專利名稱：復(fù)合玻璃型鑄造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明復(fù)合玻璃型鑄造是金屬鑄造領(lǐng)域，特別是關(guān)于鑄造工藝方法的發(fā)明。
背景技術(shù)：
鑄造生產(chǎn)中使用的鑄型有砂型、金屬型、陶瓷型、石膏型、石墨型等。在當(dāng)今世界各國(guó)鑄造生產(chǎn)中占80％以上。砂型鑄造生產(chǎn)的鑄件，尤其對(duì)于熔點(diǎn)較高的鋼、鐵、和高溫合金鑄件，表面粗糙、加工余量大、易出砂孔和氣孔等鑄造缺陷，很難得到高級(jí)優(yōu)質(zhì)的尺寸精確、表面光潔、可以少無(wú)切削加工的各類鑄件。即使利用成本較高的金屬型、陶瓷型和熔模型等特種工藝鑄造，由于這些鑄型本身的局限性，也影響鑄件尺寸精度和表面質(zhì)量的進(jìn)一步提高。如何獲得最優(yōu)質(zhì)的鑄件是國(guó)家的重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，也是鑄造工作者共同追求的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明復(fù)合玻璃型鑄造是以預(yù)制的薄壁玻璃型殼作為形成鑄件本體的鑄型型腔和用樹(shù)脂砂或其他材料制成的澆注系統(tǒng)按一定方式復(fù)合成鑄型，利用金屬液自身的重力或借助外力把金屬液澆注入鑄型獲得鑄件的工藝方法。本發(fā)明復(fù)合玻璃型鑄造可以方便地獲得尺寸精確、、真正滿足少無(wú)切削要求的高級(jí)優(yōu)質(zhì)鑄件，特別是熔點(diǎn)較高的鋼、鐵、銅和高溫合金鑄件。本發(fā)明真正解決了目前鑄造生產(chǎn)中鑄件，特別是鋼鐵鑄件、銅鑄件和高溫合金鑄件。存在的表面粗糙、加工余量大、浪費(fèi)嚴(yán)重這個(gè)難題。
1.復(fù)合玻璃型本發(fā)明就是鑄型中用來(lái)形成鑄件本體的鑄型型腔，全部或局部用預(yù)制的薄壁玻璃型殼構(gòu)成，澆注系統(tǒng)由樹(shù)脂砂或其它材料制成，并將玻璃型殼和澆注系統(tǒng)按一定方式組合后裝箱填埋形成的鑄型；也可以是在鑄型制備過(guò)程中，直接將形成鑄件本體某些部分的預(yù)制的薄壁玻璃型殼復(fù)合到其它鑄型中，在復(fù)合過(guò)程中同時(shí)做出澆注系統(tǒng)而形成的鑄型。這兩種形式的鑄型稱為復(fù)合玻璃型。簡(jiǎn)而言之，復(fù)合玻璃型就是指鑄型中含有預(yù)制的薄壁玻璃型殼作為型腔的鑄型。它有如下特性(1)鑄型型腔全部或局部是由預(yù)制的薄壁玻璃型殼構(gòu)成；而薄壁玻璃型殼是玻璃制品的生產(chǎn)工藝制成；玻璃型殼可根據(jù)不同鑄造合金選擇不同的玻璃來(lái)制作。高合金鋼鑄件可選用石英玻璃。
(2)玻璃型殼化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、致密、光潔、尺寸精確、傳熱速度適中、收縮阻力小，不用涂料，金屬充型時(shí)不氧化，保證了鑄件的尺寸精度和表面質(zhì)量。表面粗糙度達(dá)到0.8-0.4微米以下。
(3)工藝適應(yīng)性強(qiáng)，鑄型可在加熱狀態(tài)下澆注?？衫酶鞣N特種鑄造設(shè)備進(jìn)行低壓、差壓、擠壓、離心和真空(負(fù)壓)鑄造。
(4)玻璃型殼可由專業(yè)玻璃制品廠生產(chǎn)，鑄件清理后的廢玻璃作為玻璃型殼的原料循環(huán)使用，減輕了鑄造垃圾的污染。
