專利名稱：一種重力真空吸鑄成型方法
技術領域：
本發(fā)明屬于鑄造技術領域，涉及一種真空吸鑄成型方法，特別是涉及 一種適用于生產各種金屬及合金的絲、棒材等的重力真空吸鑄成型方法。
背景技術：
生產金屬及合金絲、棒材常用的方法有軋制、拉拔、旋鍛等。這些方 法存在著生產周期長，設備投資大等缺點，并且對于一些硬度高，塑性差 的金屬或合金則難以加工。采用真空吸鑄法能夠解決這一難題，并且一次 可吸鑄成成品。生產效率高，操作簡單，設備投資小。但普通的重力吸鑄法及反重力吸鑄方法存在以下問題
1、 所吸鑄的材料直徑不能小于①3mm,長度不大于400mm。
2、 每次只能吸鑄一根，生產效率低。
3、 普通的重力法吸鑄時，鑄模的預熱溫度不能準確的控制，因此， 所鑄的絲、棒的長度及表面質量較差。
4、 吸鑄過程通常只能在大氣環(huán)境中進行操作，對一些易氧化的脆性 材料的生產會因熔煉時間過長，揮發(fā)嚴重而造成化學成份的改變。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種生產效率高，操作 簡便的重力真空吸鑄成型方法，使其廣泛應用到高硬度、低塑性金屬及合 金材料絲、棒材的生產。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是 一種重力真空吸鑄成 型方法，其特征在于該方法的步驟為
(1)將金屬或合金放入真空感應熔煉爐內，抽真空進行感應熔煉和 電磁攪拌精煉，井式電阻爐對鑄模進行預熱；
(2) 金屬或合金真空精練結束后，往真空感應熔煉爐內通入保護氣
體；
(3) 對鑄模底部抽真空，并迅速倒入金屬液，金屬熔體在真空吸允、 熔體自重及保護氣體壓力的作用下，迅速充滿型腔；
(4) 型腔充滿后，關閉井式電阻爐，等凝固完，打開型腔，就得到 所要求的合金絲材或棒材。
步驟(1)中所述真空感應熔煉溫度1200-1700匸，精煉攪拌時間5~ 15min;步驟(1)中所述井式電阻爐的預熱溫度可在500~ 1000匸之間調節(jié)。
步驟(2)中通入的保護氣體為N2或Ar，保護氣體的壓力為0.05 ~ 0.1Mpa。
所述鑄模所用材料為石英管或其它耐火材料，并且每個鑄模有100~ 120個型腔組成；步驟(3)中所述型腔的真空度在0.01 0.03Mpa之間調 節(jié)；步驟(3)中所述金屬熔體充滿所述型腔的時間為5 30s。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點本發(fā)明是在真空中感應熔煉金 屬或合金，并且吸鑄時充入保護氣體，避免了金屬材料在成型過程中的氧 化、夾雜等缺陷，鑄模通過電阻爐得到充分預熱，上下溫差小，吸入的液 態(tài)金屬冷卻慢，可以克服金屬的流動性隨溫度的降低不能很好的充型問 題，并且鑄模包含多個型腔， 一次就可吸鑄上百根絲、棒材，通過該方法 可制備出表面性能優(yōu)良的金屬或合金絲、棒材，實現(xiàn)規(guī)?；a。


圖1為本發(fā)明所需設備的結構示意圖。 圖2為本發(fā)明所需設備中鑄模的結構示意圖。
具體實施例方式
結合圖l、圖2,本發(fā)明方法所需設備中包括機械泵l,真空罐2，真 空表3,高真空蝶閥4、 5,真空調節(jié)閥6，真空通道7，真空感應熔煉爐8， 感應線圈9，坩堝IO,保護氣體通道ll，井式電阻爐12，冒口 13，鑄模 14以及鑄模連接器15。其中機械泵1通過高真空蝶閥4與真空罐2相連， 真空出口 7通過調節(jié)閥6連接在真空罐2上，真空表3安裝在真空罐2的 旁路上。坩堝10放置在感應線圈9的正中間，保護氣體通道ll設置在感應熔煉爐8的頂部。冒口 13放置在井式電阻爐12的爐臺上，鑄模通過鑄 模連接器14放置在井式電阻爐12的爐膛內，鑄模連接器15下面與真空 出口 7相連。
實施例1
將Cu-Ni-Si-Fe-B(Ni27%~30%, Sil.5%~2%， B<0.2%, Fe<1.5%,
余量為Cn)合金放入真空熔煉爐8內，抽真空進行感應熔煉和電磁攪拌 精煉，精煉時間為5min，井式電阻爐12對鑄模14進行預熱，當鑄模14 溫度達到750C時，從保護氣體通道11通入Ar氣，使其壓力達到0.07Mpa， 然后接通機械泵l,打開高真空蝶閩4對真空罐2抽取真空，當真空罐2 的真空度穩(wěn)定后，打開高真空蝶閥5和真空調節(jié)閩6，控制吸鑄真空度為 0.03Mpa,接著將坩堝10中的合金液迅速倒入冒口 13內，合金熔體在真 空吸允和熔體自重的作用下，迅速充滿型腔。真空充型保持時間5s后，關 閉真空調節(jié)閩6和井式電阻爐12, —個吸鑄周期結束。等凝固完，提出鑄 模14，打開型腔，就得到所要求的Cu-Ni-Si-Fe-B合金絲。吸鑄連接器15 可方便插拔，每吸鑄一批后，可換插另一鑄模，按上述過程進行操作，可 實現(xiàn)連續(xù)生產。
