一种新的铸造方法及其铸造模技术

一种新的铸造方法，将带加压装置的铸造模浸入金属液（８）内部进行浇注，利用吊升力与铸造模重力或其它动力驱动加压装置加压，型腔（１２）内的金属液于起吊中在所需压力下充型、补缩、凝固，再将铸造模浸入水中激冷，提高铸件机械性能。铸造模的上模、下模（４、１０）上设有柱塞孔，柱塞孔经过补缩腔与型腔（１２）连通；补缩腔可在铸件厚薄突变部位倾斜布置，柱塞上连接驱动机构，与柱塞孔配合，在驱动机构的作用下向型腔（１２）内的金属液加压，可让铸件在单向、双向、多向高压加压下充型、补缩、凝固。适用铸造各种复杂铝合金铸件如汽车发动机缸体、轮毂和特大型薄壁铝合金铸件如０．８米大、６米长、６～８毫米厚的巡航导弹舱体以及各种普通铸件的铸造。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铸造方法和铸造模，具体是将一种带加压装置的铸造模浸入金属熔液内 部进行浇注，利用吊升力与铸造模重力做动力或其它动力驱动加压装置加压完成铸造的方法，并提供--种实施该xz法的铸造模。
技术介绍
.现行的铸造方法大体有重力铸造、振动铸造、离心铸造、压力铸造、低压铸造、差压铸 造、真空吸铸、液态挤压、半凝固铸造、金属型铸造、砂型铸造、熔模铸造、陶瓷型铸造、 石膏型铸造、消失模铸造、连续铸造、半连续铸造、挤压铸造等几种方法，其中重力铸造和 振动铸造充型和补缩欠佳，易产生缩松和缩孔，压力铸造裹入空气严重，离心铸造质量不如低 压铸造且操作不很安全，其它铸造方法使用范围有很大的局限性，相比较而言，从适用范围和 铸造质量以及发展前景方面来看，以低压铸造为首选。据《特种铸造及有色合金》1998年第 4期有关文章"21世纪低压铸造技术的展望"(作者唐多光)介绍，低压铸造最早由英国人 E.F丄AKE于1910年提出并申请专利。它是在密封的坩埚中，输入较低的、干燥的压縮空气， 金属液在气体压力的作用下，沿升液管上升，通过铸造模下面的浇口，平稳地输入到型腔， 并保持坩埚内液面上气体的压力， 一直到铸件完全凝固为止，然后解除液面上气体的压力， 使升液管中未凝固的金属液流回坩埚，再由气缸开型并顶出铸件。低压铸造的优点表现在以下个几方面1. 液体金属充型比较平稳；2. 铸件成形性好，有利于形成轮廓清晰表面光洁的铸件； .3. 铸件组织比较致密，机械性能较高；4. 提高了金属液的工艺收縮率。因此，世界各国的铸造界和许多科研机构都在不断地对其进行研究和完善工作如国外 著名公司有美国Empire公司，日本Isuzu公司，英国Plume公司，丹麦Rimatic公司和德国 Gima和Kurtz公司，国内研究机构和铸造机厂家(及其铸造设备)有济南铸锻研究所(J455)， 上海机械制造工艺研究所(FDZ-A、 FDZ-C)，江苏灌南压铸机厂(J453A， J453B)，天水铸造机 械厂(J452， J45:3)和沈阳铸造研究所(803液面加压系统)等;各种大型的价格昂贵的低压铸造 机争相产生，如德国奇玛公司生产的Tec350型、Tec800型低压铸造机，德国库尔兹公司生 产的Ak-93型、Ak-96型低压铸造机；国内天水星火机床厂研制的J458低压铸造机，能满足150 公斤以上大型铝铸件的生产，意味着我国低压铸造机向大型化发展的重大突破;低压铸造机上的 易损零件升液管也是热门研究对象，浙江大学就花了十年时间来研究一根升液管，并宣布填 补国内空白。但经过近百年时间，对铸造技术的整体提高，实际收效并不很理想。因为人们的思想都 局限在低压铸造的范畴，都是在金属熔液外部来考虑浇注问题，在铸造模的外部考虑加压问 题，无法实现多方向、多部位加压和补缩。随着21世纪各国对铸件的要求越来越高，实现铸 件少余量，无余量加工，汽车、摩托车铸件精密化、薄壁化、轻量化、省力化、经济化的要 求，低压铸造存在的一些不足，已凸现出来，它们表现在以下几个方面1. 只能在金属熔液外部实现浇注，浇注温度偏高，-填充需要经过升液管，升液管要损耗， 其流量受到约束，还受到密封条件的制约，不利于大型铸件的铸造；2. 加压方式是通过外加压力源在铸造模外部加压，低压铸造时柑埚内的压力仅O. 15 MPa， 升不到工艺所需要的压力值(《特种铸造及有色合金》1999年第3期文章"真空倾转差压铸造法 的应用探讨"介绍差压铸造也只能达到0.75 Mpa);3. 