一種新的鑄造方法及其鑄造模技術(shù)

一種新的鑄造方法，將帶加壓裝置的鑄造模浸入金屬液（８）內(nèi)部進(jìn)行澆注，利用吊升力與鑄造模重力或其它動(dòng)力驅(qū)動(dòng)加壓裝置加壓，型腔（１２）內(nèi)的金屬液于起吊中在所需壓力下充型、補(bǔ)縮、凝固，再將鑄造模浸入水中激冷，提高鑄件機(jī)械性能。鑄造模的上模、下模（４、１０）上設(shè)有柱塞孔，柱塞孔經(jīng)過補(bǔ)縮腔與型腔（１２）連通；補(bǔ)縮腔可在鑄件厚薄突變部位傾斜布置，柱塞上連接驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，與柱塞孔配合，在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下向型腔（１２）內(nèi)的金屬液加壓，可讓鑄件在單向、雙向、多向高壓加壓下充型、補(bǔ)縮、凝固。適用鑄造各種復(fù)雜鋁合金鑄件如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、輪轂和特大型薄壁鋁合金鑄件如０．８米大、６米長(zhǎng)、６～８毫米厚的巡航導(dǎo)彈艙體以及各種普通鑄件的鑄造。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種鑄造方法和鑄造模，具體是將一種帶加壓裝置的鑄造模浸入金屬熔液內(nèi) 部進(jìn)行澆注，利用吊升力與鑄造模重力做動(dòng)力或其它動(dòng)力驅(qū)動(dòng)加壓裝置加壓完成鑄造的方法，并提供--種實(shí)施該xz法的鑄造模。
技術(shù)介紹
.現(xiàn)行的鑄造方法大體有重力鑄造、振動(dòng)鑄造、離心鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、差壓鑄 造、真空吸鑄、液態(tài)擠壓、半凝固鑄造、金屬型鑄造、砂型鑄造、熔模鑄造、陶瓷型鑄造、 石膏型鑄造、消失模鑄造、連續(xù)鑄造、半連續(xù)鑄造、擠壓鑄造等幾種方法，其中重力鑄造和 振動(dòng)鑄造充型和補(bǔ)縮欠佳，易產(chǎn)生縮松和縮孔，壓力鑄造裹入空氣嚴(yán)重，離心鑄造質(zhì)量不如低 壓鑄造且操作不很安全，其它鑄造方法使用范圍有很大的局限性，相比較而言，從適用范圍和 鑄造質(zhì)量以及發(fā)展前景方面來看，以低壓鑄造為首選。據(jù)《特種鑄造及有色合金》1998年第 4期有關(guān)文章"21世紀(jì)低壓鑄造技術(shù)的展望"(作者唐多光)介紹，低壓鑄造最早由英國(guó)人 E.F丄AKE于1910年提出并申請(qǐng)專利。它是在密封的坩堝中，輸入較低的、干燥的壓縮空氣， 金屬液在氣體壓力的作用下，沿升液管上升，通過鑄造模下面的澆口，平穩(wěn)地輸入到型腔， 并保持坩堝內(nèi)液面上氣體的壓力， 一直到鑄件完全凝固為止，然后解除液面上氣體的壓力， 使升液管中未凝固的金屬液流回坩堝，再由氣缸開型并頂出鑄件。低壓鑄造的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在以下個(gè)幾方面1. 液體金屬充型比較平穩(wěn)；2. 鑄件成形性好，有利于形成輪廓清晰表面光潔的鑄件； .3. 鑄件組織比較致密，機(jī)械性能較高；4. 提高了金屬液的工藝收縮率。因此，世界各國(guó)的鑄造界和許多科研機(jī)構(gòu)都在不斷地對(duì)其進(jìn)行研究和完善工作如國(guó)外 著名公司有美國(guó)Empire公司，日本Isuzu公司，英國(guó)Plume公司，丹麥Rimatic公司和德國(guó) Gima和Kurtz公司，國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)和鑄造機(jī)廠家(及其鑄造設(shè)備)有濟(jì)南鑄鍛研究所(J455)， 上海機(jī)械制造工藝研究所(FDZ-A、 FDZ-C)，江蘇灌南壓鑄機(jī)廠(J453A， J453B)，天水鑄造機(jī) 