CN111283177A - 铸造方法及金属模具 - Google Patents

Abstract

一种铸造方法包括下列步骤：预热一金属模具；将熔化的金属液浇注至该金属模具的一模穴内；将该金属模具浸入一冷却槽内，使该模穴内的金属液凝固成一铸件；以及将该金属模具移至该冷却槽外，并打开该金属模具以取出该铸件。

Description

铸造方法及金属模具

技术领域

本发明是有关于一种铸造方法及金属模具，且特别是有关于一种铸造方法，其将金属模具以大量的冷却液冷却，可以让铸件快速凝固。

背景技术

铸造时金属液冷却越快，金属的结晶越细，机械性质越好。所以铸造时会使用各种手段来快速冷却金属液。例如:美国专利证书号US 7,216,691 B2 揭示一种“模具去除型的铸造方法和设备(MOLD-REMOVAL CASTING METHOD AND APPARATUS)”，就是以水将砂模冲刷掉，以便快速冷却金属液，使铸件获得比传统砂模更好的机械性质。然而，冲刷的速度必须控制得非常好，否则铸件尚未成形就把砂模冲刷掉，可能引起爆炸。

而铸造除了要快速冷却外，更要考虑凝固的方向，才能获得没有缩孔的铸件。例如：中国台湾专利证书号M498069 揭示一种“方向性凝固模具”，就是设计组合式的模具，以便使金属液方向性凝固，达到铸件没有缩孔的目的。而中国台湾专利公告号425317揭示一种“铸造快速模具的预铸冷却水道成型方法”，则是以铸造方式铸造出金属模具与冷却水道，以便冷却水道可以配合铸件外形进行冷却。然而，这些作法都很复杂，因为这些冷却水道都是封闭式的。

因此，便有需要提供一种铸造方法及金属模具，解决前述的问题。

发明内容

本发明的一目的是提供一种铸造方法，其将金属模具以大量的冷却液冷却，可以让铸件快速凝固。

依据上述的目的，本发明提供一种铸造方法，包括下列步骤：预热一金属模具；将熔化的金属液浇注至该金属模具的一模穴内；将该金属模具浸入一冷却槽内，使该模穴内的金属液凝固成一铸件；以及将该金属模具移至该冷却槽外，并打开该金属模具以取出该铸件。

本发明更提供一种金属模具，包括：第一及第二模具本体，可拆可装地固定在一起，并在该第一及第二模具本体之间形成有一模穴；以及一开放式冷却流道，其设置于该金属模具的一外表面上，其中该开放式冷却流道的外形对应于该模穴内的外形。

根据本发明的铸造方法，第一、将该金属模具以大量的冷却液冷却，可以让铸件快速凝固，获得良好的机械性质。第二、可以视铸件形状，在金属模具加工出开放式冷却流道，以控制铸件的凝固方向。第三、本发明的开放式冷却流道避免了现有技术的封闭式冷却水道的问题，因为现有技术的封闭式冷却水道为了要依铸件形状来控制金属液的冷却速率与凝固方向，需要使用复杂的工序来制作金属模具的冷却水道。

附图说明

图1为本发明的一实施例的铸造方法的流程图。

图2为本发明的一实施例的金属模具的立体示意图，其显示一模穴。

图3为本发明的一实施例的金属模具的立体示意图，其显示浇注一金属液。

图4为本发明的一实施例的金属模具及冷却槽的立体示意图，其显示一金属模具即将浸入一冷却槽。

图5为本发明的一实施例的金属模具及冷却槽的剖面示意图，其显示一金属模具已浸入一冷却槽。

图6为本发明的另一实施例的金属模具及冷却槽的剖面示意图，其显示一金属模具已浸入一冷却槽。

图7为沿图5的金属模具及冷却槽的剖线A-A的剖面示意图。

图8为本发明的一实施例的金属模具及冷却槽的立体示意图，其显示一金属模具移至一冷却槽外。

图9为本发明的一实施例的铸件的立体示意图。

符号说明：

1 金属模具，10 外表面，11 第一模具本体，12 第二模具本体，

13 开放式冷却流道，131 第二凹部，14 模穴，141 第一凹部，15 浇注口，

16 冒口，17 定位元件，18 扣紧元件，19 吊挂元件，

2 金属液，2' 铸件，3 冷却槽，31 冷却液，

S10~S50 步骤。

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和特点能更明显易懂，兹配合图式将本发明相关实施例详细说明如下。

