一種輕合金的重力鑄造方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種輕合金的重力鑄造方法及裝置，適用于大型、薄壁鎂合金、鋁合金的高工藝品質(zhì)重力鑄造成形。其實(shí)現(xiàn)方法是，將過(guò)熱輕合金熔體通過(guò)氣體保護(hù)充滿式保溫澆管密封轉(zhuǎn)移到真空或者保護(hù)氣氛下的鑄型頂置定量澆杯內(nèi)；待澆杯內(nèi)熔體溫度降到工藝要求值時(shí)，開(kāi)啟澆杯底塞對(duì)鑄型進(jìn)行充滿式底注充填；澆注完成后密封罩卸除真空或根據(jù)需要充壓，使鑄件在壓力下凝固，獲得內(nèi)部致密、無(wú)澆注和型腔充填流動(dòng)致工藝缺陷的鎂合金、鋁合金鑄件。
【專利說(shuō)明】
一種輕合金的重力鑄造方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種輕合金的重力鑄造方法及裝置，適用于大型、薄壁鎂合金、鋁合金的高工藝品質(zhì)重力鑄造成形。鑄件在真空或者保護(hù)氣氛下澆注充型、在壓力狀態(tài)下凝固，獲得內(nèi)部致密、無(wú)澆注和型腔充填流動(dòng)致工藝缺陷的鎂合金、鋁合金鑄件。屬于輕金屬的鑄造成型領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)行輕合金(主要指鎂合金、鋁合金)構(gòu)件的重力鑄造成形過(guò)程中，一般用熔爐傾倒的方法，在大氣環(huán)境下將精煉、調(diào)溫后的輕合金熔體轉(zhuǎn)移到澆包內(nèi)；帶澆包內(nèi)熔體溫度降低到澆注溫度后，在大氣環(huán)境下對(duì)鑄型進(jìn)行澆注，澆入熔體流經(jīng)澆道系統(tǒng)對(duì)充填型腔，然后隨型凝固獲得鑄件。在這一傳統(tǒng)的重力鑄造過(guò)程中，極易出現(xiàn)以下問(wèn)題:1)高溫熔體在轉(zhuǎn)移、澆注和充型過(guò)程中隨時(shí)接觸大氣和型腔氣體，并瞬即在熔體流表面形成氧化膜；這些氧化膜在熔體轉(zhuǎn)移和流動(dòng)充型過(guò)程中會(huì)混入熔體流，降低充型熔體的純凈度(即所謂的熔體二次污染)；2)澆道內(nèi)的型腔氣體在澆注流不穩(wěn)定和未能充滿澆道時(shí)，會(huì)被吸入熔體流，除導(dǎo)致熔體氧化吸氣外，還在鑄件形成氣孔缺陷；3)型腔氣體以表面成膜和產(chǎn)生氣阻兩種形式影響充型流動(dòng)和充型質(zhì)量，最終在最后充型部位形成熔合不良或/和充不滿工藝缺陷；4)充型后，鑄件在常壓下凝固，易因補(bǔ)縮能力不夠出現(xiàn)疏松和縮孔凝固缺陷。
[0003]上述問(wèn)題，除直接影響輕合金鑄造生產(chǎn)的工藝成品率和鑄件外觀質(zhì)量，熔體二次污染、氣孔、縮孔疏松的存在不僅降低鑄件的本體力學(xué)性能，還會(huì)在動(dòng)態(tài)或疲勞載荷下發(fā)展成裂紋源，顯著降低鑄件的抗疲勞性能。因此，對(duì)于輕合金的重力鑄造來(lái)說(shuō)，減少和消除熔體在轉(zhuǎn)移、澆注及充型過(guò)程的二次污染，消除型腔氣體對(duì)充型諸多不利影響，提供凝固補(bǔ)縮所需壓力，是提高鑄件內(nèi)外在工藝品質(zhì)的關(guān)鍵。
