專利名稱：一種能采用新鑄造方法的鑄造模的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鑄造模，具體是指一種能采用沉浸澆注、高壓力加壓完成鑄造的鑄 造模。
背景技術(shù)：
現(xiàn)行的鑄造方法大體有重力鑄造、振動(dòng)鑄造、離心鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、差壓鑄 造、真空吸鑄、液態(tài)擠壓、半凝固鑄造、金屬型鑄造、砂型鑄造、熔模鑄造、陶瓷型鑄造、 石膏型鑄造、消失模鑄造、連續(xù)鑄造、半連續(xù)鑄造、擠壓鑄造等幾種方法，其中重力鑄造和 振動(dòng)鑄造充型和補(bǔ)縮欠佳、易產(chǎn)生縮松和縮孔、壓力鑄造裹入空氣嚴(yán)重、離心鑄造質(zhì)量不如 低壓鑄造且操作不很安全、其它鑄造方法使用范圍有很大的局限性，相比較而言，從適用范 闈和鑄造質(zhì)量以及發(fā)展前景方面來(lái)看，以低壓鑄造為首選。據(jù)《特種鑄造及有色合金》1998 年第4期有關(guān)文章"21世紀(jì)低壓鑄造技術(shù)的展望"(作者唐多光)介紹，低壓鑄造最早由 英國(guó)人E.F. LAKE于1910年提出并申請(qǐng)專利。它是在密封的坩堝中，輸入較低的、干燥的壓 縮空氣，金屬液在氣體壓力的作用下，沿升液管上升，通過(guò)鑄造模下面的澆口，平穩(wěn)地輸入 到型腔，并保持坩堝內(nèi)液面上氣體的壓力， 一直到鑄件完全凝固為止，然后解除液面上氣體 的壓力，使升液管中未凝固的金屬液流回坩堝，再由氣缸開(kāi)型并頂出鑄件。低壓濤造的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在以下個(gè)幾方面1. 液體金屬充型比較平穩(wěn)；2. 鑄件成形性好，有利于形成輪廓清晰表面光潔的鑄件；3. 鑄件組織比較致密，機(jī)械性能較高； —4. 提高了金屬液的工藝收縮率。因此，世界各國(guó)的鑄造界和許多科研機(jī)構(gòu)都在不斷地對(duì)其進(jìn)行研究和完善工作如國(guó)外 著名公司有美國(guó)Empire公司，日本Tsuzu公司，英國(guó)Plume公司，丹麥Rimatic公司和德國(guó) Gima和Kurtz公司，國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)和鑄造機(jī)廠家(及其鑄造設(shè)備)有濟(jì)南鑄鍛研究所(J455)， 上海機(jī)械制造工藝研究所(FDZ-A、 FDZ-C)，江蘇灌南壓鑄機(jī)廠(J453A， J453B)，天水鑄造機(jī) 械廠(J452， J453)和沈陽(yáng)鑄造研究所(803液面加壓系統(tǒng))等；各種大型'的價(jià)格昂貴的低壓鑄造 機(jī)爭(zhēng)相產(chǎn)生，如德國(guó)奇瑪公司生產(chǎn)的Tec350型、TecSOO型低壓鑄造機(jī)，德國(guó)庫(kù)爾茲公司生 產(chǎn)的Ak-93型、Ak-96型低壓鑄造機(jī)；國(guó)內(nèi)天水星火機(jī)床廠研制的J458低壓鑄造機(jī)，能滿足150 公斤以上大型鋁鑄件的生產(chǎn)，意味著我國(guó)低壓鑄造機(jī)向大型化發(fā)展的重大突破；低壓鑄造機(jī)上的 易損零件升液管也是熱門研究對(duì)象，浙江大學(xué)就花了十年時(shí)間來(lái)研究一根升液管，并官布填 補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。但經(jīng)過(guò)近百年時(shí)間，對(duì)鑄造技術(shù)的整體提高，實(shí)際收效并不很理想。因?yàn)槿藗兊乃枷攵?