模，在上模和下模的分型面上设有至少一个排气块；包括真空系统，所述真空系统包括真空泵、负压罐、真空管道，所述真空泵与负压罐相连，所述真空管道的一端与负压罐相连，另一端延伸至排气块处并与排气块密封连接，通过真空泵能够对型腔抽真空；还包括控制系统，所述控制系统分别与模具系统、铸造系统和真空系统相连，用于控制模具系统、真空系统及铸造系统的工作。本发明专利技术设置简单、易于实施，能够满足大型铝、镁合金铸件的真空低压铸造要求，且成本较低。

【技术实现步骤摘要】
一种用于大型铝、镁合金铸件的真空低压铸造装置及铸造方法
本专利技术涉及低压铸造领域，具体涉及一种用于大型铝、镁合金铸件的真空低压铸造装置及铸造方法。
技术介绍
常用的生产大型铝合金、镁合金等铸件的工艺方法主要有砂型铸造、压力铸造、低压铸造等。低压铸造是使液体金属在较低压力作用下将金属液压入铸型充填型腔，以形成铸件的一种方法。由于金属液自下而上，平稳上升，充型时不会产生飞溅，气氛、压力可调，因此特别适用于铝、镁等合金。在现有的低压铸造工艺生产过程中，由于金属液体充型时，模具型腔内气体无法完全排除，导致部分气体残留于铸件中形成气孔，同时造成了金属液体氧化、夹渣的问题。目前对低压铸造工艺的改进方法均是在模具外部加设密封罩，然后对其抽真空，进行排气处理。但是，这样的改进不合适用于生产大型铸件。由于大型铸件的体积太大，要进行生产就需要比它更大的模具、大型吊装设备和干燥设备等。如采用上述改进方法，在模具外部加设密封罩，则会导致设备复杂，不仅安装起来工艺步骤繁琐、不便于维护，且存在密封性不良的问题，难以保障铸件的质量，也不利于生产成本的控制。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的在于解决大型铸件的真空低压铸造过程中，在模具外加设密封罩导致设备复杂且无法保证大型铸件质量、无法控制铸造成本的问题，提供一种用于大型铝、镁合金铸件的真空低压铸造装置，该装置设置简单、易于实施，能够满足大型铸件的真空低压铸造要求，且成本较低。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种用于大型铝、镁合金铸件的真空低压铸造装置，包括模具系统和铸造系统；所述模具系统包括上模和下模，在上模和下模的分型面上设有至少一个排气块，该上模和下模之间形成型腔；所述铸造系统包括保温炉，在保温炉的炉膛内设有坩埚，在坩埚内设有一升液管，所述升液管的上端具有一浇口，所述浇口与型腔连通；该升液管的下端穿过下模后延伸至靠近坩埚底部；在保温炉的上部还设有一充气管，该充气管的一端与气泵相连通，另一端穿过保温炉和坩埚后延伸至坩埚内；还包括真空系统，所述真空系统包括真空泵、负压罐、真空管道，所述真空泵与负压罐相连，所述真空管道的一端与负压罐相连，另一端延伸至排气块处并与排气块密封连接，通过真空泵能够对型腔抽真空；还包括控制系统，所述控制系统分别与模具系统、铸造系统和真空系统相连，用于控制模具系统、真空系统及铸造系统的工作。通过设置真空系统，所述真空系统包括真空泵、负压罐和真空管道，所述真空泵与负压罐相连，所述真空管道的一端与负压罐相连，另一端延伸至排气块处并与排气块密封连接，通过真空泵能够对型腔抽真空。这样，无需在模具外侧加设用于抽真空的密封罩，而是在现有的模具的基础上，在模具上设置真空通道，并且真空通道与排气块密封连接，可开设一个或多个抽真空通道，抽真空通道数量、位置、大小灵活可调，通过真空泵和真空管道完成对模具型腔内的真空度的调节。该装置设置简单，易于实施，节约了加设密封罩的成本，并且实现了对模具抽真空，能够获得品质良好的铸件。通过设置控制系统，所述控制系统分别与模具系统、铸造系统和真空系统相连，用于控制模具系统、真空系统及铸造系统的工作，这样，能够实现对模具系统、铸造系统和真空系统的自动控制，使得该装置自动化程度高，确保每个铸件的参数一致，工艺稳定性高，产品质量一致性好。进一步，在真空管道上连接有真空计、流量控制阀和真空阀，便于控制型腔内抽真空的进程和读取型腔内的真空度。进一步，在上模或者下模上对应所述排气块的位置开有通孔，该通孔延伸至排气块处并与排气块密封连接；所述真空管道插入到该通孔内，并与通孔密封连接，这样，便于设置真空管道，使整个装置整洁。进一步，所述通孔与排气块之间、所述真空管道与通孔之间分别通过密封条密封连接，这样，易于对型腔抽真空并保持真空度。进一步，所述控制系统用于控制上模和下模的开合、保温炉的加热、气泵和真空泵的工作，这样，便于实现铝、镁合金铸件的真空低压铸造的智能化，使得产品一致性好。本专利技术还提供一种大型铸件的真空低压铸造方法，采用所述的用于大型铝、镁合金铸件的真空低压铸造装置，包括如下步骤：S1、通过控制系统控制上模和下模合模，并控制真空泵、流量控制阀及真空阀打开，对型腔抽真空，使型腔内的真空度为0.005~0.03Mpa；这样，在合模后充型前对模具进行了预抽真空，能够排出型腔中的大部分气体，降低金属液体卷携气体并被截留在铸件内部的风险。