[0004]本方法及裝置就是為解決上述問(wèn)題而發(fā)明的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種輕合金的重力鑄造方法及裝置，有效解決傳統(tǒng)重力鑄造過(guò)程中熔體的二次污染以及因氣體所產(chǎn)生的各種工藝缺陷，使熔體在真空或者保護(hù)氣氛下凝固成型，甚至可使鑄件在密封罩充壓狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)加壓凝固，全面提高鑄件內(nèi)外在品質(zhì)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:在輕合金重力澆注前，澆注泵(2)從供液熔池(I)中將過(guò)熱輕合金熔體泵入通有保護(hù)氣氛的澆管(3)內(nèi)，使熔體停留在接近澆管(3)上出口的位置，密封柱塞(5)關(guān)斷連接澆管(3)和定量澆杯(15)的連接；進(jìn)行鑄造生產(chǎn)時(shí)，先對(duì)內(nèi)置鑄型(13)的密封罩(8)抽真空或注入保護(hù)氣體，待密封罩(8)內(nèi)的真空度或保護(hù)氣體濃度達(dá)到工藝要求后，澆嘴(4)和可密封澆注通道(6)密封裝置打開(kāi)、連通澆杯(15)，澆注泵(2)以工藝要求的速度，將輕合金熔體經(jīng)可密封澆注通道(6)澆入定量澆杯(15)，熔體量由液位檢測(cè)器(7)實(shí)時(shí)監(jiān)控；待定量澆杯(15)中的熔體溫度降至工藝要求溫度值時(shí)，底塞(14)開(kāi)啟，輕合金熔體經(jīng)定量澆杯(15)底孔對(duì)鑄型(13)的型腔進(jìn)行充滿式底注充填；隨即通過(guò)可密封真空及加壓通道(9)卸除密封罩(8)內(nèi)真空或/和根據(jù)需要對(duì)密封罩(8)充壓，使熔體在設(shè)定壓力下凝固。從密封罩(8)取出澆注或凝固后的鑄型(13)，再放入待澆鑄型，完成鑄型頂置定量澆杯(15 )工位調(diào)節(jié)并對(duì)密封罩(8 )抽真空或/和充填保護(hù)氣氛后，輕合金的重力鑄造進(jìn)入下一工藝循環(huán)。
[0007]本發(fā)明方法具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、澆管出口處自動(dòng)為輕合金熔體提供氣體保護(hù)，可確保澆出熔體潔凈度；
2、輕合金熔體在真空或保護(hù)氣氛下完成澆注、充型，有效消除因熔體二次污染和氣體而產(chǎn)生的各類工藝缺陷；
3、澆注完成的輕合金熔體不僅可以在真空或保護(hù)氣氛下凝固，還可向密封罩內(nèi)充壓，實(shí)現(xiàn)加壓凝固，確保有效補(bǔ)縮；
4、鑄型工位調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)鑄型隔板的水平行走和垂直升降，進(jìn)而可根據(jù)工藝要求調(diào)節(jié)鑄型頂置定量澆杯的工位。
[0008]5、實(shí)現(xiàn)熔體轉(zhuǎn)移和澆注過(guò)程機(jī)械化、智能化，與輕合金爐料的加料、熔化、精煉聯(lián)合實(shí)施，實(shí)現(xiàn)輕合金熔煉與重力鑄造的一體化、自動(dòng)化。
[0009]【附圖說(shuō)明】:
附圖為本發(fā)明一種輕合金的重力澆注方法及裝置的原理示意圖。
[0010]圖中:I一供液熔池；2—澆注泵；3—保溫澆管；4一澆嘴；5—密封柱塞；6—可密封澆注通道；7—液位檢測(cè)器；8—密封罩；9一真空及加壓通道；10—鑄型擱板；11一鑄型工位調(diào)節(jié)器；12—燒注平臺(tái)；13—鑄型；14一底塞；15—定量燒杯。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種輕合金的重力鑄造方法及裝置，其特征在于實(shí)現(xiàn)該方法的裝置由供液熔池(1)，澆注泵(2)，帶密封柱塞(5)澆嘴(4)的氣體保護(hù)充滿式保溫澆管(3)，帶可密封澆注通道(6)和可密封抽真空及加壓通道(9)的密封罩(8)，帶鑄型工位調(diào)節(jié)器(11)的鑄型擱板(10 )，鑄型(13 )，帶底塞(14 )的頂置定量澆杯(15 )，和液位檢測(cè)器(7 )構(gòu)成。2.