CN109967712A - 用于不同材料的离心铸造装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于不同材料的离心铸造装置，其可以包括：模具，其具有与所生产的铸件外表面的形状相对应的形状，并具有在其中容纳熔融金属的腔体；熔融金属引导件，其插入在模具中并构造为引导熔融金属以使熔融金属分别注入模具中；引导件固定支撑件，其将熔融金属引导件固定到预定位置；以及电动机，其配置为使模具围绕旋转轴线旋转。

Description

用于不同材料的离心铸造装置

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年12月06日提交的韩国专利申请No.10-2017-0167026的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文用于所有目的。

技术领域

本发明涉及一种用于离心铸造工艺的离心铸造装置，特别地涉及一种用于铸造不同材料的离心铸造装置。

背景技术

离心铸造工艺是以如下方式形成铸件的铸造工艺：通过旋转模具将离心力施加至熔融金属上。换言之，这是一种离心力可以通过模具的旋转在整个模具上均匀地起作用，使得可以在对熔融金属施加压力的同时进行铸造工艺的工艺。

由于模具以300RPM至3000RPM的高速旋转，因此可以通过离心力获得致密结构。另外，可以通过利用比重差异分离杂质来生产高品质的铸件。因此，离心铸造工艺广泛应用于包括管道、水泵皮带轮、阻尼器滑轮轮毂等的圆形部件，以及具有各种形状的部件(诸如内芯)。

然而，离心铸造工艺的问题在于，由于包括设备问题、熔融金属扩散等的实际问题，不会增加RPM超过一定水平。

因此，当进行铸造时，RPM可能不够高。

如果RPM低，则铸件受到重力和离心力的影响，如图1所示。在这种情况下，由于在重力和离心力的合力方向上强烈地施加力而某一部分受到较小的力，因此难以确保由于铸造压力的差异而导致的铸造性，因此可能发生物理性质的差异。

图2示出了通过离心铸造由单一材料制成的水泵皮带轮。如图2所示，由于压制的方向性，可能出现非模制部分。

一方面，在用于实现重量减轻的铝铸造工艺中，有利的是通过铸造使用两种不同的材料制造一种产品。因此，铸造领域的当前趋势是朝向金属的混合铸造。

即，所需材料可仅用于所需部分，使得所需材料可用作功能材料，从而实现成本和重量的降低。

例如，变速器的保持器部件要求在其表面上的抗磨损性。因此，如果部件的表面通过铸造由K14制成并且其内部通过铸造由ADC12制成，则可以实现成本和重量的降低。

上述内容仅旨在帮助理解本发明的背景，并不旨在意指本发明落入本领域技术人员已知的相关技术的范围内。

发明内容

本发明涉及一种用于不同材料的离心铸造装置，其能够通过离心铸造工艺同时铸造不同的材料，并且改善可模塑性和结合性。

根据本发明的实施方案，提供了一种用于不同材料的离心铸造装置，所述离心铸造装置包括：模具，其具有腔体以在其中容纳熔融金属，其中腔体具有与所生产的铸件外表面的形状相对应的形状；熔融金属引导件，其插入在模具中并构造为引导熔融金属以使熔融金属分别注入模具中；引导件固定支撑件，其将熔融金属引导件固定到预定位置；以及电动机，其配置为使模具围绕旋转轴线旋转。

