一種采用負(fù)壓法改善金屬型鑄造成型的工藝的制作方法
【專利摘要】一種采用負(fù)壓法改善金屬型鑄造成型的工藝，其技術(shù)方案為對借鑒差壓鑄造中的減壓法，對金屬型鑄造難于充型的局部型腔施加負(fù)壓。將金屬型內(nèi)腔中充型困難的部位開通孔，外接低壓空氣，在負(fù)壓的驅(qū)動下，加速金屬液的充型過程，可以得到充型更好、質(zhì)量更高的鑄件。本發(fā)明所提出的方法，借鑒了差壓鑄造中的減壓法原理，但并未對整個鑄造模具施加負(fù)壓，而是在鑄造模具內(nèi)部的局部空間施加負(fù)壓，從而大大節(jié)省了設(shè)備的成本、體積、空間等。但由于所施加負(fù)壓的部位是金屬型鑄造中難以充型、容易出問題的部位，因此，本方法實施效果要遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)金屬型鑄造。本發(fā)明方法結(jié)合了金屬型鑄造成本低、設(shè)備簡單、工藝簡單和差壓鑄造負(fù)壓法充型好、鑄件質(zhì)量高、成品率高的優(yōu)點，是綜合考慮成本、效果的有效實施方案。
【專利說明】一種采用負(fù)壓法改善金屬型鑄造成型的工藝
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及一種采用負(fù)壓法改善金屬型鑄造成型的工藝，屬金屬材料加工【技術(shù)領(lǐng)域】。
[0002]【背景技術(shù)】:
金屬型鑄造又稱硬模鑄造，它是將液體金屬澆入金屬鑄型，以獲得鑄件的一種鑄造方法。鑄型是用金屬制成，可以反復(fù)使用多次(幾百次到幾千次)。金屬型鑄造目前所能生產(chǎn)的鑄件，在重量和形狀方面還有一定的限制，如對黑色金屬只能是形狀簡單的鑄件；鑄件的重量不可太大；壁厚也有限制，較小的鑄件壁厚無法鑄出。金屬型和砂型，在性能上有顯著的區(qū)別，如砂型有透氣性，而金屬型則沒有；砂型的導(dǎo)熱性差，金屬型的導(dǎo)熱性很好，砂型有退讓性，而金屬型沒有等。金屬型的這些特點決定了它在鑄件形成過程中有自己的規(guī)律。型腔內(nèi)氣體狀態(tài)變化對鑄件成型的影響:金屬在充填時，型腔內(nèi)的氣體必須迅速排出，但金屬又無透氣性，只要對工藝稍加疏忽，就會給鑄件的質(zhì)量帶來不良影響。鑄件凝固過程中熱交換的特點:金屬液一旦進(jìn)入型腔，就把熱量傳給金屬型壁。液體金屬通過型壁散失熱量，進(jìn)行凝固并產(chǎn)生收縮，而型壁在獲得熱量，升高溫度的同時產(chǎn)生膨脹，結(jié)果在鑄件與型壁之間形成了 “間隙”。在“鑄件一間隙一金屬型”系統(tǒng)未到達(dá)同一溫度之前，可以把鑄件視為在“間隙”中冷卻，而金屬型壁則通過“間隙”被加熱。金屬型阻礙收縮對鑄件的影響:金屬型或金屬型芯，在鑄件凝固過程中無退讓性，阻礙鑄件收縮，這是它的又一特點。金屬型鑄造與砂型鑄造比較:在技術(shù)上與經(jīng)濟(jì)上有許多優(yōu)點:(I)金屬型生產(chǎn)的鑄件，其機(jī)械性能比砂型鑄件高。同樣合金，其抗拉強(qiáng)度平均可提高約25%，屈服強(qiáng)度平均提高約20%，其抗蝕性能和硬度亦顯著提高；(2)鑄件的精度和表面光潔度比砂型鑄件高，而且質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定；(3)鑄件的工藝收得率高，液體金屬耗量減少，一般可節(jié)約15?30% ； (4)不用砂或者少用砂，一般可節(jié)約造型材料80?100% ;此外，金屬型鑄造的生產(chǎn)效率高；使鑄件產(chǎn)生缺陷的原因減少；工序簡單，易實現(xiàn)機(jī)械化和自動化。金屬型鑄造雖有很多優(yōu)點，但也有不足之處，如:(1)金屬型制造成本高；(2)金屬型不透氣，而且無退讓性，易造成鑄件澆不足、開裂或鑄鐵件白口等缺陷；(3)金屬型鑄造時，鑄型的工作溫度、合金的澆注溫度和澆注速度，鑄件在鑄型中停留的時間，以及所用的涂料等，對鑄件的質(zhì)量的影響甚為敏感，需要嚴(yán)格控制。
[0003]在設(shè)計金屬型時就必須有排氣設(shè)施，其排氣的方式有以下幾種:1.利用分型面或型腔零件的組合面的間隙進(jìn)行排氣。2.開排氣槽。即在分型面或型腔零件的組合面上，芯座或頂桿表面上做排氣槽。3.設(shè)排氣孔。排氣孔一般開設(shè)在金屬型的最高處。4.排氣塞是金屬型常用的排氣設(shè)施。盡管如此，金屬型鑄造依然會因為排氣不足而造成鑄件局部難以充型，使得鑄件出現(xiàn)瑕疵、澆不足，造成鑄件質(zhì)量下降，甚至報廢。
