低压铸造充型方法及其所使用的低压铸造充型设备技术

一种低压铸造充型方法：利用低压铸造充型设备，在每次低压铸造充型完成后，升液管（１０）中的镁合金液面回落到高于保温炉坩埚内镁合金液面的高度，并悬浮于升液管（１０）中的预定高度范围内。本发明专利技术所述低压铸造充型方法所使用的低压铸造充型设备：在升液管（１０）和铸型浇注口之间设置有一个转接套，通过转接套把镁合金液由升液管（１０）导入铸型中；转接套上设有保护性气体通入口，转接套侧壁上安装有用于感知镁合金液面高度变化是否在预设范围之内的镁液感知器。本发明专利技术可显著减少升液管内镁液氧化，提高镁合金低压铸造件质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铸造技术，特别提供了尤其是用于镁合金使用的低压铸造 充型方法及其所使用的低压铸造充型设备。
技术介绍
现有技术中，镁合金具有诸多传统常规材料所不具备的突出优点重量轻，其密度约为1.78 1.82，是铝合金的64%，钢的23%;比强度和刚 度好；镁合金同时具有良好的吸收震动的能力，其减振性能好；另外，镁 合金还有高的导热率、无毒性、无磁性、对电磁干扰屏蔽能力强等。镁合 金的这些特点能很好满足航空航天和军工产品对减重、吸噪、减震、防辐 射的要求。同时，镁合金在汽车、电子电器、信息通讯等领域也正在获得 越来越广泛的应用。低压铸造是适合于生产高质量镁合金铸件的适合方法。采用低压铸造 方法生产镁合金铸件有如下优点(1)充型平稳，可以有效减少镁的氧化， 气体含量大大减少，铸件的氧化夹杂和气孔率非常的低；(2)在压力下结 晶，铸件疏松减少，致密性好，适合耐压铸件；(3)充型能力强，能铸更薄， 更复杂的铸件；(4)同重力铸造铸件比，低压铸造镁合金件尺寸精度高， 所需后续加工少；(5)铸件力学性能，特别是抗疲劳性能，显著优于重力 铸造铸件；(6)可以采用自动化控制，批量生产重复性好。镁合金低压铸造工艺设备的开发是在铝合金低压铸造工艺设备的基础 上进行的。镁合金与铝合金铸造工艺的最大不同是镁液极易氧化、燃烧。镁液与空气中的氧、水蒸气或水接触，都会发生剧烈反应，甚至爆炸。镁 液在空气中表面生长的氧化膜疏松多孔，没有防护作用。 一但暴露于空气 中，其表面氧化膜首先激增，接着剧烈燃烧，发出白光。因此，在熔炼和 铸造过程中镁液表面必须很好地保护。镁合金低压铸造设备的设计必须考 虑防燃保护问题。现今国外镁合金熔炼中广泛采用的生产技术是含SF6的混合气体保护 熔炼技术。SFe连同空气一起作用于合金液表面，会形成一种和合金液暴露 于空气中所形成的氧化镁完全不一样的改性氧化镁薄膜，其间混入了少量 的致密度大的MgF2。这一层薄膜是有金属色泽、致密、连续的，可以阻止 镁合金液的进一步氧化而获得了保护能力。但它只能维持几分钟，故混合气 体要不间断地供应。在镁合金铸件低压铸造成形过程中，镁合金液在气体压力的作用下， 由保温炉通过升液管充入铸型，当铸件凝固后，降低压力，使升液管中的 镁合金液回落到保温炉中，同时铸型开型，取出凝固的铸件；再合型，锁 型，进行第二次充型循环。由于镁合金液极易氧化燃烧，低压铸造机保温 炉中的镁合金液面以及充型过程中的镁液面都需要得到很好的防氧化保 护。除保温炉中镁液面需要适当保护外，对升液管中的镁合金液面也需要 采取防氧化保护措施。现有技术采用的方法是向升液管内液面上方通入保 护性气体，减少镁液面的氧化。但直接在升液管上方的镁液充型通道侧壁 开孔，镁液会流入孔中；因此必须采取措施，既能在镁液充型时不进入通 气孔，又能在镁液面回落后通入保护气体。专利文献GB1366432在升液管和铸型浇口之间放置一个中间件，连接 升液管和铸型内腔，在中间件上开孔，孔中安置一根内有通气孔的杆，当 镁液上升浸没孔口时，杆端正好堵在孔口，防止镁液进入孔中，当镁液面 下落后，杆伸出，杆端下侧开有孔，喷出保护气体；杆的伸縮由一个流体 压力缸带动。此方法用的流体压力缸体积比较大，需要连接流体管道，对 于大多数低压铸造机，难于选择安装位置，因此只适合生产特定铸件的专 用低压铸造机。专利文献US4252173和US5597032都是在升液管上部镁液充型通道测 面设置在充型时可以储存部分保护气体的空间通气口开在同入此空间的位 置，这样在充型时，镁液不会进入通气孔。