外部熔融金属入口可以位于模具的顶部以允许注入外部熔融金属，而内部熔融金属入口可以位于熔融金属引导件的顶部以允许注入与外部熔融金属不同的内部熔融金属。

熔融金属引导件可以包括：上表面，其从内部熔融金属入口的下端沿径向方向倾斜延伸；以及侧表面，其从上表面向下延伸。

熔融金属引导件的内部熔融金属入口的宽度可以小于模具的外部熔融金属入口的宽度。

熔融金属引导件的内部熔融金属入口的上端可以高于模具的外部熔融金属入口的上端。

熔融金属引导件可以是网型构件。

熔融金属引导件可以部分地穿过模具的下表面中的引导孔，并且引导件固定支撑件可以是引导件固定构件，其可以围绕熔融金属引导件的穿过引导孔的内表面和外表面。

引导件固定支撑件可以液压地固定熔融金属引导件的内部熔融金属入口。

熔融金属引导件的下端可以不固定到模具的下表面。

附图说明

图1为示出传统离心铸造中的挤压力关系的图；

图2为示出由传统离心铸造使用单一材料制造的产品的实施例的图；

图3为示出根据本发明的实施方案的用于不同材料的离心铸造装置的图；

图4为图3的一部分的俯视图；

图5为示出根据本发明的另一实施方案的用于不同材料的离心铸造装置的图；

图6为图5的一部分的俯视图。

具体实施方式

下面将参考附图更详细地描述本发明的示例性实施方案，以使本领域技术人员充分理解本发明的操作优点和目的。

在本发明示例性实施方案的描述中，可以省略对已知技术的描述或重复的描述，以避免模糊对本发明的理解。

图3为示出根据本发明的实施方案的用于不同材料的离心铸造装置的图，图4为图3的一部分的俯视图。

在下文中，将参照图3和图4描述根据本发明实施方案的用于不同材料的离心铸造装置。

根据本发明实施方案的用于不同材料的离心铸造装置是这样一种离心铸造装置，其使用电动机等使模具围绕旋转轴线旋转，并且通过离心力挤压注入模具中的熔融金属，从而进行铸造操作。电动机在图中未示出。

根据本发明实施方案的离心铸造所公开的装置包括：模具10，其具有形成为在其中容纳熔融金属的腔体，其中腔体具有与所生产的铸件外表面的形状相对应的形状；熔融金属引导件20，其插入模具10中以允许分别注入内部熔融金属I和外部熔融金属E；以及引导件固定支撑件，其将熔融金属引导件20固定到预定位置。

在模具10的顶部形成外部熔融金属入口11以允许注入外部熔融金属E，同时在熔融金属引导件20的顶部形成内部熔融金属入口21以允许注入内部熔融金属I。

熔融金属引导件20从内部熔融金属入口21的下端沿径向方向倾斜延伸，以分隔模具10的腔体，从而形成上表面。此外，熔融金属引导件20的侧表面向下延伸，由此熔融金属引导件20与模具10的下表面一起在其中限定具有预定体积的空间。

模具10和熔融金属引导件20中的每一者可以具有圆形横截面形状。

如图所示，熔融金属引导件20的内部熔融金属入口21的宽度可以小于模具10的外部熔融金属入口11的宽度，并且当熔融金属引导件20安置在模具10中时，内部熔融金属入口21的上端形成为高于外部熔融金属入口11的上端。

即，为了允许内部熔融金属I和外部熔融金属E分别注入，内部熔融金属入口21的上端应该高于外部熔融金属入口11的上端，使得内部熔融金属I和外部熔融金属E可以可靠地分别注入并防止彼此混合。

这样，在根据本发明实施方案的离心铸造装置中，入口11和21通过熔融金属引导件20而彼此分离，使得外部熔融金属E经由外部熔融金属入口11注入到限定在熔融金属引导件20外部限定的空间中，而内部熔融金属I经由内部熔融金属入口21注入到熔融金属引导件20中限定的空间中，然后进行铸造操作。因此，可以同时对不同材料进行离心铸造。

此外，用于固定熔融金属引导件20的引导件固定支撑件可以是设置在模具10的下表面下方的引导件固定构件30，如图中所示。

为了固定熔融金属引导件20，在模具10的下表面中形成引导孔，熔融金属引导件20的下部可以穿过引导孔。因此，熔融金属引导件20的一部分从模具10的下表面向下暴露。如图所示，围绕穿过引导孔的熔融金属引导件20的下部的内表面和外表面的引导件固定构件30通过螺栓与熔融金属引导件20固定。因此，当注入熔融金属时，熔融金属引导件20可以固定到预定位置。