2.復(fù)合玻璃型鑄造工藝(1)復(fù)合玻璃型重力鑄造本發(fā)明是關(guān)于復(fù)合玻璃型鑄造工藝方法的發(fā)明。它是利用金屬液自身的重力將金屬液澆注入復(fù)合玻璃型獲得鑄件的工藝方法。該鑄造工藝方法是復(fù)合玻璃型的基本鑄造方法，所以此鑄造工藝方法也稱為復(fù)合玻璃型鑄造。
(2)復(fù)合玻璃型低壓鑄造本發(fā)明是關(guān)于復(fù)合玻璃型鑄造工藝方法的發(fā)明。是在復(fù)合玻璃型重力鑄造的基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步提高復(fù)合玻璃型鑄造工藝出品率而發(fā)明的一種鑄造工藝方法。
本發(fā)明是將復(fù)合玻璃型封嚴(yán)并緊固在坩堝上部，然后向坩堝內(nèi)通入干燥的壓縮空氣。合金液在壓力的作用下自下而上通過(guò)升液管和澆注系統(tǒng)平穩(wěn)的進(jìn)入型腔中，并保持液面上的氣體壓力，直到鑄件完全凝固為止。然后解除壓力，使升液管和澆注系統(tǒng)中未凝固的金屬液，依靠自重返回熔池中。
(3)復(fù)合玻璃型差壓鑄造本發(fā)明是關(guān)于復(fù)合玻璃型鑄造工藝方法的發(fā)明。是在復(fù)合玻璃型重力鑄造的基礎(chǔ)上，為使復(fù)合玻璃型能生產(chǎn)高質(zhì)量、大型復(fù)雜鑄件而發(fā)明的一種鑄造工藝方法。
本發(fā)明是金屬液在差壓作用下，充填到預(yù)先有一定壓力的復(fù)合玻璃型中，進(jìn)行結(jié)晶凝固而獲得鑄件的一種工藝方法。
(4)復(fù)合玻璃型擠壓鑄造本發(fā)明是關(guān)于復(fù)合玻璃型鑄造工藝方法的發(fā)明。是在復(fù)合玻璃型重力鑄造的基礎(chǔ)上，為了提高鑄件的力學(xué)性能，擴(kuò)大復(fù)合玻璃型的生產(chǎn)范圍等而發(fā)明的一種鑄造工藝方法。
本發(fā)明是在復(fù)合玻璃型鑄造時(shí)借助于擠壓鑄造機(jī)的擠壓頭的機(jī)械壓力，把澆注入復(fù)合玻璃型的液態(tài)或半固態(tài)金屬擠壓成形，并使其在壓力下凝固。
(5)復(fù)合玻璃型離心鑄造本發(fā)明是關(guān)于復(fù)合玻璃型鑄造工藝方法的發(fā)明。是在復(fù)合玻璃型重力鑄造的基礎(chǔ)上，為了方便具有旋轉(zhuǎn)中心的鑄件的生產(chǎn)等而發(fā)明的一種鑄造工藝方法。
本發(fā)明是將金屬液通過(guò)流槽流入旋轉(zhuǎn)的復(fù)合玻璃型內(nèi)，在離心力的作用下布滿鑄型，凝固成鑄件的一種特殊鑄造方法。
(6)復(fù)合玻璃型真空吸鑄本發(fā)明是關(guān)于復(fù)合玻璃型鑄造工藝方法的發(fā)明。是在復(fù)合玻璃型重力鑄造的基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步提高管套類鑄件的質(zhì)量和生產(chǎn)率而發(fā)明的一種鑄造工藝方法。
本發(fā)明是將管狀復(fù)合玻璃型的一端連接真空設(shè)備，另一端插入熔池中，當(dāng)復(fù)合玻璃型型腔中形成真空時(shí)，液態(tài)金屬在大氣壓力作用下進(jìn)入型腔內(nèi)結(jié)晶凝固，待鑄件達(dá)到一定壁厚時(shí)撤除真空，使型內(nèi)未凝固的金屬液依靠自重返回熔池中。
(7)復(fù)合玻璃型負(fù)壓鑄造本發(fā)明是關(guān)于復(fù)合玻璃型鑄造工藝方法的發(fā)明。是在復(fù)合玻璃型重力鑄造的基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步提高金屬液的流動(dòng)性、使鑄件形狀更完美而發(fā)明的一種鑄造工藝方法。