此方法的不足是对铸件充型的 压力有一定限制，不适合有比较大充型增压压力的情况。在低压铸造中， 为了加强铸件在凝固过程中的补縮，往往在充型完成后立刻增压；压力成 倍增加，气体储存空间就会成倍縮小；进气阀门的微小泄漏也会对气体储 存空间的体积产生很大影响，而进气阀门的微小泄漏很难测量。因此这种 方法可靠性不足。技术专利文献CN2569950Y采用的方法是在升液管上部加浇口 套，在浇口套外围设保护气体密封圈，保护气体通过管注入密封圈内，至 于保护气体如何通过浇口套进入升液管内上方空间，专利文件没有进一步 说明。专利文献CN1190285C提到在升液管上部开设保护气体通道，专利文 献没有说明当铸件充型时如何防止镁液进入保护气体通道。以上提到的各方法存在共同的不足是升液浇注一个循环完成后，升液管中镁液面回落到保温炉内坩埚中，坩埚内镁液面上部升液管内都呈空态， 在镁液回落过程中会有少量镁液粘附于升液管内壁，即使管内气氛有保护 性，这些粘附的镁液表面也会发生氧化，形成氧化膜，由于爆露的相对表 面积大，这些挂于管壁的镁液氧化物含量很高，当再次升液时会进入充型 镁液中，增加了充型镁液的氧化夹杂，降低铸件品质，所以当升液浇注一 个循环完成后，减小升液管中镁液面回落高度可以克服升液管挂壁的高氧 化镁液进入铸型的问题，进一步提高充型镁液的纯净度。因此，人们期望获得一种更好的镁合金低压铸造充型的方法，以及相 应的结构简单、便于操作、技术效果好的镁合金低压铸造充型设备，以克 服现有技术的不足，进一步提高镁合金低压铸造产品质量，提高生产率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种结构简单、便于操作，技术效果好的低压铸 造技术及其所使用的低压铸造充型设备。重点是解决铸件(尤其是镁合金 件)低压铸造中升液管10内部镁液面防燃和升液管10内壁粘附镁液氧化的问题，以最大限度减少低压铸造充型过程产生氧化夹杂，提高镁合金低 压铸造件质量。当然，此项技术除了重点用于镁合金低压铸造之外，也有 可能用于其它金属等材质的低压铸造技术中。本专利技术提供了一种低压铸造充形方法，其特征在于利用低压铸造充 型设备，在低压铸造充型完成，铸件凝固后控制排气降压过程，使液面(例 如镁合金液)回落到升液管10上口的预定位置，并悬浮于该位置；而不是回落到保温坩埚液面，从而避免升液管10中铸造用液体(例如镁液)反复升降，导致升液管io内壁粘附金属液(例如镁液)氧化的问题。利用低压铸造充型设备，在低压铸造生产过程中，在每次低压铸造充型完成后，升液管10中的镁合金液面回落到高于保温炉坩埚内镁合金液面的高度，并悬浮于升液管io中的预定高度范围内。本专利技术还提供了低压铸造充型设备，具体包含有保温炉、铸型装卡及开合型装置、供气系统、控制系统；其中保温炉炉膛内安装有盛装镁合 金液的坩埚，坩埚上部有升液管IO，其特征在于在升液管10和铸型浇注口之间设置有一个转接套，通过转接套把镁合 金液由升液管10导入铸型中，转接套上设有保护性气体接口，使保护气体 进入与升液管10上口相通的转接套内腔，保护悬浮于升液管上口部的镁液； 转接套侧壁上设有传感器安装孔，用于安装传感器，感知升液管内镁合金 液面上升和下降过程中经过传感器的时刻，控制镁合金液面悬浮位置。所述低压铸造充型设备，其特征在于转接套具体包含有以下两部分 转接套上零件1、转接套下零件8;转接套上零件1 一端与铸型下底板2相 接，另一端与转接套下零件8相接，转接套下零件8与升液管口上平面相 连，转接套内腔15与升液管内腔连通；转接套下零件8下部侧壁上设有镁 液感知器安装孔13。转接套上零件1和下零件8相接合，形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低压铸造充型方法，其特征在于：利用低压铸造充型设备，在低压铸造生产过程中，在每次低压铸造充型完成后，升液管（１０）中的镁合金液面回落到高于保温炉坩埚内镁合金液面的高度，并悬浮于升液管（１０）中的预定高度范围内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：娄延春，冯志军，李玉胜，闫卫平，郝启堂，马志毅，
申请(专利权)人：沈阳铸造研究所，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]