由于通过引导件固定构件将熔融金属引导件固定到预定位置，因此可以防止熔融金属引导件因离心力而径向移位。

根据本发明实施方案的离心铸造装置安装如下。首先，模具10打开，熔融金属引导件20插入并通过引导孔固定到预定位置。之后，通过引导件固定构件30固定熔融金属引导件20，然后关闭模具。

旋转力以预定的RPM施加到模具10，并且内部熔融金属I通过内部熔融金属入口21注入。当内部熔融金属I通过离心力挤压熔融金属引导件20时，其容易与熔融金属引导件20接触。

在内部熔融金属I已经注入并固化之后，通过切割去除引导件固定构件30。通过切割熔融金属引导件20的突出下部，也可以防止底切，并且切割部分作为废料可以再次被使用。

随后，外部熔融金属E通过外部熔融金属入口21注入。

即，如果内部熔融金属I已固化，则熔融金属引导件20不再需要固定到预定位置。在将引导件固定构件30切割之后，熔融金属引导件20经受由旋转力而引起的向上的力。

在铸造操作期间使用该力作为用于外部熔融金属的挤压力，该外部熔融金属属于由于相关技术中没有足够的挤压力而未受到令人满意的力的部分。此外，如果与内部熔融金属I结合的熔融金属引导件20的下端从模具10的内表面脱离，则内部熔融金属I通过熔融金属引导件20的下端和模具10的内表面之间的间隙与外部熔融金属E接触，从而可以实现更强的成品。

为了确保外部熔融金属E和熔融金属引导件20之间的接合处的可铸性，可以供应对应于腔体的约130％至150％的熔融金属，或者可以在腔体中设置冒口。

控制内部熔融金属I和外部熔融金属E，使得它们具有不同的注入时间、注入量和旋转速度。因此，可以不同地控制可铸性和作用在每种熔融金属上的离心力。

此后，如果外部熔融金属E已固化，则模具10打开并从模具中取出铸造产品。

在此，根据本发明的实施方案，熔融金属引导件20可以由铝材料ADC12制成，并且以网状构件的形式提供。

在铸造不同材料的情况下，如果它们没有化学结合而是物理上彼此简单的结合，则在界面处可能发生数个问题。

首先，由于孔的形成和界面处缺陷的产生，因此可能在界面处开始破裂。因此，界面的设计形状和材料之间的相互作用是重要的。

其次，两种材料之间可能发生电化学腐蚀。电化学腐蚀是当不同种类的金属彼此接触并且金属之间存在电位差时发生的腐蚀。这可能加速一种材料的腐蚀并可能对部件的寿命产生负面影响。

为了解决该问题，本发明的熔融金属引导件20可以形成为铝网型。

这可以防止发生电化学腐蚀，并且允许熔融金属填充网型的孔，从而防止孔隙和缺陷发生到最大并且允许在界面处进行结合。

图5为示出根据本发明另一实施方案的用于不同材料的离心铸造装置的图，图6为图5的一部分的俯视图。

在下文中，将参照图5和图6描述根据本发明该实施方案的用于不同材料的离心铸造装置。然而，将省略与前述实施方案相同的技术方面的描述。

根据本发明该实施方案的用于不同材料的离心铸造装置与前一实施方案的离心铸造装置的不同之处在于熔融金属引导件20的引导件固定支撑件。

即，该实施方案的熔融金属引导件20不直接固定到模具10，并且熔融金属引导件的下端从模具10的底部释放。

而是，使用液压固定设备40的液压来固定位于上部位置的内部熔融金属入口21。

熔融金属引导件20通过液压固定设备40利用液压缸支撑在上部位置，使得熔融金属引导件20在注入熔融金属时被固定到预定位置。如果在前一实施方案中类似于切割引导件固定构件30而释放液压，则熔融金属引导件20受到向上的挤压力。

此外，内部熔融金属I通过熔融金属引导件20的下端和模具10的底部之间的间隙与外部熔融金属E接触，从而内部熔融金属、熔融金属引导件和外部熔融金属更牢固地相互联接，因此可以获得更强的成品。

