CN108746553A - 真空和低压复合的铝合金铸造装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

一种真空和低压复合的铝合金铸造装置及其方法，步骤：设保温炉炉腔内压强为P1，铸模模腔内压强为P2，通过第一、第二真空泵系统同时对保温炉炉腔和铸模模腔快速抽真空，直至达到第一、第二真空泵系统的极限压力为止，并维持P1=P2；在P1=P2≤100Pa的条件下，维持P2不变；P1逐渐升高，利用P2和P1的压力差，使保温炉炉腔内的铝液上升到铸模的模腔内；使铝液充满铸模模腔的90%以上，并在铝液到达内置阀门前关闭此阀门，之后释放保温炉炉腔内气压，使P1=P0；继续使P1升高至P1=1.4～1.5P0来进行保压；再次释放保温炉的炉腔内气压，使P1=P0，完成一次浇注过程。简化模具结构；提高成品质量。

Description

真空和低压复合的铝合金铸造装置及其方法
技术领域
本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种真空和低压复合的铝合金铸造装置，并且还涉及铸造方法。
背景技术
低压铸造是指铸型安置在密封的保温炉或者坩埚的上方，接着向保温炉或者坩埚中通入压缩空气，在熔融金属的表面上造成低压力，使金属液由升液管上升填充铸型并控制凝固的一种铸造方法。这种铸造方法补缩好，铸件组织致密，容易铸造出大型、复杂的薄壁铸件，而且无需冒口。目前，大规模的工业应用主要集中在铝合金铸造领域。但是，由于模具是金属的，会导致密闭在腔体内的空气无法从气塞缝隙中完全排除，比如有的部位或者局部腔体没有气塞，而这样的结构很容易导致冲型到最后，当液体把腔体封闭后，会有空气被压缩而导致冲型不满，最终引起铸造缺陷。
鉴于上述已有技术，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
发明内容
本发明的首要任务在于提供一种真空和低压复合的铝合金铸造装置，能够利用真空技术把冲型过程控制在真空状态下完成，并利用低压做冲型的保压过程，从而避免因型腔内的空气集聚而影响产品质量。
本发明的另一任务在于提供一种真空和低压复合的铝合金铸造方法，该方法能保障所述真空和低压复合的铝合金铸造装置的所述技术效果的全面体现。
为完成首要任务，本发明所提供的技术方案是：一种真空和低压复合的铝合金铸造装置，包括保温炉，所述的保温炉的炉腔内盛放有铝液，保温炉的上方设有铸模，保温炉和铸模之间通过密封板进行密闭隔离，保温炉内设有升液管，所述的升液管向上延伸，穿过密封板而进入铸模的模腔内，其特征在于：所述的保温炉的炉腔通过第一管道连接第一真空泵系统，并在该第一管道上设置第一阀门，保温炉在一侧还配设用于测量炉腔内真空度的第一真空计，所述的铸模的模腔通过第二管道连接第二真空泵系统，并在该第二管道上设置第二阀门，而在模腔和第二管道的连接处设置内置阀门，铸模在顶部还配设用于测量模腔内真空度的第二真空计。
在本发明的一个具体的实施例中，所述的密封板在与保温炉的接触面上设置有环形密封圈。
在本发明的另一个具体的实施例中，所述的铸模包括上铸模和下铸模，所述的上铸模和下铸模上下配合安装而构成模腔，并且在两者的配合面上还设有密封垫圈。
为完成另一任务，本发明所提供的技术方案是：一种真空和低压复合的铝合金铸造方法，包括如下步骤：
S1)设保温炉的炉腔内压强为P1，铸模的模腔内压强为P2，分别通过第一真空泵系统和第二真空泵系统同时对保温炉的炉腔和铸模的模腔快速抽真空，直至达到第一真空泵系统和第二真空泵系统的极限压力为止，并维持P1=P2；
S2)在P1=P2≤100Pa的条件下，维持铸模的模腔内压强P2不变；
S3)将保温炉的炉腔内压强P1逐渐升高，按照低压浇注的压差要求，利用P2和P1的压力差，使保温炉炉腔内的铝液逐渐上升到铸模的模腔内；
S4)根据预设的工艺要求，使铝液充满铸模模腔的90%以上，并在铝液到达内置阀门前关闭该内置阀门，之后释放保温炉的炉腔内气压，使保温炉的炉腔内压强P1=P0，其中P0为一个标准大气压；