单方向加压补缩效果较差，无法实现多方向多部位加压补縮和局部加压补縮，对壁厚厚 薄悬殊结构复杂的大型铸件的铸造，深感为难；4. 冷却方式受到制约，冷却速度慢，铸件机械性能和力学性能还有待提高；5. 对汽车、摩托车铸件如轮毂等成品率低(如许多轮毂的铸造又回到了重力铸造)；6. 批量生产吋浇注条件相对不稳定，影响产品质量的稳定性和成品率，生产率不高；7. 需升液管、压力源及液面控制系统、低压铸造机等整套设备和较宽的场地，铸件成本高;8. 要求严格的掌握加压规范，控制好顺序凝固的温度场，对操作工人的素质要求高，工艺 难点多，废品率较高，操作麻烦。如何克服上述缺陷，是铸造界急需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是要改善或解决现行铸造技术存在的上述问题，将铸造技术提高一个档次。 为了达到改整或解决上述问题的目的，本专利技术的技术方案是专利技术一种新的铸造方法并提 供一种实施该方法的铸造模u一种新的铸造方法，是利用设有上、下加压装置的铸造模，浸入金属液内部进行浇注， 金属液在大气压下或者说在无压力下填充型腔，也可以说是铸造模型腔自己浸入到金属液中 去填充，这样就不存在裹入空气的问题，(多浇口浇注)也不会产生夹碴和冷隔现象，填毕， 启动上、下加压装置将铸造模密封，将铸造模吊离熔池(坩埚)，压力伴随起吊过程产生、由 吊升力与铸造模重力和重锤重力提供，也可以由重力以外的其它动力提供，型腔内的金属液 就于起吊中在所需压力下充型、补缩、凝固。再将铸造模整体浸入水中激冷，或对铸造模实 行喷淋冷水激冷，进一歩细化铸件晶粒，提高其机械性能和力学性能'，打开铸造模即可得到 高质量的铸件。这方法又可分为几种具体情况一. 对于一般的铸件，可采用只设置一套上、下加压装置的铸造模，让型腔内金属液 在上、下双向压力下充型、补缩、凝固，其示意图如附图说明图1 6所示二. 对于大型铸件，可采用设置多套上、下加压装置的铸造模，以增加烧注速度,其示意 图如图7、图8所示；如果是大型的离心泵叶轮之类的壁厚厚薄悬殊的铸件，还可在铸件厚薄 突变部位增设倾斜布置(或水平布置)的加压装置，相应可将与柱塞孔相连的补縮腔设计成倾 斜布置，也可以设计成互为一定角度的层叠结构，让型腔内金属液在多向压力下充型、补缩、 凝同，其示意图如图IO、 ll所示； '三.如果对铸件质量要求不高，为省事，可采用只设置下加压装置，不设置上加压装置的 铸造模；a.可在上模上设置封闭补縮腔(有排气装置)，仿照低压铸造法，让型腔内的金属 液在.所需单向)土力下充型、补缩、凝固，其示意图如图12所示;b.或在上模上设置敞开补缩 腔的铸造模，仿照重力铸造法，让型腔内的金属液在无压力下充型、补縮、凝固，其示意图 如图13所示。一种实施上述方法的铸造模，与熔池配套(也可以与坩埚配套，但坩埚容积较小，不适 用大型铸造模，熔池则不受容积限制)使用，它主要包括上模和下模(由于铸件的具体形状 不一，铸造模还会有侧模、底模、中模、顶模、镶嵌件以及各种各样的型心等其它零件，统 规为上模和下模范围)，上模与下模之间有固定机构，型腔位于上、下模之间，其特征在于 在上模上设有柱塞孔(又叫敞口)，柱塞孔对应柱塞(又叫上加压塞)，上加压塞可在柱塞孔内往复运动，组成上加压装置；上模上还设有限位机构，用以限制上加压塞的最高极限位置，以防l卜.上加爪塞被受压后的金属液挤出柱塞孔而失压，上加压塞上可以设置重锤以增大加压动力，需要增加压力时，上加压塞还可与辅助加压装置联接；在下模上设有柱塞孔(又叫烧 口)，浇口对应柱塞(又叫下加压塞)，下加压塞可在浇U内往复运动，组成下加压装置；下 加压塞固定在横档上，横档与活动吊环联接，横档或活动吊环与铸造模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新的铸造方法，其特征在于：将设有加压装置的铸造模浸入金属液（８）内部进行浇注，烧注完毕将铸造模吊离金属液，利用吊升力与铸造模重力做动力和／或其它形式的动力驱动加压装置加压，型腔（１２）内的金属液于起吊中在所需压力下进行充型、补缩、凝固。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾奇中，
申请(专利权)人：曾奇中，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]