一種能采用新鑄造方法的鑄造模技術(shù)

一種能浸入金屬液（８）內(nèi)部進(jìn)行澆注，在吊升過程中進(jìn)行加壓的鑄造模，其上模、下模（４、１０）上設(shè)有柱塞孔，柱塞孔經(jīng)過補(bǔ)縮腔和內(nèi)澆口與型腔（１２）連通；柱塞孔與補(bǔ)縮腔可上、下方向布置，也可在鑄件厚薄突變部位傾斜布置或?qū)⒀a(bǔ)縮腔設(shè)計(jì)成互為一定角度的層疊結(jié)構(gòu)，柱塞上聯(lián)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，利用吊升力與鑄造模重力或其它動(dòng)力向型腔（１２）內(nèi)的金屬液加壓?？勺岃T件在單向、雙向、多向高壓加壓下充型、補(bǔ)縮、凝固。它適用鑄造各種復(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。（*該技術(shù)在2017年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種鑄造模，具體是指一種能采用沉浸澆注、高壓力加壓完成鑄造的鑄 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 闈和鑄造質(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. LAKE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。低壓濤造的優(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Tsuzu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， J453)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、TecSOO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，并官布填 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，大多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 問題，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，澆注溫度偏髙，填^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)坩堝內(nèi)的壓力僅O. 15 MPa， 升不到丁.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[El到了重力鑄造)；6. 批量生產(chǎn)時(shí)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，鑄件成木高；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)要求卨-，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)提卨.一個(gè) 檔次。 '為了達(dá)到改善或解決上述問題的目的，本技術(shù)的技術(shù)方案是提供一種能實(shí)施新鑄造 方法的鑄造模。--種新的鑄造方法，是利用在其上部設(shè)有上加壓裝置、下部設(shè)有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 模型腔自已浸入到金屬液中去，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、 8所示；如果是人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)，這樣可改變加壓塞運(yùn)動(dòng)方向與補(bǔ)縮方向之間的矛盾，訃型腔內(nèi)金屬液在多向壓力下充型、補(bǔ)縮、凝固，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；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 所需單向壓力下充型、補(bǔ)縮、凝固，其示意圖如圖12所示;或在上模上設(shè)置敞開補(bǔ)縮腔的鑄 造模，仿照電力鑄造法，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 小一，鑄造模還會(huì)有側(cè)模、底模、中模、頂模、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，以防止上加壓塞被受壓后的金屬液沖出柱塞孔而失壓，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)，柱 塞孔對(duì)應(yīng)柱塞(又叫下加壓塞)，下加壓塞可在柱塞孔內(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)與鑄造模之間有定位機(jī)構(gòu)，活動(dòng)吊 環(huán)用支承處將自身支承在上模上，活動(dòng)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種能采用新鑄造方法的鑄造模，接合熔池（１１）或坩堝，所述鑄造模由上模（４）和下模（１０）構(gòu)成，上模（４）與下模（１０）之間有固定機(jī)構(gòu)，型腔（１２）位于上模（４）與下模（１０）之間，其特征在于：鑄造模上設(shè)有柱塞孔，柱塞孔經(jīng)過補(bǔ)縮腔和內(nèi)澆口與型腔（１２）相連通，柱塞孔對(duì)應(yīng)柱塞，柱塞與柱塞孔精密配合，其配合間隙為０～１毫米，柱塞外端直接或間接聯(lián)接驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。根據(jù)權(quán)利要求１所述能采用新鑄造方法的鑄造模，其特征在于：所述下模（１０）有柱塞孔，該柱塞孔為澆口（６），澆口（６）對(duì)應(yīng)的柱塞為下加壓塞（９），下加壓塞（９）固定在橫檔（７）上，橫檔（７）聯(lián)接活動(dòng)吊環(huán)（１５），橫檔（７）或活動(dòng)吊環(huán)（１５）與鑄造模之間有定位機(jī)構(gòu)，活動(dòng)吊環(huán)（１５）聯(lián)接驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。根據(jù)權(quán)利要求２所述能采用新鑄造方法的鑄造模，其特征在于：活動(dòng)吊環(huán)（１５）的支承處與上模（４）之間有抬升機(jī)構(gòu)（１４）。根據(jù)權(quán)利要求１所述能采用新鑄造方法的鑄造模，其特征在于：所述上模（４）有柱塞孔，該柱塞孔為敞口（２），敞口（２）對(duì)應(yīng)的柱塞為上加壓塞（１），上加壓塞（１）外端連接驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。根據(jù)權(quán)利要求４所述能采用新鑄造方法的鑄造模，其特征在于，所述上加壓塞（１）與上模（４）之間有限位機(jī)構(gòu)（１６）。根據(jù)權(quán)利要求１或２或４所述能采用新鑄造方法的鑄造模，其特征在于：與柱塞孔相連的補(bǔ)縮腔可設(shè)計(jì)成互為一定角度的層疊結(jié)構(gòu)或與加壓裝置一起傾斜布置。根據(jù)權(quán)利要求１所述能采用新鑄造方法的鑄造模，其特征在于：所述柱塞孔與樁塞組成的加壓裝置，其數(shù)量以及布置方向和部位都不做限制。...

【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：實(shí)用新型
國(guó)別省市：43[]