压模铸造的方法及装置制造方法及图纸

一种金属压模铸件的压模铸造方法及装置，由此，通过注射装置，将熔炉中计量的熔化金属在压力下供入模具件的腔中，注射装置在压力和速度受控制的条件下操作；在压力为４．９－３４．３ＭＰａ和层流条件下，由温度控制注射装置输送熔化金属，该装置包括温度调节区，以不同的温度来保持装置的柱塞和腔之间处于轴向对准状态。（*该技术在2015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金属的压模铸造，特别是关于轻金属或白色金属，如铝、镁或其它金属及其合金的压模铸造，更确切地说，是关于金属-合金车轮或普通的压力铸件的压模铸造方法及装置，通过这种方法或装置，在控制其温度、压力和速度的条件下，可将熔化的金属注入模腔中，以便生产出高质量的压模铸件。在压力铸件，如合金车轮的生产中，需要保证铸件具有最佳的抗外力性和物理上的均质性，即无缺陷、无气体夹杂物，在使用时能承受铸件正常经受的高应力；在某种场合，例如对于合金车轮，通常需要在轮胎胎缘上具有良好的表面光洁度和良好的压力密封性。在生产设计成具有最佳机械性能的压力铸件过程中，如合金车轮，目前仅利用低压模铸法，根据这种方法，在大约1个大气压(101KPa)的压力下，由压缩空气将熔化金属送入模腔中。实践证明，与通常使用卧式机器、在大约500—800个大气压(49—78.4MPa)或更大的压力作用下完成铸造的高压模铸方法相比较，低压模铸工艺的采用是必需的，以便避免气体夹杂物现象和砂眼的形成，而气体夹杂物和砂眼通常会使铸件的结构变弱，成为脆性铸件，并且在高的应力下更易损坏。虽然用低压可以得到具有良好的机械性能和可接受的表面光洁度的铸件，然而这种低压技术牵涉到一个极长的操作周期和低的生产率。另外，低压还需要在模具上形成横截面较大的金属流道和通道，以确保处于熔化状态的金属在与模具的冷壁接触时不会迅速凝固而完全或部分地堵塞所述的流道或通道，避免模腔完全被填塞。因此，采用低压还需要充分地扩大熔化金属流动的管道的横截面积，这样会使模具的尺寸增大，材料的质量和铸件的重量增加。此外，在低压条件下生产的铸件的表面光洁度非常差，在合金车轮的情况下，需要对材料输入模具的位置进行额外的精加工作业。并且，用低压生产的铸件具有低的物理均质性，这样它们必须经过额外的非常准确的热处理，因为他们必须达到大体接近金属的熔点的温度。因此，在金属铸件的压力铸造生产中，已试图使用高压注射系统。这种系统已公开在如US—A—4,850,420、US—A—4,583,579、DE—A—3,636,936、DE—A—3,013,226及DE—A—3,505,544的专利文献中。依据这些已知系统，运用其值等于或大于500—800个大气压(49—78.4MPa)的非常高的压力和其范围在40—120m/s的高速度，将熔化金属水平地输入模腔，这样，在极快的周期内得到有高的表面精度的铸件。然而，在要承受高机械应力的压力铸件的生产中的高压已经证明是不适合的，因为作为由高速和被注射的熔化金属的紊流产生的气体夹杂物的现象的结果使铸件本身很脆。在高压模铸作业中，使用卧式机器，存在的问题还有加工过程的热控制不适当和机器本身，因此，注射熔化的金属的装置要承受极端的和失控的机械变形，该变形导致上述注射装置的在熔化金属的收集腔和柱塞之间处于不对准状态。注射装置及熔化金属的卧式压模铸造机的典型设置在上述引用的专利文献中作了介绍。特别是，专利US—A—4,583,579建议根据每一注射之后所测量的温度来检测注射装置的柱塞和腔的膨胀，从而计算出柱塞退回的瞬间；该专利还通常涉及以完全不受控制的方式冷却柱塞和一部分注射腔的装置的使用。该专利不涉及因而也未建议任何解决压模铸造基本问题的有用方法，包括获得熔化金属的注射条件，该条件受到控制并适合于具有最佳机械性能及表面光洁度的压力铸件的生产。立式压模铸造机器的使用已在GB—A—489,944、DE—A—1,156,205和JP—A01178,359这些专利文献中公开，然而这些文献也涉及到具有如上所述缺点的高压型压模铸造机。特别是专利GB—A—489,944和JP—A01178,359所涉及的机器带有″敝开″型的注射腔，熔化金属必须从其上方浇注，这样在注射之前，由于熔化金属长时间的暴露在空气中，会出现众所周知的熔化金属氧化的现象。因此，在压力铸件，特别是需要具有最佳机械性能的合金车轮或铸件的生产中，已经完全放弃了铸造使用卧式和立式机器的高压模铸。而且，作业周期的效率受到了极大的限制。