S2、保持S1中的真空度，控制气泵工作对坩埚内加压，使坩埚内的气压达到第一设定值，将金属液体填充到型腔内，直至完成型腔填充；这样，在充型时同步抽真空，更进一步地排出了型腔内的气体，进一步降低金属液体卷携气体并被截留在铸件内部的风险。S3、完成型腔填充后，通过控制系统关闭真空泵、流量控制阀及真空阀，继续控制气泵工作对坩埚内加压，使坩埚内的气压达到第二设定值，使金属液体在该气压下凝固成型。这样，在停止抽真空后，对坩埚内继续增压，使金属液体在较大压力下凝固成型，使得铸件因凝固而造成的缩松缩孔得到有效的补缩，铸件内部组织致密，表面光洁度高。S4、控制系统关闭气泵，卸除坩埚内的气压，升液管内的金属液体回流至所述坩埚内，待铸件冷却后，取出铸件；S5、重复步骤S1-S4，进行下一铸件加工。通过本专利技术提供的铸造方法，由于在合模后充型前对模具进行了预抽真空，排出了型腔中的大部分气体，并在充型时同步抽真空，更进一步地排出了型腔内的气体，减小了金属液体卷携气体并被截留在铸件内部的风险，有利于大型、薄壁、复杂结构件的流动充型，特别有利于消除多浇口充型带来的氧化、夹杂等充型缺陷，产品质量高。该方法操作简单，生产效率高，有利于大型铸件的成本控制。本专利技术提供的方法中，在上模和下模合模后金属液体充型前，打开抽真空泵和真空通道，对模具型腔进行预抽真空；然后向坩埚内通入压缩空气将金属液体压入模具型腔，该过程保持抽真空通道为打开状态；充型结束后，关闭抽真空通道；金属液体在压力下凝固成型，铸件凝固后卸除气压，未凝固的金属液体流回至坩埚内；待铸件冷却后开模取件，并进入下一个工作循环。由于直接在模具上设置通孔，所述真空管道插入到该通孔内，通孔与排气块、真空管道与通孔之间分别密封连接，使通孔与真空管道之间形成抽真空通道。该真空通道位置和数量灵活可调，抽真空效果好，可实现模具型腔的高真空度。抽真空过程与铸造过程可实现集成控制，工艺稳定性高，产品质量一致性好；由于模具型腔预抽真空，以及充型过程同时抽真空，有利于大型、薄壁、复杂结构件的流动充型，特别有利于消除多浇口充型带来的氧化、夹杂等充型缺陷，产品质量高；该方法和装置结构简单，安装、维护方便，生产效率高，有利于成本控制。其中，所述坩埚内的第一设定值为0.06-0.08Mpa，所述第二设定值为0.12-0.15Mpa。这样，能够满足铸件的铸造要求，获得品质良好的铸件。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：1、通过设置真空系统，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于大型铝、镁合金铸件的真空低压铸造装置，包括模具系统和铸造系统；所述模具系统包括上模和下模，在上模和下模的分型面上设有至少一个排气块，该上模和下模之间形成型腔；所述铸造系统包括保温炉，在保温炉的炉膛内设有坩埚，在坩埚内设有一升液管，所述升液管的上端具有一浇口，所述浇口与型腔连通；该升液管的下端穿过下模后延伸至靠近坩埚底部；在保温炉的上部还设有一充气管，该充气管的一端与气泵相连通，另一端穿过保温炉和坩埚后延伸至坩埚内；其特征在于，/n还包括真空系统，所述真空系统包括真空泵、负压罐、真空管道，所述真空泵与负压罐相连，所述真空管道的一端与负压罐相连，另一端延伸至排气块处并与排气块密封连接，通过真空泵能够对型腔抽真空；/n还包括控制系统，所述控制系统分别与模具系统、铸造系统和真空系统相连，用于控制模具系统、真空系统及铸造系统的工作。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于大型铝、镁合金铸件的真空低压铸造装置，包括模具系统和铸造系统；所述模具系统包括上模和下模，在上模和下模的分型面上设有至少一个排气块，该上模和下模之间形成型腔；所述铸造系统包括保温炉，在保温炉的炉膛内设有坩埚，在坩埚内设有一升液管，所述升液管的上端具有一浇口，所述浇口与型腔连通；该升液管的下端穿过下模后延伸至靠近坩埚底部；在保温炉的上部还设有一充气管，该充气管的一端与气泵相连通，另一端穿过保温炉和坩埚后延伸至坩埚内；其特征在于，
还包括真空系统，所述真空系统包括真空泵、负压罐、真空管道，所述真空泵与负压罐相连，所述真空管道的一端与负压罐相连，另一端延伸至排气块处并与排气块密封连接，通过真空泵能够对型腔抽真空；
还包括控制系统，所述控制系统分别与模具系统、铸造系统和真空系统相连，用于控制模具系统、真空系统及铸造系统的工作。


2.根据权利要求1所述的用于大型铝、镁合金铸件的真空低压铸造装置，其特征在于，在真空管道上连接有真空计、流量控制阀和真空阀。


3.根据权利要求1所述的用于大型铝、镁合金铸件的真空低压铸造装置，其特征在于，在上模或者下模上开有通孔，该通孔延伸至排气块处并与排气块密封连接；所述真空管道插入到该通孔内，并与通孔密封连接。


4.根据权利要求3所述的用于大型铝、镁合金铸件的真空低压铸造装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹韩学，谯攀，龙思远，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50