图1为本发明的一实施例的铸造方法的流程图。本发明的铸造方法为一种可快速冷却铸件的铸造方法。该铸造方法包括下列步骤：

请参考图2，在步骤S10中，提供一金属模具1。金属模具1可称为永久模。该金属模具1包括：第一及第二模具本体11、12及一开放式冷却流道13。该第一及第二模具本体11、12可拆可装地固定在一起，并在该第一及第二模具本体11、12之间形成有一模穴14。该第一及第二模具本体11、12可为碳钢材质所制。该开放式冷却流道13设置于该金属模具1的一外表面10上。该金属模具1更包括：一浇注口15、至少一冒口16、一定位元件17、一扣紧元件18及一吊挂元件19。该浇注口15连通至该模穴14，用以浇注熔化的金属液，例如铝合金的金属液。该冒口16亦连通至该模穴14，并与该浇注口15位于同一侧。该冒口16是指为避免铸件出现缺陷而附加在模穴14上方或侧面的补充通道。例如，冒口的型腔是存贮金属液的空腔，在铸件形成时补给金属液，有防止缩孔、缩松、排气及集渣的作用，而主要作用是补缩。

该定位元件17(例如两个定位孔及对应组设于两个定位孔的定位销)用于该第一及第二模具本体11、12之间的定位。该扣紧元件18(例如扣件及扣环的搭配)用以将该第一及第二模具本体11、12固定在一起，以防该金属模具1被冷却液的蒸汽压力撑开。该吊挂元件19用以吊挂该第一及第二模具本体11、12。

在步骤S20中，预热该金属模具1。以该金属液2为铝合金为例，将该金属模具1预热到适当温度约300~400℃，以防该金属液2在充填该模穴14的过程中太快凝固。

请参考图3及图2，在步骤S30中，将熔化的金属液2浇注至该金属模具1的一模穴14内。

请参考图4及图5，在步骤S40中，将该金属模具1外表面的至少一部分与一冷却液31接触，使该模穴14内的金属液2凝固成一铸件2’。于本实施例中，该金属模具1浸入一冷却槽3内，该冷却槽3容置有该冷却液31，例如水，且该冷却槽3内的冷却液31的温度被控制在该冷却液31的沸点以下，以避免该冷却液31接触该金属模具1而蒸发后，该冷却液31的体积或液位不足而影响冷却效率。请再参考图5，在本实施例中，当该冷却槽3具有足够的容积时，该冷却液31以静态设置于该冷却槽3内，应足够作为冷却之用。或者，请参考图6，在另一实施例中，当该冷却槽3的冷却液31没有足够的体积时，该冷却液31以动态流进流出该冷却槽3，作为冷却之用。当该金属模具1浸入该冷却槽3内，该浇注口15及该冒口16露出该冷却液31的液面。在其他实施例中，该冷却液31不需要容置于该冷却槽3，而是直接被补充以接触该金属模具1，例如以喷洒方式接续地补充，以维持冷却效率。

请参考图7，该金属模具1的开放式冷却流道13设置于该金属模具1的外表面10上。该金属模具1的外表面10可依铸件1外形而加工出该开放式冷却流道13。该开放式冷却流道13的外形对应于该模穴14的外形，借此该模穴14内的金属液2能以适当的冷却速率与方向凝固成该铸件2’。例如，该模穴14包括一第一凹部141，该开放式冷却流道13包括一第二凹部131，该第二凹部131对应于该第一凹部141，使该开放式冷却流道13的外形对应于该模穴14的外形。

请参考图8，在步骤S50中，将该金属模具1与大部分的该冷却液31分离，并打开该金属模具1以取出该铸件2’。于本实施例，将该金属模具1移至该冷却槽3外，使其与该冷却液31分离，再将该金属模具1打开以取出该铸件2’，如图9所示。