确定了与如权利要求1的特征部分所限定的本专利技术最接近的技术背景的德国专利DE—A—1,156,205揭示了一种″封闭″腔型的立式压模铸造机，在该机器中，注射装置通过一管道直接与提供熔化金属的熔炉相连，其注射装置包括一竖直注射腔和一可在所述腔中移动的柱塞，该柱塞在熔化金属的侧向进口未被其封住的退回位置与熔化金属可注入模腔的前进位置之间移动。但是，该专利未论述也未解决用于生产高质量金属铸件的压模铸造方法的控制的基本问题。尽管事实上对在压铸金属铸件的生产中卧式或立式机器的应用提出了种种建议和意见，但现今在实际中，仍必须使用受限制和有缺点的低压铸造工艺，这种工艺牵涉铸件过重和尺寸过大、生产周期长以及从许多使用的质量观点看是难以接受的工件。本专利技术的目的是，提供一种用于金属件的立式压力铸造的方法和装置，与低压模铸法相比较，利用这种方法或装置，可以在比较高的压力下操作，其压力虽然较通常用在采用高压技术的铸件生产中的压力低许多，但仍能确保在作业循环快的同时，生产出表面质量高、机械性能好，使用其它已知技术不能实现的铸件。本专利技术的另一个目的是，提供一种如上所述的方法和装置，利用这种方法或装置，在熔化金属供入注射装置期间和注入模具的过程中，能够减少气体夹杂物的现象和熔化金属中氧化物的形成，从而获得物理均匀度高的铸件，其结果是，在一定情况下，可以大量地减少横截面积的阻力和模具内的金属流道，用这种方式，可以在极短的作业周期中获得结构坚固、壁薄、重量较轻的铸件；例如，在合金车轮的情况下，与在低压下生产的普通车轮相比较，其重量和生产周期减少约3或4倍，并获得具有所用合金的高机械和结晶性能，以及优异的高光洁度的车轮。本专利技术的再一个目的是，提供一种依据上述方法而生产合金车轮的装置，可以基本上避免影响要与高温熔化金属接触的部件的变形现象，这样，确保了用其它已知技术不能获得的作业和生产效率及可靠性。本专利技术还有一个目的是，提供一种压模铸造装置，根据本专利技术，这种装置特别适用于实现中压模铸方法，它将注射装置和模具组合在一起使用，并且在不改变生产模具总体的情况下，可生产出不同类型的车轮；对于本专利技术的目的来说，″中压″是指将熔化金属注入模具中的压力，其值在50—350个大气压(4.9—34.3MPa)的范围内。上述目的可以根据独立权利要求1和4的特征所限定的金属合金铸件，特别是合金车轮的生产方法和装置来实现。特别是，本专利技术涉及一种金属压力铸件的生产方法，据此，将计量的熔化金属送入注射装置，该注射装置包括一限定竖直注射腔的套筒和一在所述腔中可移动的柱塞，该柱塞在熔化金属的侧向进口未被其封住的退回位置和熔化金属可注入模具组件的腔中的前进位置之间移动，其特征是在保持柱塞和注射套筒的位于压力铸造模具组件附近的，与熔化金属接触的部分两者的区域处于不同的控制温度的条件下，形成套筒和注射柱塞的轴向对准结构；检测柱塞和注射套筒在该温度控制区域范围内的温度；以及在所述的套筒和注射柱塞的温度控制区域之间的温差达到一个预定值的条件下，在压力为50—350个大气压力(4.9—343.MPa)的范围，保持熔化金属注入和流进模具组件的腔中时处于层流状态时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用以生产金属压模铸件的方法，根据此方法将计量的熔化金属（３６）送入注射装置（１９），所述的注射装置（１９）包括一形成竖直注射腔的套筒（２１）和一在所述腔中可滑动的柱塞（２２），所述的柱塞（２２）是在熔化金属（３６）的侧向进口（２４）未被封住的退回位置和熔化金属（３６）可注入模具组件腔中的前进位置之间移动的，其特征是：在保持柱塞（２２）和注射套筒（２１）的位于压力铸造模具组件附近的、与熔化金属（３６）接触的部分两者的区域（９０、５０、５０Ｂ）处于不同的温度控制条件下，提 供套筒（２１）和注射柱塞（２２）的轴向对准的配置；检测柱塞（２２）和注射套筒（２１）在所述温度控制区域（９０、５０、５０Ｂ）中的温度；以及在所述套筒（２１）和注射柱塞（２２）的温度控制区域（９０、５０、５０Ｂ）之间的温差（Ｄｔ）达到 一个预定值的条件下，在压力为５０－３５０个大气压（４．９－３４．３ＭＰａ）的范围、保持熔化金属（３６）在注入和流进模具组件腔中时处于层流状态时，并在确保注射装置（１９）的套筒（２１）与柱塞（２２）之间处于所需要的轴向对准状态的条件下，将熔化金属（３６）注入模具组件的腔中。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：塞格奥坎湃尼，
申请(专利权)人：TCS铸造公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]