械廠(J452， J45:3)和沈陽(yáng)鑄造研究所(803液面加壓系統(tǒng))等;各種大型的價(jià)格昂貴的低壓鑄造 機(jī)爭(zhēng)相產(chǎn)生，如德國(guó)奇瑪公司生產(chǎn)的Tec350型、Tec800型低壓鑄造機(jī)，德國(guó)庫(kù)爾茲公司生 產(chǎn)的Ak-93型、Ak-96型低壓鑄造機(jī)；國(guó)內(nèi)天水星火機(jī)床廠研制的J458低壓鑄造機(jī)，能滿足150 公斤以上大型鋁鑄件的生產(chǎn)，意味著我國(guó)低壓鑄造機(jī)向大型化發(fā)展的重大突破;低壓鑄造機(jī)上的 易損零件升液管也是熱門研究對(duì)象，浙江大學(xué)就花了十年時(shí)間來研究一根升液管，并宣布填 補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。但經(jīng)過近百年時(shí)間，對(duì)鑄造技術(shù)的整體提高，實(shí)際收效并不很理想。因?yàn)槿藗兊乃枷攵?局限在低壓鑄造的范疇，都是在金屬熔液外部來考慮澆注問題，在鑄造模的外部考慮加壓?jiǎn)?題，無法實(shí)現(xiàn)多方向、多部位加壓和補(bǔ)縮。隨著21世紀(jì)各國(guó)對(duì)鑄件的要求越來越高，實(shí)現(xiàn)鑄 件少余量，無余量加工，汽車、摩托車鑄件精密化、薄壁化、輕量化、省力化、經(jīng)濟(jì)化的要 求，低壓鑄造存在的一些不足，已凸現(xiàn)出來，它們表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面1. 只能在金屬熔液外部實(shí)現(xiàn)澆注，澆注溫度偏高，-填充需要經(jīng)過升液管，升液管要損耗， 其流量受到約束，還受到密封條件的制約，不利于大型鑄件的鑄造；2. 加壓方式是通過外加壓力源在鑄造模外部加壓，低壓鑄造時(shí)柑堝內(nèi)的壓力僅O. 15 MPa， 升不到工藝所需要的壓力值(《特種鑄造及有色合金》1999年第3期文章"真空傾轉(zhuǎn)差壓鑄造法 的應(yīng)用探討"介紹差壓鑄造也只能達(dá)到0.75 Mpa);3. 單方向加壓補(bǔ)縮效果較差，無法實(shí)現(xiàn)多方向多部位加壓補(bǔ)縮和局部加壓補(bǔ)縮，對(duì)壁厚厚 薄懸殊結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型鑄件的鑄造，深感為難；4. 冷卻方式受到制約，冷卻速度慢，鑄件機(jī)械性能和力學(xué)性能還有待提高；5. 對(duì)汽車、摩托車鑄件如輪轂等成品率低(如許多輪轂的鑄造又回到了重力鑄造)；6. 批量生產(chǎn)吋澆注條件相對(duì)不穩(wěn)定，影響產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和成品率，生產(chǎn)率不高；7. 需升液管、壓力源及液面控制系統(tǒng)、低壓鑄造機(jī)等整套設(shè)備和較寬的場(chǎng)地，鑄件成本高;8. 要求嚴(yán)格的掌握加壓規(guī)范，控制好順序凝固的溫度場(chǎng)，對(duì)操作工人的素質(zhì)要求高，工藝 難點(diǎn)多，廢品率較高，操作麻煩。如何克服上述缺陷，是鑄造界急需要解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是要改善或解決現(xiàn)行鑄造技術(shù)存在的上述問題，將鑄造技術(shù)提高一個(gè)檔次。 為了達(dá)到改整或解決上述問題的目的，本專利技術(shù)的技術(shù)方案是專利技術(shù)一種新的鑄造方法并提 供一種實(shí)施該方法的鑄造模u一種新的鑄造方法，是利用設(shè)有上、下加壓裝置的鑄造模，浸入金屬液內(nèi)部進(jìn)行澆注， 金屬液在大氣壓下或者說在無壓力下填充型腔，也可以說是鑄造模型腔自己浸入到金屬液中 去填充，這樣就不存在裹入空氣的問題，(多澆口澆注)也不會(huì)產(chǎn)生夾碴和冷隔現(xiàn)象，填畢， 啟動(dòng)上、下加壓裝置將鑄造模密封，將鑄造模吊離熔池(坩堝)，壓力伴隨起吊過程產(chǎn)生、由 吊升力與鑄造模重力和重錘重力提供，也可以由重力以外的其它動(dòng)力提供，型腔內(nèi)的金屬液 就于起吊中在所需壓力下充型、補(bǔ)縮、凝固。