局限在低壓鑄造的范疇，大多是在金屬熔液外部來(lái)考慮澆注問(wèn)題，在鑄造模的外部考慮加壓 問(wèn)題，無(wú)法實(shí)現(xiàn)多方向、多部位加壓和補(bǔ)縮。隨著21世紀(jì)各國(guó)對(duì)鑄件的要求越來(lái)越高，實(shí)現(xiàn) 鑄件少余量，無(wú)余量加工，汽車、摩托車鑄件精密化、薄壁化、輕量化、省力化、經(jīng)濟(jì)化的 要求，低壓鑄造存在的一些不足，已凸現(xiàn)出來(lái)，它們表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面1. 只能在金屬熔液外部實(shí)現(xiàn)澆注，澆注溫度偏髙，填^需要經(jīng)過(guò)升液管，升液管要損耗， 其流量受到約束,還受到密封條件的制約，不利于大型鑄件的鑄造2. 加壓方式是通過(guò)外加壓力源在鑄造模外部加壓，低壓鑄造時(shí)坩堝內(nèi)的壓力僅O. 15 MPa， 升不到丁.藝所需要的壓力值(《特種鑄造及有色合金》1999年第3期文章"真空傾轉(zhuǎn)差壓鑄造法 的應(yīng)用探討"介紹差壓鑄造也只能達(dá)到0.75 Mpa); '3. 單方向加壓補(bǔ)縮效果較差，無(wú)法實(shí)現(xiàn)多方向多部位加壓補(bǔ)縮和局部加壓補(bǔ)縮，對(duì)壁厚厚 薄懸殊結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型鑄件的鑄造，深感為難；4. 冷卻方式受到制約，冷卻速度慢，鑄件機(jī)械性能和力學(xué)性能還有待提高；5. 對(duì)汽車、摩托車鑄件如輪轂等成品率低(如許多輪轂的鑄造又[El到了重力鑄造)；
6. 批量生產(chǎn)時(shí)澆注條件相對(duì)不穩(wěn)定，影響產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和成品率，生產(chǎn)率不高；
7. 需升液管、壓力源及液面控制系統(tǒng)、低壓鑄造機(jī)等整套設(shè)備和較寬的場(chǎng)地，鑄件成木高；
8. 要求嚴(yán)格的掌握加壓規(guī)范，控制好順序凝固的溫度場(chǎng)，對(duì)操作工人的素質(zhì)要求卨-，工藝 難點(diǎn)多，廢品率較高，操作麻煩。
如何克服上述缺陷，是鑄造界急需要解決的問(wèn)題
實(shí)用新型內(nèi)容
'
本實(shí)用新型的目的是要改善或解決現(xiàn)行鑄造技術(shù)存在的上述問(wèn)題，將鑄造技術(shù)提卨.一個(gè) 檔次。 '
為了達(dá)到改善或解決上述問(wèn)題的目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供一種能實(shí)施新鑄造 方法的鑄造模。
--種新的鑄造方法，是利用在其上部設(shè)有上加壓裝置、下部設(shè)有下加壓裝置的鑄造模， 浸入金屬液內(nèi)部進(jìn)行澆注，金屬液在大氣壓下或者說(shuō)在無(wú)壓力下填充型腔，也可以說(shuō)是鑄造 模型腔自已浸入到金屬液中去，這樣就不存在裹入空氣的問(wèn)題，(多澆口澆注)也不會(huì)產(chǎn)生夾 碴和冷隔現(xiàn)象，填畢，啟動(dòng)上、下加壓裝置將鑄造模密封，將鑄造模吊離熔池(坩堝)，壓力 伴隨起吊過(guò)程產(chǎn)生、由吊升力與鑄造模重力和重錘重力提供，也可以由重力以外的其它動(dòng)力 提供，型腔內(nèi)的金屬液就于起吊中在所需壓力下充型、補(bǔ)縮、凝固。再將鑄造模整體浸入水 中激冷，或?qū)﹁T造模實(shí)行噴淋冷水激冷，進(jìn)一歩細(xì)化鑄件晶粒，提高其機(jī)械性能和力學(xué)性能， 打開(kāi)鑄造模即可得到高質(zhì)量的鑄件。這方法又可分為幾種具體情況