實施例2
將Ni陽Cr曙Si畫Fe國B合金原料(Cr6% ~ 8% ， Si4% ~ 5% ， B2.75% ~ 3.5%, Fe2.5%~3.5%，余量為Ni)放入真空熔煉爐8內，抽真空進行感應熔煉 和電磁攪拌精煉，精煉時間為5min，井式電阻爐12對鑄模14進行預熱， 當鑄模14溫度達到800t:時，從保護氣體通道ll通入Ar氣，使其壓力達 到0.07Mpa，然后接通機械泵l，打開高真空蝶閥4對真空罐2抽取真空， 當真空罐2的真空度穩(wěn)定后，打開高真空蝶閥5和真空調節(jié)閥6，控制真 空度為0.03Mpa，接著將坩堝10中的合金液迅速倒入冒口 13內，合金熔 體在真空吸允和熔體自重的作用下，迅速充滿型腔。真空保持時間5s后， 關閉真空調節(jié)閥6和井式電阻爐12， 一個吸鑄周期結束。等凝固完，提出 鑄模14，打開型腔，就得到所要求的Ni-Cr-Si-Fe-B合金絲。吸鑄連接器 15可方便插拔，每吸鑄一批后，可換插另一鑄模，按上述過程進行操作， 可實現(xiàn)連續(xù)生產。
實施例3
將Co-Cr-W-C合金原料(CO.98%, 29.23%， W4.93%, Co余量)放入真空熔煉爐8內，抽真空進行感應熔煉和電磁攪拌精煉，精煉時間為 10min，井式電阻爐12對鑄模14進行預熱，當鑄模14溫度達到900匸時， 從保護氣體通道ll通入N2氣，使其壓力達到0.09Mpa,然后接通機械泵 1,打開高真空蝶閥4對真空罐2抽取真空，當真空罐2的真空度穩(wěn)定后， 打開高真空蝶閥5和真空調節(jié)閥6，控制真空度為0.01Mpa，接著將坩堝 10中的合金液迅速倒入冒口 13內，合金熔體在真空吸允和熔體自重的作 用下，迅速充滿型腔。真空充型保持時間10s后，關閉真空調節(jié)閥6和井 式電阻爐12， 一個吸鑄周期結束。等凝固完，提出鑄模14，打開型腔， 就得到所要求的Co-Cr-W-C合金絲。吸鑄連接器15可方便插拔，每吸鑄 一批后，可換插另一鑄模，按上述過程進行操作，可實現(xiàn)連續(xù)生產。
權利要求
1、一種重力真空吸鑄成型方法，其特征在于該方法的步驟為(1)將金屬或合金放入真空感應熔煉爐內，抽真空進行感應熔煉和電磁攪拌精煉，井式電阻爐對鑄模進行預熱；(2)金屬或合金真空精練結束后，往真空感應熔煉爐內通入保護氣體；(3)對鑄模底部抽真空，并迅速倒入金屬液，金屬熔體在真空吸允、熔體自重及保護氣體壓力的作用下，迅速充滿型腔；(4)型腔充滿后，關閉井式電阻爐，等凝固完，打開型腔，就得到所要求的合金絲材或棒材。
2、 根據(jù)權利要求1所述的一種重力真空吸鑄成型方法，其特征在于 步驟(l)中所述真空感應熔煉溫度1200-1700X:,精煉攪拌時間5~15min。
3、 根據(jù)權利要求1所述的一種重力真空吸鑄成型方法，其特征在于 步驟(1)中所述井式電阻爐的預熱溫度在500 1000"C之間調節(jié)。
4、 根據(jù)權利要求1所述的一種重力真空吸鑄成型方法，其特征在于 步驟(2)中通入的保護氣體為&或Ar。
5、 根據(jù)權利要求1所述的一種重力真空吸鑄成型方法，其特征在于 步驟(2)中通入的保護氣體的壓力為0.05~0.1Mpa。
6、 根據(jù)權利要求1所述的一種重力真空吸鑄成型方法，其特征在于 所述鑄模所用材料為石英管或其它耐火材料，并且每個鑄模有100~120 個型腔組成。
7、 根據(jù)權利要求1所述的一種重力真空吸鑄成型方法，其特征在于 步驟(3)中所述型腔的真空度在0.01 0.03Mpa之間調節(jié)。
8、 根據(jù)權利要求1所述的一種重力真空吸鑄成型方法，其特征在于 步驟(3)中所述金屬熔體充滿所述型腔的時間為5~30s。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種重力真空吸鑄成型方法，該方法的步驟為1.金屬或合金在真空條件下感應熔煉，并進行電磁攪拌精煉，電阻爐對鑄模進行預熱；2.真空精練結束后，通入保護氣體；3.鑄模下部抽真空，并迅速倒入金屬液進行充型；4.型腔充滿后，關閉電阻爐，等凝固完，打開型腔，就得到所要求的合金絲材或棒材。本發(fā)明是在真空中進行熔煉金屬或合金，吸鑄過程是在保護氣體下進行，避免了金屬材料在成型過程中的氧化、夾雜等缺陷，并且鑄模在充型前進行了充分預熱，可以克服金屬的流動性隨溫度的降低不能很好的充型問題，采用本發(fā)明方法所鑄絲材、棒材的表面性能優(yōu)良，可實現(xiàn)規(guī)模化生產。
文檔編號B22D18/06GK101199991SQ20071018854
公開日2008年6月18日 申請日期2007年12月10日 優(yōu)先權日2007年12月10日
發(fā)明者劉嘯鋒, 李銀娥, 軼 王, 賈志華, 晶 鄭, 光 馬 申請人:西北有色金屬研究院