CN101554658B - 一种重力铸造中心浇铸的补缩工艺 - Google Patents
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Abstract
一种重力铸造中心浇铸的补缩工艺，属于浇铸方法，现有技术存在难以同时兼顾补缩、顺利脱模以及快速浇铸的缺陷，本发明通过将浇铸分为两次进行，并降低进料口的高度，设置与进料口配合的保温浇口套，在进行第一次浇铸时，由于降低了进料口高度，可以较大流量的浇入金属熔液，快速充填模具型腔；进行第二次浇铸时，在进料口上放置保温浇口套进行浇铸，由进料口和保温浇口套二者的高度保证具有足够的补缩高度，达到补缩效果，同时，由于没有改变进料口的内孔规格和脱模斜度，因此，依然可以保证顺利脱模，而且不会造成材料浪费。
Description
本发明涉及浇铸方法，具体的说是一种重力铸造中心浇铸的补缩工艺。
重力铸造是指将熔化的金属熔液浇入模具的型腔中通过结晶凝固形成铸件的方法，该方法靠重力作用使金属熔液充满模具型腔后结晶凝固。所谓的中心浇铸是在预浇铸的铸件的中心部位实施重力浇铸，这种铸造方法的设备成本低，模具制造周期短，所得构件的结构和金属性能沿其中心的分布均匀，在工业生产中被广泛的使用。
为了实施中心重力浇铸，至少需要具备以下三个方面的要求：
1、快速浇铸，即将金属熔液快速浇入模具型腔内，以便在金属熔液结晶凝固之前依靠熔液的重力和流动性迅速充满模具型腔，避免熔液流动不畅，产品无法成型。
2、补缩，即在浇铸过程中，为了避免金属熔液结晶凝固成铸件的过程中体积的缩减，通常需要浇入较多的熔液以避免凝固后在进料口形成浇铸缺陷。
3、为了保证产品顺利脱模，模具要有一定的脱模斜度，进料口处也是如此，若脱模斜度不够则会使脱模困难造成断芯等质量问题使产品报废(脱模斜度即为铸件成型后，为了将模具与铸件脱离，在模具上设置的便于模具与铸件脱离的斜度，对于进料口来说，其表现为内孔的孔径上端小、下端大)。
因此，为了达到理想的补缩效果，进料口需要具有一定的高度，而该高度的存在导致进料口的口径较小，降低金属熔液浇入的速度。作为一种提高浇入速度的实施方式，可以通过扩大进料口整个内孔直径的手段实现，但是这种手段又会造成材料(金属熔液)的浪费，且由于补缩需要浇入的金属熔液较多，也会增加产品铸造周期，同时，由于中心重力浇铸的产品通常需要在铸件产品的中心加工出相应的结构以便承受径向、轴向、周向等单个或者多个方向的力或者力矩，如轮类产品需要在其中心加工成安装转动轴的结构，因此对进料口的强度要求特别高，即客观上要求该部分的补缩功能要十分完整，要求补缩口(补缩口即补缩时的浇入口)要高，以便产生较大的重力作用，进一步的，要求补缩口能保温，以便为了补缩而浇入的熔液与此前浇入的熔液同步结晶凝固，顺利完成补缩过程。
现有的中心重力浇铸方法，是将进料口4设置至较高的高度H2，这便导致进料口的口径D2变得更小，浇铸时一次将金属熔液的液面直接浇至进料口来保证补缩效果的(参见图3)，因此进料口也是补缩口，据前所述，这种措施即导致了补缩、顺利脱模以及快速浇铸之间的矛盾，难于实现全面兼顾。
本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有技术存在难以同时兼顾补缩、顺利脱模以及快速浇铸的缺陷，提供一种重力铸造中心浇铸的补缩工艺，为此，本发明采用以下技术方案：
重力铸造中心浇铸的补缩工艺，其特征是降低模具中心的具有脱模斜度的进料口的高度，之后分两次浇入铝液：
(1)合模后在进料口上放置漏斗，从漏斗向模具内腔浇入铝液，将铝液的液面高度控制在进料口(4)内；
(2)接着移除漏斗，并在进料口上放置保温浇口套，令保温浇口套的内孔与进料口对应，经保温浇口套再次浇入铝液，将铝液的液面高度控制在保温浇口套内；
之后在铝液结晶成型且尚未完全凝固时移除保温浇口套并脱模，取出铸件。
将第一次浇入的铝液的液面高度控制在进料口内。这样便于在补缩时浇入较少的熔液，尤其是在机械定量浇铸、人工补缩时，可以降低人工的劳动强度。
将第二次浇入的铝液的液面高度控制在保温浇口套内，并在铝液结晶成型且尚未完全凝固时移除保温浇口套，这样便于产生较大的重力作用，达到更佳的补缩效果。
作为上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征，以便在具体实施时根据需求选用：