再將鑄造模整體浸入水中激冷，或?qū)﹁T造模實(shí) 行噴淋冷水激冷，進(jìn)一歩細(xì)化鑄件晶粒，提高其機(jī)械性能和力學(xué)性能'，打開鑄造模即可得到 高質(zhì)量的鑄件。這方法又可分為幾種具體情況一. 對(duì)于一般的鑄件，可采用只設(shè)置一套上、下加壓裝置的鑄造模，讓型腔內(nèi)金屬液 在上、下雙向壓力下充型、補(bǔ)縮、凝固，其示意圖如附圖說明圖1 6所示二. 對(duì)于大型鑄件，可采用設(shè)置多套上、下加壓裝置的鑄造模，以增加燒注速度,其示意 圖如圖7、圖8所示；如果是大型的離心泵葉輪之類的壁厚厚薄懸殊的鑄件，還可在鑄件厚薄 突變部位增設(shè)傾斜布置(或水平布置)的加壓裝置，相應(yīng)可將與柱塞孔相連的補(bǔ)縮腔設(shè)計(jì)成傾 斜布置，也可以設(shè)計(jì)成互為一定角度的層疊結(jié)構(gòu)，讓型腔內(nèi)金屬液在多向壓力下充型、補(bǔ)縮、 凝同，其示意圖如圖IO、 ll所示； '三.如果對(duì)鑄件質(zhì)量要求不高，為省事，可采用只設(shè)置下加壓裝置，不設(shè)置上加壓裝置的 鑄造模；a.可在上模上設(shè)置封閉補(bǔ)縮腔(有排氣裝置)，仿照低壓鑄造法，讓型腔內(nèi)的金屬 液在.所需單向)土力下充型、補(bǔ)縮、凝固，其示意圖如圖12所示;b.或在上模上設(shè)置敞開補(bǔ)縮 腔的鑄造模，仿照重力鑄造法，讓型腔內(nèi)的金屬液在無壓力下充型、補(bǔ)縮、凝固，其示意圖 如圖13所示。一種實(shí)施上述方法的鑄造模，與熔池配套(也可以與坩堝配套，但坩堝容積較小，不適 用大型鑄造模，熔池則不受容積限制)使用，它主要包括上模和下模(由于鑄件的具體形狀 不一，鑄造模還會(huì)有側(cè)模、底模、中模、頂模、鑲嵌件以及各種各樣的型心等其它零件，統(tǒng) 規(guī)為上模和下模范圍)，上模與下模之間有固定機(jī)構(gòu)，型腔位于上、下模之間，其特征在于 在上模上設(shè)有柱塞孔(又叫敞口)，柱塞孔對(duì)應(yīng)柱塞(又叫上加壓塞)，上加壓塞可在柱塞孔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，組成上加壓裝置；上模上還設(shè)有限位機(jī)構(gòu)，用以限制上加壓塞的最高極限位置，以防l卜.上加爪塞被受壓后的金屬液擠出柱塞孔而失壓，上加壓塞上可以設(shè)置重錘以增大加壓動(dòng)力，需要增加壓力時(shí)，上加壓塞還可與輔助加壓裝置聯(lián)接；在下模上設(shè)有柱塞孔(又叫燒 口)，澆口對(duì)應(yīng)柱塞(又叫下加壓塞)，下加壓塞可在澆U內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，組成下加壓裝置；下 加壓塞固定在橫檔上，橫檔與活動(dòng)吊環(huán)聯(lián)接，橫檔或活動(dòng)吊環(huán)與鑄造模本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種新的鑄造方法，其特征在于：將設(shè)有加壓裝置的鑄造模浸入金屬液（８）內(nèi)部進(jìn)行澆注，燒注完畢將鑄造模吊離金屬液，利用吊升力與鑄造模重力做動(dòng)力和／或其它形式的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)加壓裝置加壓，型腔（１２）內(nèi)的金屬液于起吊中在所需壓力下進(jìn)行充型、補(bǔ)縮、凝固。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：曾奇中，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：曾奇中，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：43[中國(guó)|湖南]