S5)继续使保温炉的炉腔内压强P1升高，并按照低压工艺的要求升高至P1=1.4～1.5P0来进行保压；
S6)再次释放保温炉的炉腔内气压，使保温炉的炉腔内压强P1=P0，此时完成一次浇注过程。
本发明由于采用了上述结构，与现有技术相比，具有的有益效果是：铸模的腔体在比较高的真空状态下进行冲型，可以先不用设计气道、气塞来用于排气，因此可以简化模具结构；腔体内的压力可以很容易地获得1%的大气压以下的真空，从而让真正被压缩的空气量减少到忽略不计的地步，同时真空状态的氛围对铝液脱气也有附加作用，极大地提高了最终成品的质量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1.保温炉、11.升液管、12.第一管道、13.第一阀门、14.第一真空计；2.铸模、21.第二管道、22.第二阀门、23.内置阀门、24.第二真空计、25.上铸模、26.下铸模、27.密封垫圈；3.密封板、31.密封圈；4.铝液。
具体实施方式
申请人将在下面结合附图对本发明的具体实施方式详细描述，但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本发明构思作形式而非实质的变化都应当视为本发明的保护范围。
请参阅图1，本发明涉及一种真空和低压复合的铝合金铸造装置，包括保温炉1，所述的保温炉1的炉腔内盛放有铝液4。保温炉1的上方设有铸模2，保温炉1和铸模2之间通过密封板3进行密闭隔离，所述的密封板3在与保温炉1的接触面上设置有环形密封圈31。保温炉1内设有升液管11，所述的升液管11向上延伸，穿过密封板3而进入铸模2的模腔内。所述的保温炉1的炉腔通过第一管道12连接第一真空泵系统，并在该第一管道12上设置第一阀门13。保温炉1在一侧还配设用于测量炉腔内真空度的第一真空计14。所述的铸模2包括上铸模25和下铸模26，所述的上铸模25和下铸模26上下配合安装而构成模腔，并且在两者的配合面上还设有密封垫圈27。铸模2的模腔通过第二管道21连接第二真空泵系统，并在该第二管道21上设置第二阀门22，而在模腔和第二管道21的连接处设置内置阀门23。铸模2在顶部还配设用于测量模腔内真空度的第二真空计24。所述的第一真空泵系统用于将保温炉1的炉腔抽真空，所述的第二真空泵系统用于将铸模2的模腔抽真空。
请继续参阅图1，所述的真空和低压复合的铝合金铸造装置的铸造方法，包括如下步骤：
S1)设保温炉1的炉腔内压强为P1，铸模2的模腔内压强为P2，分别通过第一真空泵系统和第二真空泵系统同时对保温炉1的炉腔和铸模2的模腔快速抽真空，直至达到第一真空泵系统和第二真空泵系统的极限压力为止，并维持P1=P2；
S2)在P1=P2≤100Pa的条件下，维持铸模2的模腔内压强P2不变；
S3)将保温炉1的炉腔内压强P1逐渐升高，按照低压浇注的压差要求，利用P2和P1的压力差，使保温炉1炉腔内的铝液4逐渐上升到铸模2的模腔内；
S4)根据预设的工艺要求，使铝液4充满铸模2模腔的90%以上，并在铝液4到达内置阀门23前关闭该内置阀门23，之后释放保温炉1的炉腔内气压，使保温炉1的炉腔内压强P1=P0，其中P0为一个标准大气压；
S5)继续使保温炉1的炉腔内压强P1升高，并按照低压工艺的要求升高至P1=1.4～1.5P0来进行保压，使铸模2模腔内的冲型更加致密；
S6)再次释放保温炉1的炉腔内气压，使保温炉1的炉腔内压强P1=P0，此时完成一次浇注过程。
在上述过程中，铝液4在所有的空间都达到密封后才开始升液。在第二真空泵系统结束抽真空后，第一真空泵系统按照传统的低压浇注的工艺来控制冲型保压，并在保压结束后通过第一真空泵系统释放适当压力即可完成一次浇注过程。
如果铸造的模具腔体在比较高的真空状态下进行冲型，则可以先不用设计气道、气塞来用于排气，因此可以简化模具结构，并且，不论是多大的腔体，最终由铝液4封闭住局部腔体后的死空间所含有的空气， 仅仅由当时的真空度决定。腔体内的压力可以很容易地获得1%的大气压以下的真空，从而让真正被压缩的空气量减少到忽略不计的地步，同时真空状态的氛围对铝液4脱气也有附加作用，能够提高最终成品的质量。