将所述保温浇口套内孔设置成适当的脱模斜度。此时将第二次浇入的铝液的液面高度控制在进料口内，之后移除保温浇口套即可脱模，这样在浇入补缩熔液后便于移除保温浇口套。
本发明的有益效果是：
通过将浇铸分为两次进行，并降低进料口的高度，设置与进料口配合的保温浇口套，在进行第一次浇铸时，由于降低了进料口高度，可以较大流量的浇入金属熔液，快速充填模具型腔；进行第二次浇铸时，在进料口上放置保温浇口套进行浇铸，由进料口和保温浇口套二者的高度保证具有足够的补缩高度，达到补缩效果，同时，由于没有改变进料口的内孔规格和脱模斜度，因此，依然可以保证顺利脱模，而且不会造成材料浪费。
图1为本发明的流程示意图。
图2为本发明的中心重力浇铸时的示意图。
图3为现有技术的中心重力浇铸的示意图。
图中：1-下模，2-侧模，3-上模，4-进料口，5-保温浇口套，H1-本发明的进料口与保温浇口套的高度和，H2-现有技术的进料口的高度，D1-本发明的进料口的口径，D2-现有技术的进料口的口径。
以下通过几个实施例对本发明作详细说明。
实施例1
如图2所示，是用铝液浇铸铝轮的一种模具在合模状态下在其进料口上放置浇口套的示意图，该模具由固定的下模1、可移动的侧模2以及可移动的上模3构成，进料口4位于在上模3的中心，该图的进料口4与浇口套5的高度和H1与图3中的进料口的高度H2相等，且，图3中的进料口与图2中的进料口对应部分之间的规格和脱模斜度相同，因此，图2中进料口的口径D1大于图3中进料口的口径D2而能够更快的浇入铝液；所述的保温浇口套，其呈上端大、下 端小的套筒状，因此，在通过其向模具型腔内浇入铝液时，能够进行较大流量的浇入，为了保证能够有效地补缩，对补缩浇入的铝液进行保温，该浇口套采用与模具同样的材料制得，当然，也可以采用保温性能更好的其他材料制得。
浇铸时，按照图1所示顺序进行：
1、合模，即将下模1、侧模2以及上模3合拢以便在其内形成型腔，其形态相当于图2中浇口套5之外的部分；
2、在进料口4上放置漏斗(图中未示出漏斗)；
3、从漏斗浇入铝液，浇入量控制在铝液面位于进料口内；
4、移开漏斗，并在进料口上放置保温浇口套，其形态与图2所示相同；
5、从保温浇口套再次浇入铝液，浇入量控制在铝液面位于进料口内；
6、移除保温浇口套；
7、待铝液结晶凝固成型后，开模(即将模具分开，针对本实施例，是将侧模2以及上模3从下模1上移开，以便露出铸件)，取出铝轮铸件。
实施例2
用与实施例1相同的模具，选用内孔直径上端小、下端大的具有与进料口相当的脱模斜度且下端口径与进料口上端的口径一致的保温浇口套，浇铸时，按照下述顺序进行：
1、合模；
2、在模具进料口上放置漏斗；
3、从漏斗浇入铝液，浇入量控制在铝液面位于进料口内；
4、移开漏斗，并在进料口上放置保温浇口套；
5、从保温浇口套再次浇入铝液，浇入量控制在铝液面位于进料口内；
6、移除保温浇口套；
7、待铝液结晶凝固成型后，开模，取出铝轮铸件。
实施例3
用与实施例1相同的模具，选用内孔直径上端小、下端大的具有与进料口相当的脱模斜度且下端口径与进料口上端的口径一致的保温浇口套，浇铸时，按照下述顺序进行：
1、合模，即将模具合拢以便在其内形成型腔；
2、在模具进料口上放置漏斗；
3、从漏斗浇入铝液，浇入量控制在铝液面位于进料口内；
4、移开漏斗，并在进料口上放置保温浇口套；
5、从保温浇口套再次浇入铝液，浇入量控制在铝液面位于保温浇口套内；
6、在铝液结晶成型且尚未完全凝固时移除保温浇口套；
7、待铝液结晶凝固成型后，开模，取出铝轮铸件。
按照上述实施例，浇铸快速，脱模顺利，制成的铝轮铸件补缩效果好，无外观和内部缺陷。
Claims (2)
1.一种重力铸造中心浇铸的补缩工艺，其特征是降低模具中心的具有脱模斜度的进料口(4)的高度，之后分两次浇入铝液：
(1)合模后在进料口上放置漏斗，从漏斗向模具内腔浇入铝液，将铝液的液面高度控制在进料口(4)内；
(2)接着移除漏斗，并在进料口(4)上放置保温浇口套(5)，令保温浇口套(5)的内孔与进料口(4)对应，经保温浇口套(5)再次浇入铝液，将铝液的液面高度控制在保温浇口套内；
之后在铝液结晶成型且尚未完全凝固时移除保温浇口套(5)并脱模，取出铸件。
2.根据权利要求1所述的重力铸造中心浇铸的补缩工艺，其特征是将所述保温浇口套内孔设置成适当的脱模斜度。
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