铝的压力铸造制造技术

本发明专利技术涉及一种在利用压铸机铸造铝合金中使用的金属流动系统，所述金属流动系统是由压铸机的压型或者模型组件的一个部件提供的，所述压型或者模型组件限定压型腔。所述部件限定了用于使铝合金从压铸机的基本上处于熔融状态的铝合金的加压源流到压型腔的合金流动通道的至少一部分。所述流动通道包括至少一个浇道和一个可控的扩张端口（这里称之为“ＣＥＰ”），所述ＣＥＰ具有一个入口和一个出口，ＣＥＰ能够通过所述入口接收来自于浇道的铝合金，铝合金能够通过所述出口从ＣＥＰ流出以充填压型腔。所述ＣＥＰ的横截面积在从其入口到出口的方向上是增大的以使被接收在浇道中的基本上处于熔融状态的合金在流过ＣＥＰ的过程中流速被大大降低，从而使流过ＣＥＰ的铝合金达到在充填压型腔时能够保持的粘流态或者半粘流态。一种压铸机包括该金属流动系统，同时该系统还用于一种用于铝合金压铸的方法中。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在由铝合金制成的压铸件的生产中使用的改进的金属流动系统或者浇道/浇口布置形式，铝合金诸如(但非排他地)处于熔融或者触变状态，所述金属流动系统或者浇道/浇口布置形式适于与各种类型的压铸机结合使用，这些压铸机包括(但不限于目前的热压型腔压铸机和冷压型腔压铸机)。世界压铸工业普遍存在这样一个观点，即必须使用大浇道以防止熔融铝合金在压铸过程中过早凝固。在压铸工业领域内存在多种不同的被认为能够提供令人满意的由铝合金制成的铸件的设计方法。但是，这些不同方法的共同之处在于，依赖于相对于铸件尺寸体积较大的浇道系统和通过浇道时的低金属流动速度。为了说明在目前的铝合金的压铸系统中所使用的大体积浇道系统，对于每年的铸件产量为250000吨适合销售的铸件的铸造厂，处理的合金通常大约为450000吨，其中合金的浇口/浇道金属的重量约为200000吨。在这样的生产中，通常使用过大尺寸的浇道以防止合金凝固，所导致的结果是，浇道速度达到10米/秒。相应的浇口速度约为30-45米/秒，浇口速度通常在30-35米/秒。生产量仅是被浇注的熔体总量的55％。因此，需要过多的提供作为被回收的浇道金属消耗的剩余金属所需的铝合金。因此，对于在铸造后需要回收和再利用的合金加热，会消耗过多的能量。另外，通常存在被浇注的总吨数的3％的合金损失，对于具有上述生产能力的铸造厂，存在大约13500吨的合金损失(费用大约为AU$30M)。在这样的生产中，存在高的铝合金总量附加的巨大的费用、合金损失以及加热、回收和再利用浇道/浇口合金的费用。对于上述的生产规模，对于准备铸造所用的熔融合金需要五个熔化炉。每一个这样的熔化炉的费用大约为AU$15M，如果能够减少这些炉子的数量，即使减少一个炉子及其辅助设备，也能够大大节省成本。另外，铸型费用约占整个生产成本的15％，提高铸型的使用寿命，也就是节省成本。实际上，目前的铝合金压铸生产所存在的问题集中体现在整个费用成本负担过大的问题上。我们发现，利用本专利技术能够生产质量基本上与目前铸造生产水平所提供的相当的高质量铝合金压铸件，同时能够大大节省成本。下面将详细描述节省成本的性质。本专利技术提供了一种在利用压铸机铸造铝合金中使用的金属流动系统，压铸机具有限定压型腔的模型或者压型，铝合金能够通过该金属流动系统沿着金属流动通道流入到压型腔中。本专利技术所涉及的金属流动系统具有这样一种结构，即，限定流动通道的至少一部分并且包括至少一个浇道以及在这里被称为可控的扩张端口或者点(CEP)的部件。这样，根据本专利技术，提供一种在利用压铸机铸造铝合金中使用的金属流动系统，其特征在于，所述金属流动系统是由压铸机的压型或者模型组件的一个部件提供的，所述压型或者模型组件限定压型腔，所述部件限定了用于使铝合金从压铸机的基本上处于熔融状态的铝合金的加压源流到压型腔的合金流动通道的至少一部分，所述流动通道包括至少一个浇道和一个可控的扩张端口(这里称之为“CEP”)，所述CEP具有一个入口和一个出口，CEP能够通过所述入口接收来自于浇道的铝合金，铝合金能够通过所述出口从CEP流出以充填压型腔，所述CEP的横截面积在从其入口到出口的方向上是增大的以使被接收在浇道中的基本上处于熔融状态的合金在流过CEP的过程中流速被大大降低，从而使流过CEP的铝合金达到在充填压型腔时能够保持的粘流态或者半粘流态。