一. 對(duì)于一般的鑄件，可采用只設(shè)置一套上、下加壓裝置的鑄造模，讓型腔內(nèi)金屬液 在上、下雙向壓力下充型、補(bǔ)縮、凝固，其示意圖如圖1 6所示；
二. 對(duì)于大型鑄件，可采用設(shè)置多套上、下加壓裝置的鑄造模，以增加燒注速度，其示意 圖如圖7、 8所示；如果是人型的離心泵葉輪之類的壁厚厚薄懸殊的鑄件，還可在鑄件厚薄突 變部位增設(shè)傾斜布置(或水平布置)的加壓裝置，相應(yīng)可將與柱塞孔相連的補(bǔ)縮腔設(shè)計(jì)成傾斜 布置，也可以設(shè)計(jì)成互為一定角度的層疊結(jié)構(gòu)，這樣可改變加壓塞運(yùn)動(dòng)方向與補(bǔ)縮方向之間
的矛盾，訃型腔內(nèi)金屬液在多向壓力下充型、補(bǔ)縮、凝固，其示意圖如圖IO、 ll所示；
三.如果對(duì)鑄件質(zhì)量要求不高，為省事，可采用只設(shè)置下加壓裝置，不設(shè)置上加壓裝置的
鑄造模；可在上模上設(shè)置封閉補(bǔ)縮腔(有排氣裝置)，仿照低壓鑄造法，讓型腔內(nèi)的金屬液在 所需單向壓力下充型、補(bǔ)縮、凝固，其示意圖如圖12所示;或在上模上設(shè)置敞開(kāi)補(bǔ)縮腔的鑄 造模，仿照電力鑄造法，讓型腔內(nèi)的金屬液在無(wú)壓力下充型、補(bǔ)縮、凝固，其示意圖如圖13 所示。
一種實(shí)施上述方法的鑄造模，與熔池配套(也可以與坩堝配套，但坩堝容積較小，不適 用大型鑄造模，熔池則不受容積限制)使用，它主要包括上模和下模(由于鑄件的具體形狀 小一，鑄造模還會(huì)有側(cè)模、底模、中模、頂模、以及各種各樣的型心等其它零件，統(tǒng)規(guī)為上 模和下模范圍)，上模與下模之間有固定機(jī)構(gòu)，型腔位于上、下模之間，其特征在于在上模 上設(shè)有柱塞孔(又叫敞口)，柱塞孔對(duì)應(yīng)柱塞(又叫上加壓塞)，上加壓塞可在柱塞孔內(nèi)往復(fù) 運(yùn)動(dòng)，組成上加壓裝置；上模上還設(shè)有限位機(jī)構(gòu)，用以限制上加壓塞的最高極限位置，以防
止上加壓塞被受壓后的金屬液沖出柱塞孔而失壓，上加壓塞上可以設(shè)置重錘以增大加壓動(dòng)力，
需要增加壓力時(shí)，上加壓塞還可與輔助加壓裝置聯(lián)接；在下模上設(shè)有柱塞孔(又叫燒口)，柱 塞孔對(duì)應(yīng)柱塞(又叫下加壓塞)，下加壓塞可在柱塞孔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，組成下加壓裝置；下加壓 塞固定在橫檔上，橫檔與活動(dòng)吊環(huán)聯(lián)接，橫檔或活動(dòng)吊環(huán)與鑄造模之間有定位機(jī)構(gòu)，活動(dòng)吊 環(huán)用支承處將自身支承在上模上，活動(dòng)吊環(huán)與提供吊升力的掛鉤聯(lián)接或與輔助加壓裝置聯(lián)接 以傳遞加壓動(dòng)力；下模上還設(shè)有抬升機(jī)構(gòu)，用以將下加壓塞抬升一定高度，讓其與燒口進(jìn)入 配合狀態(tài)達(dá)到將鑄造模下部進(jìn)行初步密封的目的，抬升機(jī)構(gòu)工作時(shí)位于活動(dòng)吊環(huán)支承處與上 模之間；上模柱塞孔通過(guò)上補(bǔ)縮腔以及內(nèi)澆口與型腔相連通，下模上的柱塞孔同時(shí)又起到澆 U作用，澆口通過(guò)下補(bǔ)縮腔以及內(nèi)澆口與型腔相連通；驅(qū)動(dòng)加壓裝置的動(dòng)力有兩種類型，相 應(yīng)也就有兩類具體的操作方式其一是利用吊升力與鑄造模重力以及重錘重力提供加壓動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)上、下加壓塞運(yùn)動(dòng)，達(dá)到向型腔內(nèi)的金屬液加壓的目的， 