本發(fā)明是將復(fù)合玻璃型置于負(fù)壓裝置中，澆口置于其外，當(dāng)金屬液澆滿直澆口時(shí)啟動(dòng)負(fù)壓裝置，型腔和鑄型處于負(fù)壓狀態(tài)，金屬液在負(fù)壓狀態(tài)下迅速平穩(wěn)地充填型腔直至澆滿鑄型，開(kāi)始凝固后撤除負(fù)壓。
3鑄造優(yōu)點(diǎn)(1)適用范圍廣，特別是高熔點(diǎn)的鋼、鐵、銅和高溫合金的鑄造生產(chǎn)。
(2)鑄件尺寸精確，表面光潔，粗糙度達(dá)0.8-0.4um。實(shí)現(xiàn)了少無(wú)切削。
(3)加強(qiáng)了專業(yè)化分工，進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本。
(4)清理方便，清理下來(lái)的廢玻璃可循環(huán)利用，減輕了鑄造垃圾的污染。
具體實(shí)施方法附圖列舉某高合金細(xì)長(zhǎng)管鑄造，通過(guò)該產(chǎn)品的熔模鑄件和復(fù)合玻璃型鑄造的鑄件相比較，進(jìn)一步證明本發(fā)明的創(chuàng)造性，先進(jìn)性和實(shí)用性。尤其是獲得高熔點(diǎn)合金精密光潔、少無(wú)切削鑄件的最佳鑄造工藝方法。

圖1產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)；圖2該產(chǎn)品的熔模鑄件；圖3該產(chǎn)品的玻璃型鑄造的鑄件；圖4是該產(chǎn)品的復(fù)合玻璃型鑄造示意圖。其中1、樹(shù)脂砂直澆口2、冒口3、是型心4、鑄件5、橫澆口6、玻璃型殼7、填埋砂8、箱子。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明復(fù)合玻璃型鑄造是金屬鑄造技術(shù)領(lǐng)域的一種適用于多種鑄造合金、尤其適用于黑色金屬和具有較高熔點(diǎn)的銅、鎳等有色金屬獲得尺寸精確、表面光潔、可少無(wú)切削的高級(jí)優(yōu)質(zhì)鑄件的鑄造新技術(shù)。其特征是用預(yù)制的薄壁玻璃型殼作為形成鑄件本體的鑄型型腔和用樹(shù)脂砂或其他材料制成的澆注系統(tǒng)按一定方式組裝復(fù)合成鑄型，或直接將薄壁玻璃型殼復(fù)合到其他鑄型中形成鑄型，這兩種形式的鑄型就是復(fù)合玻璃型。經(jīng)復(fù)合玻璃型鑄造獲得鑄件。復(fù)合玻璃型鑄造包括復(fù)合玻璃型重力鑄造，復(fù)合玻璃型低壓鑄造，復(fù)合玻璃型差壓鑄造，復(fù)合玻璃型擠壓鑄造，復(fù)合玻璃型離心鑄造，復(fù)合玻璃型真空吸鑄和復(fù)合玻璃型負(fù)壓鑄造。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合玻璃型鑄造其特征是復(fù)合玻璃型即是含有預(yù)制的薄壁玻璃型殼作為形成鑄件本體的型腔的鑄型，而這個(gè)薄壁玻璃型殼又是按玻璃制品的生產(chǎn)工藝預(yù)制的，不同的鑄造合金選擇不同的玻璃來(lái)制造玻璃型殼。薄壁的玻璃型殼化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、致密、光潔、尺寸精確，傳熱速度適中、無(wú)須使用涂料，金屬液充型時(shí)基本不氧化，保證了鑄件質(zhì)量。鑄件尺寸精確，表面粗糙度達(dá)0.8-0.4微米，可以少無(wú)切削加工。