本专利技术还提供一种用于铝合金压铸的压铸机，其特征在于，所述压铸机包括一个金属流动系统，所述金属流动系统是由压铸机的压型或者模型组件的一个部件提供的，所述压型或者模型组件限定压型腔，所述部件限定了用于使铝合金从压铸机的基本上处于熔融状态的铝合金的加压源流到压型腔的合金流动通道的至少一部分，所述流动通道包括至少一个浇道和一个可控的扩张端口(这里称之为“CEP”)，所述CEP具有一个入口和一个出口，CEP能够通过所述入口接收来自于浇道的铝合金，铝合金能够通过所述出口从CEP流出以充填压型腔，所述CEP的横截面积在从其入口到出口的方向上是增大的以使被接收在浇道中的基本上处于熔融状态的合金在流过CEP的过程中流速被大大降低，从而使流过CEP的铝合金达到在充填压型腔时能够保持的粘流态或者半粘流态。另外，本专利技术提供一种利用压铸机生产铝合金铸件的方法，所述压铸机具有一个基本上处于熔融状态的铝合金的加压源和限定压型腔的压型或者模型组件，其特征在于，所述方法包括下列步骤使合金从加压源沿着由所述压型或者模型组件的一个部件限定的合金流动通道流到压型腔；在合金沿着流动系统流动过程中使合金流过浇道和可控的扩张端口(这里称之为“CEP”)的入口端；以及在合金通过CEP流到CEP的出口端的过程中使合金的流速降低，从而使合金在CEP的入口处达到足够大的流速，并且在合金流过CEP的过程中使合金的流速大大降低，从而使合金达到粘流态或者半粘流态并且在充填压型腔时能够保持这样的状态。可控的扩张端口(CEP)具有入口端或者浇道入口和出口端或者合金流入压型腔中的出口。CEP的浇道入口的横截面积可与浇道相同，但最好小于浇道。但是，CEP的出口端或者进入压型腔的出口的横截面积大于CEP入口以使金属在出口处的流速大大低于在CEP的入口端或者入口的流速。在CEP的长度方向上，CEP在入口和出口之间的横截面积增大以使流过CEP的合金流速降低，而CEP最好从入口到出口具有一定的锥度。CEP的出口端或者出口可(最好)限定压型腔的入口。但是，在另一种可选择的结构中，金属流动系统的浇道可终止于压型腔的入口处或者入口附近。在该可选择的结构中，金属流动系统可包括压型腔在浇道出口或者其附近的一部分，压型腔的该部分限定CEP从出口向着入口的延伸部分的至少一部分。但是，在另一种可选择的结构中，CEP可在相应的浇道端部中间。第一浇道在合金流动方向上在CEP的上游，第二浇道在该方向上在CEP的下游。即，第一浇道使合金流到CEP的入口，第二浇道使合金从CEP的出口流到压型腔。在该可选择的结构中，第二浇道的横截面积最好不小于CEP的出口端。金属流动系统可采用能够对金属流过浇道和CEP的速度进行控制的形式，从而使流过压型腔的铝合金的至少大部分处于粘流态或者半粘流态。为此，该结构是这样的，即，使铝合金在流过CEP入口端时的流速大于40米/秒，最好大于50米/秒，例如在80至110米/秒之间。在CEP出口端的流速通常在CEP入口端的流速的50％至80％之间，最好在65％至75％之间。出口端的流速大于20米/秒，最好大于30米/秒，例如在40至95米/秒之间。这些速度大于目前系统的数值。在本专利技术所涉及的系统中，除了能够增大合金流过浇道和CEP的流速以外，应该注意的是，合金流过CEP入口的速度大于流过CEP出口的速度。这与目前系统的浇道和浇口结构所得到的相反，并且导致在相应结构之间的横截面积关系之间的差异。这样，尽管已知系统使用横截面积小于相应浇道的浇口，但是本专利技术可具有横截面积大于在CEP上游的相应浇道横截面积的CEP出口。在前面的情况中，金属流动受到限制并且流过浇口的速度大于流过浇道的速度，而在本专利技术的系统中能够达到相反的效果。在本专利技术所涉及的这样的浇道/CEP结构中，CEP可由在浇道的压型腔端处的一个末端部分限定的。该末端部分在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在利用压铸机铸造铝合金中使用的金属流动系统，其特征在于，所述金属流动系统是由压铸机的压型或者模型组件的一个部件提供的，所述压型或者模型组件限定压型腔，所述部件限定了用于使铝合金从压铸机的基本上处于熔融状态的铝合金的加压源流到压型腔的合金流动通道的至少一部分，所述流动通道包括至少一个浇道和一个可控的扩张端口（这里称之为“ＣＥＰ”），所述ＣＥＰ具有一个入口和一个出口，ＣＥＰ能够通过所述入口接收来自于浇道的铝合金，铝合金能够通过所述出口从ＣＥＰ流出以充填压型腔，所述ＣＥＰ的横截面积在从其入口到出口的方向上是增大的以使被接收在浇道中的基本上处于熔融状态的合金在流过ＣＥＰ的过程中流速被大大降低，从而使流过ＣＥＰ的铝合金达到在充填压型腔时能够保持的粘流态或者半粘流态。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：莫里斯T默里，马修A科普，
申请(专利权)人：联邦科学和工业研究组织，
类型：发明
国别省市：AU[澳大利亚]