CN201127988Y - 一种可将低压铸造机改进成高压铸造机的高压铸造模 - Google Patents

Abstract

公开了一种可将低压铸造机改进成高压铸造机的高压铸造模，在现行低压铸造机的铸造模下部设置一个可封闭浇口的阀门(7)，在铸造模上设置由柱塞孔(2)和柱塞(1)组成的加压装置，柱塞孔(2)与柱塞(1)精密配合，柱塞(1)外端联接驱动机构(15)。当金属液(8)在低压汽体压力下经过阀门(7)进入型腔(12)后，关闭阀门(7)将铸造模下部密封，安装好加压装置，启动驱动机构(15)，让型腔(12)内金属液在单向或多向高压力下充型、补缩、凝固。它大大提高了现行低压铸造机的铸造质量，适用铸造各种复杂铝合金铸件如汽车发动机缸体、轮毂和特大型薄壁铝合金铸件如0.8米大、6米长、6～8毫米厚的巡航导弹舱体以及各种普通铸件的铸造。

Description

一种可将低压铸造机改进成高压铸造机的高压铸造模

技术领域

本实用新型涉及一种铸造模，具体是一种可将低压铸造机改进成高压铸造机的高压铸造模。

背景技术

现行的铸造机大体有重力铸造机、振动铸造机、离心铸造机、压力铸造机、低压铸造机等几类，其中重力铸造和振动铸造充型和补缩欠佳、易产生缩松和缩孔、压力铸造裹入空气严重、离心铸造质量不如低压铸造且操作不很安全，相比较而言，从适用范围和铸造质量以及发展前景方面来看，以低压铸造为首选。它是在密封的坩埚中，输入较低的、干燥的压缩空气，金属液在气体压力的作用下，沿升液管上升，通过铸造模下面的浇口，平稳地输入到型腔，并保持坩埚内液面上气体的压力，一直到铸件完全凝固为止，然后解除液面上气体的压力，使升液管中未凝固的金属液流回坩埚，再由气缸开型并顶出铸件。

低压铸造的优点表现在以下个几方面：

1.液体金属充型比较平稳；

2.铸件成形性好，有利于形成轮廓清晰表面光洁的铸件；

3.铸件组织比较致密，机械性能较高；

4.提高了金属液的工艺收缩率。

因此，世界各国的铸造界和许多科研机构都在不断地对其进行研究和完善工作：如国外著名公司有美国Empire公司，日本Isuzu公司，英国Plume公司，丹麦Rimatic公司和德国Gima和Kurtz公司，国内(研究机构及其铸造机)有济南铸锻研究所(J455)，上海机械制造工艺研究所(FDZ-A、FDZ-C)，江苏灌南压铸机厂(J453A，J453B)，天水铸造机械厂(J452，J453)和沈阳铸造研究所(803液面加压系统)等；各种大型的价格昂贵的低压铸造机争相产生，如德国奇玛公司生产的Tec350型、Tec800型低压铸造机，德国库尔兹公司生产的Ak-93型、Ak-96型低压铸造机；国内天水星火机床厂研制的J458低压铸造机，能满足150公斤以上大型铝铸件的生产，意味着我国低压铸造机向大型化发展的重大突破。

差压铸造，真空倾转差压铸造法，液面控制系统，各种电子控制方法，是人们为了增大有效充型、补缩、凝固压力和顺序补缩而对低压铸造机进行的各种改进措拖。

但长时间以来，对低压铸造机的整体提高，实际收效还不很理想。因为人们的思想局限在铸造模的外部考虑加压问题，因而只能在铸造模底部的浇口处实行单方向加压补缩，无法实现同时在多方向多部位高压力下加压补缩。随着21世纪各国对铸件的要求越来越高，实现铸件少余量，无余量加工，汽车、摩托车铸件精密化、薄壁化、轻量化、省力化、经济化的要求，低压铸造存在的一些不足，已凸现出来，它们表现在以下几个方面：

1.加压方式是通过外加压力源在铸造模外部加压，不能直接在铸造模内部加压，低压铸造时坩埚内的气体压力仅0.15MPa，升不到工艺所需要的压力值；

2.单方向加压补缩效果较差，不能实现多方向加压补缩和铸件突变部位的局部加压补缩；

3.要求严格的掌握加压规范，控制好顺序凝固的温度场，对操作工人的素质要求高，工艺难点多，废品率较高，操作麻烦。

如何克服上述缺陷，是低压铸造机需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是要克服和解决现行低压铸造机存在的上述缺陷问题，将现行低压铸造机提高一个档次。

为了克服和解决上述问题，本实用新型的技术方案是提供一种可将现行低压铸造机改进成高压铸造机的高压铸造模，该模在现行的新、旧铸造机上都可以使用。

一种高压铸造模，可安装在现行的低压铸造机上，与现行低压铸造机上铸造模的区别在于：

1.在铸造模下部的烧口处设置一个阀门，用此阀门与升液管联接，当金属液在低压气体的作用下，通过升液管和阀门进入铸造模型腔后，再关闭阀门将铸造模下部进行密封，阻止金属液流回坩埚(此后即可解除液面上的压力，不再需要低压气体)，以便于加压装置加压，如图1、图2、图3所示；