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合玻璃型鑄造其特征是復(fù)合玻璃型重力鑄造是利用金屬液自身的重力將其澆注入鑄型獲得鑄件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合玻璃型鑄造其特征是復(fù)合玻璃型低壓鑄造是將復(fù)合玻璃型封嚴(yán)并緊固在坩堝上部，然后向坩堝內(nèi)通入干燥的壓縮空氣。金屬液在壓力的作用下，自下而上地通過(guò)升液管和澆注系統(tǒng)平穩(wěn)地進(jìn)入型腔中，并保持液面上的壓力，直到鑄件完全凝固為止，然后解除壓力，使升液管和澆注系統(tǒng)中未凝固的金屬液依靠自重返回熔池中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合玻璃型鑄造其特征是復(fù)合玻璃型差壓鑄造是將金屬液在壓差的作用下，充填到預(yù)先有一定壓力的復(fù)合玻璃型中，進(jìn)行結(jié)晶凝固而獲得鑄件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合玻璃型鑄造其特征是復(fù)合玻璃型擠壓鑄造是再鑄造時(shí)利用擠壓鑄造機(jī)擠壓頭的機(jī)械壓力，把澆注入復(fù)合玻璃型型腔中的液態(tài)或半固態(tài)金屬擠壓成型，并使其在壓力下凝固。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合玻璃型鑄造其特征是復(fù)合玻璃型離心鑄造是將金屬液通過(guò)流槽流入旋轉(zhuǎn)的復(fù)合玻璃型中，在離心力的作用下，布滿鑄型直到凝固而獲得鑄件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合玻璃型鑄造其特征是復(fù)合玻璃型真空吸鑄是將一端接在真空裝置上的管狀復(fù)合玻璃型直接插入熔池中，當(dāng)型腔處在真空狀態(tài)時(shí)，熔池中的金屬液在大氣壓力作用下充填型腔，待凝固到一定厚度時(shí)，除去真空，復(fù)合玻璃型內(nèi)未凝固的金屬液依靠自重返回到熔池中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合玻璃型鑄造其特征是復(fù)合玻璃型負(fù)壓鑄造是當(dāng)金屬液澆注滿直澆口時(shí)，借助于負(fù)壓裝置使鑄型和型腔處于負(fù)壓狀態(tài)，金屬液在自身重力作用下迅速平穩(wěn)地充填型腔，直至金屬液澆滿鑄型為止。
全文摘要
本發(fā)明復(fù)合玻璃型鑄造是鑄造領(lǐng)域的一種適用與多種鑄造合金，尤其特別適用于高熔點(diǎn)的鋼、鐵、銅和高溫合金獲得尺寸精確、表面光潔又可少無(wú)切削加工的優(yōu)質(zhì)鑄件的鑄造新技術(shù)。其特征是；在重力或外力作用下，將金屬液直接澆注入用按玻璃制品生產(chǎn)工藝預(yù)制的薄壁玻璃型殼作為形成鑄件本體的鑄型型腔和用樹(shù)脂砂或其他材料制成的澆注系統(tǒng)按一定方式組合而成的鑄型；或直接將形成鑄件本體的玻璃型殼復(fù)合到其他鑄型中而形成的復(fù)合玻璃型獲得鑄件。附圖某高合金細(xì)長(zhǎng)管熔模鑄件與復(fù)合玻璃型鑄造對(duì)比圖1產(chǎn)品零件圖；圖2熔模鑄件圖；圖3復(fù)合玻璃型鑄件圖；圖4復(fù)合玻璃型鑄造示意圖1、直澆口2、冒口3、型芯4、鑄件5、橫澆口6、玻璃型殼7、鑄件8、箱子。
文檔編號(hào)B22C9/02GK1748899SQ200510094839
公開(kāi)日2006年3月22日 申請(qǐng)日期2005年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月17日
發(fā)明者卜基山 申請(qǐng)人:卜基山