CN1040299C - 纤维强化金属吸铸加压铸模及利用该铸模的铸造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种纤维强化金属吸铸加压铸模及利用该铸模的铸造方法。该铸模包括一个成型模和一个坩埚模，成型模中放置外缠纤维的内模，其上、下顶端各有一个深孔，靠近内模端头的表面都有小孔与其相通，成型模的顶端接抽气管，底端与坩埚模相通，其铸造方法是，给铸模抽真空并置于经预热的普通的管式炉和坩埚炉内，两炉间用耐火堵头相隔，当坩埚模和成型模达到设定温度时，仅对成型模继续抽真空而给坩埚模施加气压，进行吸铸和压铸。本发明投资少，性能好，见效快。
Description
本发明涉及一种纤维强化金属吸铸加压铸模及利用该铸模的铸造方法。
目前，在国内、外所使用的真空吸铸加压铸造设备，大多数都是将成型模和坩埚模分开，并和加热体一起密封在一个带水冷的大铁罐中，在铸造过程中，对整个大铁罐抽真空，加气压。因此，抽真空和加气压的时间长，铸造完成后，降压、放气时间也长，这样就使纤维与熔体之间的界面反映时间长，使纤维强度和复合材料的力学性能受到损伤，而且此类设备体积和投资都很大。
本发明的目的是， 克服上述不足并提供一种纤维强化金属吸铸加压铸模及利用该铸模的铸造方法，减少成型模和坩埚模的抽真空和加压放气时间，使纤维强度和复合材料的力学性能不受损伤，并减小设备的体积和投资。
本发明的技术解决方案是，纤维强化金属吸铸加压铸模包括坩埚模和成型模，成型模中放置外缠纤维的内模，在成型模和内模之间构成型腔，内模的上、下顶端各有一个深孔，靠近内模端头的表面都钻有与该深孔和型腔相通的小孔，成型模的顶端接抽气管，底端用吸铸管与存放金属熔体的坩埚模相通，坩埚模上端焊接一个容充气、放气、抽真空为一体的管道；利用该铸模的铸造方法是，对连通为一体的坩埚模和成型模抽真空并置于经预热的普通的管式炉和坩埚炉内，两炉间用耐火堵头相隔，当坩埚模、成型模达到设定温度时，仅对成型模继续抽真空而给坩埚模施加气压，待吸铸和压铸完成后，将成型模缓慢吊出炉体，气体加压保持不变，冷却后去掉内模。
本发明的优点是，由于模腔小，因此，充气量小，真空度高，外加气压低(只需1-2个大气压)，工艺过程时间短，纤维损伤小，成型模逐渐冷却，型材基本无缩孔，而且设备投资少，见效快，更新产品周期短，适用于各种类型的纤维和各种尺寸的预制件。
图1.吸铸加压坩埚模和成型模的示意图；
图2.真空吸铸加压铸造炉示意图。
成型模3的内模2是根据所要加工的型材的形状和尺寸设计的，(现仅以制备复合管材为例)纤维预制型4按设计纤维体积的含量和增强方式而缠绕或排列在内模2外面，内模2两顶端各有一个有一定深度的内孔11、12，靠近内模2端头表面都钻有小孔5、9与其内孔11、12相通，其上端的小孔9为排气孔，下端的小孔5为熔体7的吸铸孔。缠着纤维的内模2置于成型模3中，成型模3和内模2之间的型腔尺寸是根据预先设计的复合管材的壁厚确定的。成型模3的顶端有一个抽气管1，成型模3的底端接吸铸管6，吸铸管6的另一端接入坩埚模8。坩埚模8的尺寸是根据需要存放金属的体积容量而设计的，在吸铸和加压过程中，熔体都是由此管上升到成型模3的型腔中的，以浸渍纤维预制型，坩埚模8的上端接一个兼抽真空、充气、放气为一体的管道10，成型模3与坩埚模8的所有接缝处均被焊封，形成为一个无缝管道式的吸铸加压铸模，并且坩埚模8和成型模3连通为一体。应用此设备的铸造工艺程序是，接通电源，分别将上预热炉20和下坩埚炉15调控到设定温度，然后，将已经抽到预定真空度并已连为一体的成型模3和坩埚模8置于相应的炉内。上管式电阻预热炉20和下管式电阻坩埚炉15之间用耐火堵头14相隔。当坩埚模8和成型模3达到设定温度和保温时间后，停止对坩埚模8抽真空，只对成型模3继续抽真空，同时通过管道10对坩埚模8中的熔体7上表面施加气压，真空吸铸和气体加压铸造几乎同时发生。此时，熔体7通过吸铸管6进入成型模3浸渍纤维预制型。待吸铸和压铸完成后，将成型模3、坩埚模8徐徐吊起，气体加压保持不变，成型模3中的铸件逐渐顺序凝固，同时熔体7通过吸铸管6不断补充，保证基体无缩孔。成型模3冷却后，将成型模3中含有增强纤维部分切割下来，再将内模2打通孔，腐蚀去掉内、外模，即可获得复合管材。
图中13为电阻丝，18、19为隔热材料，16、17为热电偶。
Claims (2)
1.一种纤维强化金属吸铸加压铸模，其特征是，该铸模包括一个成型模和一个坩埚模，成型模中放置外缠纤维的内模，在成型模和内模之间构成型腔，内模的上、下顶端各有一个深孔，靠近内模端头的表面都钻有与该深孔和型腔相通的小孔，成型模的顶端接抽气管，底端用吸铸管与存放金属熔体的坩埚模相通，坩埚模上端焊接一个容充气、放气、抽真空为一体的管道。
2.一种利用权利要求1所述铸模的铸造方法，其特征是，对连通为一体的坩埚模和成型模抽真空并置于经预热的普通的管式炉和坩埚炉内， 两炉间用耐火堵头相隔，当坩埚模、成型模达到设定温度时，仅对成型模继续抽真空而给坩埚模施加气压，待吸铸和压铸完成后，将成型模缓慢吊出炉体，气体加压保持不变，冷却后去掉内模。
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