[0004]差壓鑄造又稱反壓鑄造、壓差鑄造。它是在低壓鑄造的基礎(chǔ)上派生出來的一種鑄造方法。與低壓鑄造的不同點是在鑄型外罩個密封罩，內(nèi)充壓縮氣體，使鑄型處于氣體的一定壓力之下。金屬液充型時，使保溫爐中氣體的壓力大于鑄型中氣體的壓力，如低壓鑄造時那樣實現(xiàn)金屬液的充型、保壓和增壓。但此時鑄件是在更高的壓力作用下結(jié)晶凝固的，所以可保證獲得致密度更高的鑄件。保溫爐金屬液面上和鑄型內(nèi)壓力差獲得的方案有兩種:1.增壓法先向密封罩和保溫爐內(nèi)同時通入同樣壓力的氣體，使它們之間壓力平衡。然后保持密封罩內(nèi)的氣體壓力值，向保溫爐中金屬液面上逐步通入壓力更大的氣體，創(chuàng)建上下罐的壓力差，從而實現(xiàn)金屬液的充型和保壓。2.減壓法先向密封罩和保溫爐內(nèi)同時通入同樣壓力的氣體，在達(dá)到平衡后，逐步放去密封罩內(nèi)的壓縮氣體，是壓力逐步降低，實現(xiàn)金屬液的充型和保壓。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】
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本發(fā)明將傳統(tǒng)金屬型鑄造與差壓鑄造的減壓法相結(jié)合，提出一種采用負(fù)壓法改善金屬型鑄造成型的工藝，其技術(shù)方案為對金屬型鑄造難于充型的局部型腔施加負(fù)壓。將金屬型內(nèi)腔中充型困難的部位開通孔，外接低壓空氣，在負(fù)壓的驅(qū)動下，加速金屬液的充型過程，可以得到充型更好、質(zhì)量更高的鑄件。
[0006]對難充型部位，所開氣孔孔徑大小為0.5?20mm，氣孔內(nèi)安裝金屬管作為抽負(fù)壓通路，氣孔在模具內(nèi)部的出口處安裝排氣塞，以防止金屬液流入。
[0007]負(fù)壓壓力大小為0.θΓθ.1MPa,負(fù)壓氣源為真空泵。
[0008]負(fù)壓通路設(shè)開關(guān)，在金屬液流入之后開啟，開關(guān)為人工控制或傳感器自動控制。傳感器可以采用液面?zhèn)鞲衅鳎?dāng)金屬液流至相應(yīng)位置時，啟動負(fù)壓，輔助充型。
[0009]有益效果:
本發(fā)明所提出的方法，借鑒了差壓鑄造中的減壓法原理，但并未對整個鑄造模具施加負(fù)壓，而是在鑄造模具內(nèi)部的局部空間施加負(fù)壓，從而大大節(jié)省了設(shè)備的成本、體積、空間等。但由于所施加負(fù)壓的部位是金屬型鑄造中難以充型、容易出問題的部位，因此，本方法實施效果要遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)金屬型鑄造。本發(fā)明方法結(jié)合了金屬型鑄造成本低、設(shè)備簡單、工藝簡單和差壓鑄造負(fù)壓法充型好、鑄件質(zhì)量高、成品率高的優(yōu)點，是綜合考慮成本、效果的有效實施方案。
[0010]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1為負(fù)壓法改善金屬型鑄造成型示意圖附圖標(biāo)記:1.金屬模具，2.金屬液，3.難充型部位，4.負(fù)壓通道【具體實施方式】:
為更好地說明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的典型但非限制性的實施例如下。
[0011]氣孔孔徑大小為10mm，氣孔內(nèi)安裝金屬管作為抽負(fù)壓通路，氣孔在模具內(nèi)部的出口處安裝排氣塞，以防止金屬液流入。
[0012]負(fù)壓壓力大小為0.02MPa,負(fù)壓氣源為真空泵。
[0013]負(fù)壓通路設(shè)開關(guān)，在金屬液流入之后開啟，開關(guān)為人工控制。
[0014]采用本發(fā)明方法改進(jìn)的金屬型重力鑄造，其廢品率降低40%以上，并且成品的質(zhì)量提升一到兩個等級，綜合來看，降低生產(chǎn)成本5?10%。
[0015] 申請人:聲明，以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種采用負(fù)壓法改善金屬型鑄造成型的工藝，其特征在于:對金屬型鑄造難于充型的局部型腔施加負(fù)壓，將金屬型內(nèi)腔中充型困難的部位開通孔，外接低壓空氣，在負(fù)壓的驅(qū)動下，加速金屬液的充型過程，可以得到充型更好、質(zhì)量更高的鑄件。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的金屬型鑄造成型的工藝，其特征在于:對難充型部位，所開氣孔孔徑大小為0.5?20_，氣孔內(nèi)安裝金屬管作為抽負(fù)壓通路，氣孔在模具內(nèi)部的出口處安裝排氣塞，以防止金屬液流入。
3.根據(jù)權(quán)利2所述的金屬型鑄造成型的工藝，其特征在于:負(fù)壓壓力大小為0.ΟΓΟ.1MPa,負(fù)壓氣源為真空泵。
4.根據(jù)權(quán)利2所述的金屬型鑄造成型的工藝，其特征在于:負(fù)壓通路設(shè)開關(guān)，在金屬液流入之后開啟，開關(guān)為人工控制或傳感器自動控制，傳感器可以采用液面?zhèn)鞲衅?，?dāng)金屬液流至相應(yīng)位置時，啟動負(fù)壓，輔助充型。
【文檔編號】B22D18/04GK104399896SQ201410647825
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月15日
【發(fā)明者】聶剛, 謝峰, 龍海敏 申請人:安徽省新方尊鑄造科技有限公司