根据本发明的铸造方法，第一、将金属模具以大量的冷却液冷却，可以让铸件快速凝固，获得良好的机械性质。第二、可以视铸件形状，在金属模具加工出开放式冷却流道，以控制铸件的冷却速率与凝固方向。第三、本发明的开放式冷却流道避免了现有技术的封闭式冷却水道的问题，因为现有技术的封闭式冷却水道为了要依铸件形状来控制金属液的冷却速率与凝固方向，需要使用复杂的工序来制作金属模具的冷却水道。

据此，本发明的创造效益，第一、铸件快速凝固，让铸件结晶细化，获得更好的机械性质，可提高产品附加价值。第二、容易依铸件形状加工冷却水道，控制铸件凝固方向，可降低不良率。第三、避免了现有技术的封闭式冷却水道的问题，可降低模具加工成本。

综上所述，乃仅记载本发明为呈现解决问题所采用的技术手段的较佳实施方式或实施例而已，并非用来限定本发明专利实施的范围。即凡与本发明权利要求书文义相符，或依本发明权利要求书所做的均等变化与修饰，皆为本发明专利保护范围所涵盖。

Claims (11)

1.一种铸造方法，其特征在于，其包括下列步骤：

预热一金属模具；

将熔化的金属液浇注至该金属模具的一模穴内；

将该金属模具浸入一冷却槽内，使该模穴内的金属液凝固成一铸件；以及

将该金属模具移至该冷却槽外，并打开该金属模具以取出该铸件。

2.如权利要求1所述的铸造方法，其特征在于，该冷却槽容置有一冷却液，且该冷却液的温度被控制在该冷却液的沸点以下。

3.如权利要求1所述的铸造方法，其特征在于，该冷却液以静态设置于该冷却槽内，或以动态流进流出该冷却槽。

4.如权利要求1所述的铸造方法，其特征在于，该金属模具包括一浇注口，该浇注口连通至该模穴，当该金属模具浸入该冷却槽内，该浇注口露出该冷却液的液面。

5.如权利要求4所述的铸造方法，其特征在于，该金属模具还包括至少一冒口，该冒口亦连通至该模穴，并与该浇注口位于同一侧，当该金属模具浸入该冷却槽内，该冒口亦露出该冷却液的液面。

6.如权利要求1所述的铸造方法，其特征在于，该金属模具还包括一开放式冷却流道，其设置于该金属模具的一外表面上，该开放式冷却流道的外形对应于该模穴内的外形，借此该模穴内的金属液能以适当的冷却速率与方向凝固成该铸件。

7.如权利要求6所述的铸造方法，其特征在于，该模穴包括一第一凹部，该开放式冷却流道包括一第二凹部，该第二凹部对应于该第一凹部。

8.一种铸造方法，其特征在于，其包括下列步骤：

将一模穴已浇注熔融金属液的金属模具的外表面的至少一部分与一冷却液接触，使该模穴内的金属液凝固成一铸件，其中该冷却液的温度被控制，或者该冷却液接续地被补充。

9.一种金属模具，其特征在于，其适用于如权利要求8所述的铸造方法，该金属模具包括：

第一及第二模具本体，可拆可装地固定在一起，并该第一及第二模具本体在之间形成有一模穴；以及

一开放式冷却流道，其设置于该金属模具的一外表面上，其中该开放式冷却流道的外形对应于该模穴的外形。

10.如权利要求9所述的金属模具，其特征在于，该模穴包括一第一凹部，该开放式冷却流道包括一第二凹部，该第二凹部对应于该第一凹部。

11.如权利要求9所述的金属模具，其特征在于，其还包括：

一浇注口，连通至该模穴；

至少一冒口，亦连通至该模穴；

一定位元件，用于该第一及第二模具本体之间的定位；

一扣紧元件，用以将该第一及第二模具本体固定在一起；以及

一吊挂元件，用以吊挂该第一及第二模具本体。

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