Claims (4)

1.一种真空和低压复合的铝合金铸造装置，包括保温炉(1)，所述的保温炉(1)的炉腔内盛放有铝液(4)，保温炉(1)的上方设有铸模(2)，保温炉(1)和铸模(2)之间通过密封板(3)进行密闭隔离，保温炉(1)内设有升液管(11)，所述的升液管(11)向上延伸，穿过密封板(3)而进入铸模(2)的模腔内，其特征在于：所述的保温炉(1)的炉腔通过第一管道(12)连接第一真空泵系统，并在该第一管道(12)上设置第一阀门(13)，保温炉(1)在一侧还配设用于测量炉腔内真空度的第一真空计(14)，所述的铸模(2)的模腔通过第二管道(21)连接第二真空泵系统，并在该第二管道(21)上设置第二阀门(22)，而在模腔和第二管道(21)的连接处设置内置阀门(23)，铸模(2)在顶部还配设用于测量模腔内真空度的第二真空计(24)。
2.根据权利要求1所述的真空和低压复合的铝合金铸造装置，其特征在于所述的密封板(3)在与保温炉(1)的接触面上设置有环形密封圈(31)。
3.根据权利要求1所述的真空和低压复合的铝合金铸造装置，其特征在于所述的铸模(2)包括上铸模(25)和下铸模(26)，所述的上铸模(25)和下铸模(26)上下配合安装而构成模腔，并且在两者的配合面上还设有密封垫圈(27)。
4.一种真空和低压复合的铝合金铸造方法，其特征在于包括如下步骤：
S1)设保温炉(1)的炉腔内压强为P1，铸模（2）的模腔内压强为P2，分别通过第一真空泵系统和第二真空泵系统同时对保温炉（1）的炉腔和铸模（2）的模腔快速抽真空，直至达到第一真空泵系统和第二真空泵系统的极限压力为止，并维持P1=P2；
S2)在P1=P2≤100Pa的条件下，维持铸模（2）的模腔内压强P2不变；
S3)将保温炉（1）的炉腔内压强P1逐渐升高，按照低压浇注的压差要求，利用P2和P1的压力差，使保温炉（1）炉腔内的铝液(4)逐渐上升到铸模(2)的模腔内；
S4)根据预设的工艺要求，使铝液(4)充满铸模(2)模腔的90%以上，并在铝液(4)到达内置阀门(23)前关闭该内置阀门(23)，之后释放保温炉(1)的炉腔内气压，使保温炉(1)的炉腔内压强P1=P0，其中P0为一个标准大气压；
S5)继续使保温炉（1）的炉腔内压强P1升高，并按照低压工艺的要求升高至P1=1.4～1.5P0来进行保压；
S6)再次释放保温炉(1)的炉腔内气压，使保温炉(1)的炉腔内压强P1=P0，此时完成一次浇注过程。
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