如上所述，本发明提供了一种用于不同材料的离心铸造装置，其允许通过离心铸造由不同材料制造铸件，因此减少周期时间，从而简化工艺，降低成本，并且与简单结合相比，能够制造具有更好物理性质的产品。

另外，在普通离心铸造的情况下，挤压力作用在受力较小的部分上，从而实现更好的可模塑性。

此外，当通过熔融金属引导件的下部区域混合不同的材料时，不同材料之间的结合力增加，因此可以提高成品的稳定性。

因此，与相关技术相比，可以提高产品的刚度，从而可以通过减小厚度来实现产品重量的减轻。

此外，由于不同于用于单一材料的离心铸造,可以应用特殊材料，因此有利于降低生产成本。

尽管通过特定的实施方案已经描述了本发明，对于本领域技术人员来说显而易见的是在不背离以下权利要求书中所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变和修改。

Claims (13)

1.一种用于不同材料的离心铸造装置，其包括：

模具，其具有用于在其中容纳熔融金属的腔体，所述腔体具有与所生产的铸件外表面的形状相对应的形状；

熔融金属引导件，其插入在模具中并构造为引导熔融金属以使熔融金属分别注入模具中；

引导件固定支撑件，其将所述熔融金属引导件固定到预定位置；以及

电动机，其配置为使所述模具围绕旋转轴线旋转。

2.根据权利要求1所述的用于不同材料的离心铸造装置，其中，所述模具包括外部熔融金属入口，以通过所述外部熔融金属入口注入外部熔融金属，

所述熔融金属引导件包括内部熔融金属入口，以通过所述内部熔融金属入口注入与外部熔融金属不同的内部熔融金属。

3.根据权利要求2所述的用于不同材料的离心铸造装置，其中，所述模具包括位于模具的顶部的外部熔融金属入口，

所述熔融金属引导件包括位于所述熔融金属引导件的顶部的内部熔融金属入口。

4.根据权利要求2所述的用于不同材料的离心铸造装置，其中，所述熔融金属引导件包括：

上表面，其从所述内部熔融金属入口的下端沿径向方向倾斜延伸；以及

侧表面，其从上表面朝向熔融金属引导件的下表面向下延伸。

5.根据权利要求2所述的用于不同材料的离心铸造装置，其中，所述熔融金属引导件的所述内部熔融金属入口的宽度小于所述模具的所述外部熔融金属入口的宽度。

6.根据权利要求4所述的用于不同材料的离心铸造装置，其中，所述熔融金属引导件的所述内部熔融金属入口的上端高于所述模具的所述外部熔融金属入口的上端。

7.根据权利要求1所述的用于不同材料的离心铸造装置，其中，所述熔融金属引导件为网型构件。

8.根据权利要求1所述的用于不同材料的离心铸造装置，其中，所述模具在所述模具的下表面具有引导孔，使得所述熔融金属引导件部分地穿过所述引导孔，

所述引导件固定支撑件围绕所述熔融金属引导件的穿过所述引导孔的内表面和外表面。

9.根据权利要求1所述的用于不同材料的离心铸造装置，其中，所述引导件固定支撑件使用液压固定所述熔融金属引导件的内部熔融金属入口。

10.根据权利要求9所述的用于不同材料的离心铸造装置，其中，所述熔融金属引导件的下端远离所述模具的下表面。

11.根据权利要求7所述的用于不同材料的离心铸造装置，其中，所述模具在所述模具的下表面具有引导孔，使得所述熔融金属引导件部分地穿过引导孔，

所述引导件固定支撑件围绕所述熔融金属引导件的穿过所述引导孔的内表面和外表面。

12.根据权利要求7所述的用于不同材料的离心铸造装置，其中，所述引导件固定支撑件使用液压固定所述熔融金属引导件的所述内部熔融金属入口。

13.根据权利要求1所述的用于不同材料的离心铸造装置，其中，所述熔融金属引导件由铝材料制成。