2.在铸造模上设置由柱塞孔和柱塞组成的加压装置，柱塞孔通过补缩腔以及内浇口与型腔相连通；柱塞可以在桩塞孔内往复运动，柱塞外端联接驱动机构，在驱动机构的作用下，实现对型腔内的金属液进行加压，如图4、图5所示；

3.对于大型铸件，可设置多个加压装置增强补缩效果，如图7、图8所示，对于大型复杂且壁厚厚薄悬殊的薄壳铸件，为了消除补缩死角，可以在铸件突变部位增设倾斜布置或水平布置的加压装置，同时进行局部加压补缩，进一步提高铸件质量和正品率，如图9、图10所示；还可以在铸造模下模上设置加压装置，让铸件得到多方向加压补缩，如图6所示；

4.此外还可以设置冷水喷淋装置，加快铸件的冷却速度，提高铸件机械性能。

所述的阀门，可以根据升液管安装位置自行设计，也可以用商品阀门(如浇包底部的浇注阀门)配上专用的联接装置使用，其功能是能使铸造模下部的浇口根据需要或畅通或封闭。

所述的加压装置，由柱塞孔和柱塞组成，可以设置在上模上，也可以设置在下模上，数量不受限制，布置方向不受限制；柱塞孔与柱塞精密配合，其配合间隙为0～1毫米，以受压后不漏出金属液为度，柱塞孔通过补缩腔以及内浇口与型腔相连通，柱塞的外端与驱动机构联接，驱动机构可以与支架联接，也可以与低压铸造机上的压板联接，只要便于装拆和提供足够的加压动力，柱塞借助此动力实现向型腔内的金属液加压，同时与柱塞孔相连的补缩腔向铸件补充其收缩时所需要的金属液，消除缩孔缩松现象。

所述的上模，其特征在于：上模上设有柱塞孔，柱塞孔与上补缩腔上端相连，上补缩腔通过内浇口与型腔相连，柱塞孔有精密的尺寸要求，与柱塞形成精密配合，配合间隙为0～1毫米，以受压后金属液不漏出为度。

所述的下模，其特征在于：直模上设有柱塞孔，柱塞孔与上补缩腔上端相连，上补缩腔通过内浇口与型腔相连，柱塞孔有精密的尺寸要求，与柱塞形成精密配合，配合间隙为0～1毫米，以受压后金属液不漏出为度。

所述的柱塞，可以是一个独立的分立零件，其特征在于：它的配合部分有精密的尺寸要求，与柱塞孔形成精密配合，配合间隙为0～1毫米，以受压后不漏出金属液为度，柱塞可在柱塞孔内往复运动，在驱动机构的作用下，实现对型腔内的金属液进行加压。

所述的支架，其作用是给驱动机构提供支撑，让驱动机构能借助该支撑方便地向柱塞施加压力，它可以是带钩或孔或销等活动铰链件联接的“Γ”形或“Π”形的结构件，能方便地转动或拆卸，需要时将其转动或安装到工作位置，它可以设置在铸造模上，也可以设置在低压铸造机上，它还可以有多种别的结构形式(例如铸造机上的某块压板也可以做支架使用)。

所述的补缩腔，其外端与柱塞孔相连，内端通过内浇口与型腔相连，为实现对壁厚厚薄悬殊的大型复杂铸件的局部加压补缩的需要，可将补缩腔与柱塞孔一起倾斜布置或将两个补缩腔设计成互为一定角度的层叠结构，以此改决加压塞运动方向与补缩方向之间的矛盾。

所述的驱动机构，其作用是通过柱塞向型腔内的金属液提供强大的压力，它可以有多种结构形式或方法，例如电动凸轮机构加压、电动螺旋机构加压、电磁力加压、弹簧力加压、气压力加压、液压力加压等多种形式或方法，统称为驱动机构。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点和积极效果：

1.可以从上模柱塞孔直接观看到填充型腔后金属液的具体高度，很好地掌握浇注情况；

2.在低气压下浇注，在高压力下充型、补缩、凝固，金属液有更高的工艺收缩率，铸件轮廓清晰度更高；

3.可布置多个加压装置(包括水平布置或倾斜的加压装置)，实现局部加压补缩，消除补缩死角，可使大型复杂且壁厚厚薄悬殊的薄壳铸件铸造变得简单而容易；

4.多方向多位置高压加压补缩，能很好地解决顺序补缩问题，比单向低压加压补缩效果更好，铸件的至密度更高，成品率更高；

5.压力可达到低压铸造机压力的5～50倍甚至更高，由于压力大大提高，还有以下优点：1)减少铸件气孔、针孔缺陷，(2)改善铸件的表面质量，(3)可明显减少大型复杂铸件凝固时的热裂倾向，(4).可减少凝固时间20％～25％以上，相应地减少了凝固期内的变质衰退现象，其晶粒也有所细化；