該裝置按以下順序工作實(shí)現(xiàn)輕合金的重力鑄造:澆注泵(2)將供液熔池(I)中的過(guò)熱輕合金熔體通過(guò)充滿式保溫澆管(3)、密封連接的澆嘴(4)和澆注通道(6)、定量轉(zhuǎn)移到真空或者保護(hù)氣氛下、頂置于鑄型(13)的定量澆杯(15)內(nèi)，密封柱塞(5)和澆注通道(6)隨即順序關(guān)閉；待定量澆杯(15)中的熔體降溫至預(yù)設(shè)溫度值時(shí)，底塞(14)開(kāi)啟，熔體經(jīng)定量澆杯(15)底孔對(duì)鑄型(13)的型腔進(jìn)行充滿式底注充填；充填過(guò)程結(jié)束后，隨即通過(guò)可密封真空及加壓通道(9 )卸除密封罩(8 )內(nèi)的真空或/和根據(jù)需要對(duì)密封罩(8 )充壓，使熔體在設(shè)定壓力下完成凝固；從密封罩(8)中取出澆注凝固后的鑄型(13)，再放入待澆鑄型，完成鑄型頂置定量澆杯(15)工位調(diào)節(jié)并對(duì)密封罩(8)抽真空或/和充填保護(hù)氣氛后，輕合金的重力鑄造進(jìn)入下一工藝循環(huán)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕合金的重力鑄造方法及裝置，其特征是:實(shí)施輕合金重力鑄造前，澆嘴(4)和密封罩(8)通過(guò)可密封澆注通道(6)密封連接后，澆注泵(2)從供液熔池(I)中上部將輕合金熔體泵入氣氛保護(hù)澆管(3)，直至液位抵達(dá)接近澆嘴(4)的位置，密封柱塞(5)關(guān)斷澆嘴(4)和可密封澆注通道(6)的連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕合金的重力鑄造方法及裝置，其特征是:進(jìn)行鑄造生產(chǎn)時(shí)，先對(duì)內(nèi)置鑄型(13 )的密封罩(8 )抽真空或注入保護(hù)氣體，待密封罩(8 )內(nèi)的真空度或保護(hù)氣體濃度達(dá)到工藝要求后，澆注通道(6)及澆嘴(4)的密封裝置順序開(kāi)啟，澆注泵(2)以工藝要求的速度，將供液熔池(I)中的過(guò)熱輕合金熔體轉(zhuǎn)移至定量澆杯(15)內(nèi)，轉(zhuǎn)移熔體量由液位檢測(cè)器(7)實(shí)時(shí)監(jiān)控。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕合金的重力鑄造方法及裝置，其特征是:待定量澆杯(15)中的熔體溫度降至工藝要求溫度值時(shí)，底塞(14)開(kāi)啟，輕合金熔體經(jīng)定量澆杯(15)底孔對(duì)鑄型(13)的型腔進(jìn)行充滿式底注充填。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕合金的重力鑄造方法及裝置，其特征是:澆注后的鑄型(13)可繼續(xù)留在密封罩(8)的真空或惰性氣氛下凝固，也可通過(guò)可密封真空及加壓通道(9 )卸除密封罩(8 )內(nèi)真空、并可根據(jù)需要對(duì)密封罩(8 )充壓，使內(nèi)置鑄型(13 )型腔內(nèi)的輕合金熔體在等于或高于大氣壓的設(shè)定壓力下凝固。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕合金的重力鑄造方法及裝置，其特征是:鑄型擱板(10)下的鑄型工位調(diào)節(jié)器(11)能實(shí)現(xiàn)鑄型擱板(10)的水平行走和垂直升降，以便根據(jù)工藝要求調(diào)節(jié)鑄型(13)頂置定量澆杯(15)的工位。
【文檔編號(hào)】B22D1/00GK105855521SQ201410192785
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2014年5月9日
【發(fā)明人】龍思遠(yuǎn), 劉歡
【申請(qǐng)人】重慶碩龍科技有限公司