6.对操作工人素质要求不高，正品率高，操作简单。

总的来说，本实用新型远胜过低压铸造。本实用新型铸造的铸件，工艺收缩率更高，至密度更高，成品率更高，铸件机械性能更好，操作更简单。能更好地适用于各种复杂薄壳铸件如汽车、摩托车的缸体和轮毂的铸造，可使铸造特大型的薄壁铝合金铸件如直径800mm、长6000mm、壁厚6～8mmc的巡航导弹舱体变得简单易行。

附图说明：

以下结合附图按常规操作过程对本实用新型进行详细的说明：

图1是铸造模安装后打开阀门的剖面示意图，

图2是坩埚内金属液在低压气体作用下，通过浇口和阀门压入铸造模型腔内的剖面示意图，

图3是转动阀门将铸造模下部封闭的剖面示意图，

图4是将桩塞安放到柱塞孔内的剖面示意图，

图5是转动(或安装)支架，将驱动机构(如电磁铁)装在柱塞上，并启动驱动机构加压的剖面示意图，

图6(参照图9)是在铸造模底部设置加压装置的剖面示意图，

图7是大型铸件多加压装置加压的剖面示意图，

图8是图7的N-N横切剖面示意图，

图9是加压装置倾斜布置的剖面示意图，

图10是补缩腔互为一定角度布置的剖面示意图。

附图标记：

1.柱塞、2.柱塞孔、3.支架、4.上模、5.下补缩腔、6.浇口、7.阀门、8.金属液、9.坩埚、10.升液管、11.下内浇口、12.型腔、13.上内烧口、14.上补缩腔、15.驱动机构(如电磁铁)。

具体实施方式

本铸造模结构简单，具体结构前面已作过介绍，以下结合操作过程阐述具体实施方式。

本实用新型(以无倾科布置、单加压装置的铸造模为例)的操作过程大体包括以下步骤：

1.(拆除原铸造模后)将设有阀门(7)和加压装置的铸造模安装在低压铸造机上，与常规低压铸造同样条件熔炼金属液、预热铸造模、涂涂料、完成铸造模组装工作(柱塞(1)暂不安装)；

2.打开阀门(7)，如图1所示，按现行低压铸造机要求开启低压气体，让坩埚(9)内的金属液(8)在低压气体压力下沿升液管(10)、阀门(7)、下补缩腔(5)、下内烧口(11)、型腔(12)、上内浇口(13)上补缩腔(14)一直上升到上模(4)上的柱塞孔(2)的某位置，这时可直接从柱塞孔(2)观看到金属液的具体高度，如图2所示，达到要求后，关闭阀门(7)将铸造模下部密封，关断低压气体解除液面上的压力，如图3所示；

3.将柱塞(1)安装到柱塞孔(2)内，如图4所示；

4.安装或转动支架(3)到工作位置，安装驱动机构如电磁铁(15)，将其置于支架(3)与柱塞(1)之间，开启驱动机构(15)让其向柱塞(1)施加压力，让铸件在所需压力下充型、补缩、凝固，如图5所示；

5.对铸造模喷淋冷水或用现行低压铸造机的原有办法冷却铸造模，让驱动机构退出工作状态，拆洗驱动机构和支架，再按现行低压铸造机原有方法完成后续工作。

其它多加压装置的铸造模操作过程大同小异，可参照执行。

Claims (6)

1.一种可将低压铸造机改进成高压铸造机的高压铸造模，接合现行低压铸造机及其铸造模，其特征在于：将现行低压铸造机上的铸造模做以下改进：在铸造模下部的浇口下面设置一个可封闭浇口的阀门(7)；在铸造模上设置由柱塞孔(2)和柱塞(1)组成的加压装置，柱塞(1)外端联接驱动机构(15)。

2.根据权利要求1所述可将低压铸造机改进成高压铸造机的高压铸造模，其特征在于：所述柱塞孔(2)与桩塞(1)组成的加压装置，其数量以及布置方向和部位都不做限制。

3.根据权利要求1或2所述可将低压铸造机改进成高压铸造机的高压铸造模，其特征在于：所述柱塞孔(2)与柱塞(1)精密配合，其配合间隙为0～1毫米。

4.根据权利要求1或2所述可将低压铸造机改进成高压铸造机的高压铸造模，其特征在于：所述柱塞孔通过补缩腔和内浇口与型腔(12)相连。

5.根据权利要求1或2所述可将低压铸造机改进成高压铸造机的高压铸造模，其特征在于：与柱塞孔(2)相连的补缩腔设计成互为一定角度的层叠结构或与加压装置一起倾斜布置。

6.根据权利要求1所述可将低压铸造机改进成高压铸造机的高压铸造模，其特征在于：所述阀门(7)上端与浇口(6)联接，其下端与升液管部件联接。

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