一般，為增大加壓動(dòng)力，可以 采用增力杠桿和加大重錘重量的方法達(dá)到目的；其二，對(duì)于大型鑄件，為了壓力需要，還可 以在鑄造模上設(shè)置除吊升力與重力以外的其它加壓動(dòng)力，來(lái)驅(qū)動(dòng)上下加壓塞運(yùn)動(dòng)達(dá)到加壓目 的；其它加壓動(dòng)力可以有多種結(jié)構(gòu)形式或具體方式，例如電動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)加壓、電動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu) 加壓，電磁力加壓、彈簧力加壓、氣壓力加壓、液壓力加壓等多種方式或方法，統(tǒng)稱為輔助加 壓裝置或驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；對(duì)于形狀復(fù)雜、壁厚厚薄懸殊的特大形鑄件，如大型離心泵葉輪或大型 的巡航導(dǎo)彈艙休，為了提高澆注速度，消除補(bǔ)縮死角，還可以采用多個(gè)加壓裝置，加壓裝置 的布置方向除上、下布置外，還可以傾斜布置或水平布置，相應(yīng)可將與柱塞孔相連的補(bǔ)縮腔設(shè) 計(jì)為層疊結(jié)構(gòu)，這樣可改決加壓塞運(yùn)動(dòng)方向與補(bǔ)縮方向之間的矛盾；加壓動(dòng)力也可以多種方 式齊用。
上面所述的鑄造模還可以有--種簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，其區(qū)別在于，只在下模上設(shè)置柱塞孔和柱塞 組成的加壓裝置，不在上模上設(shè)置柱塞孔和柱塞組成的加壓裝置，不設(shè)限位機(jī)構(gòu)、抬升機(jī)構(gòu) 和重錘以及輔助加壓裝置或驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
所述的下加壓裝置，由下模上的柱塞孔(又稱為澆口)和柱塞(又稱為下加壓塞)構(gòu)成、
下加壓塞可以在燒口內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，澆n與下加壓塞精密配合，其配合間隙為0 1毫米，以受
壓后不漏出金屬液為度，確保對(duì)型腔內(nèi)的金屬液形成密封和起到加壓作用，燒口通過(guò)下補(bǔ)縮 腔與型腔相連通。下模上還設(shè)有抬升機(jī)構(gòu)，其數(shù)量與活動(dòng)吊環(huán)一樣多'，抬升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)可以 是一塊有一定厚度的鋼板，厚度由下加壓塞配合部分與澆口的實(shí)際距離確定，它還可以有多 種別的結(jié)構(gòu)形式，工作吋位于活動(dòng)吊環(huán)的支承處與上模之間，將活動(dòng)吊環(huán)和下加壓塞抬升一 定高度，以初步完成對(duì)鑄造模下部進(jìn)行密封，以便于上加壓塞的安放。下加壓塞與橫檔固定 聯(lián)接，橫檔聯(lián)接活動(dòng)吊環(huán)，橫檔或活動(dòng)吊環(huán)與鑄造模有定位機(jī)構(gòu)，活動(dòng)吊環(huán)與行車掛鉤或輔 助加壓裝置的施力機(jī)構(gòu)相聯(lián)接，茯取加壓動(dòng)力，即利用活動(dòng)吊環(huán)傳遞的吊升力或其它動(dòng)力從 鑄造模下部向型腔內(nèi)的金屬液加壓，同時(shí)下補(bǔ)縮腔向鑄件補(bǔ)充其收縮時(shí)所需要的金屬液，消 除縮孔、縮松現(xiàn)象，在重力與吊升力做加壓動(dòng)力時(shí)，下加壓塞還起到將整個(gè)鑄造模支承起來(lái) 的作用。 '
所述的下模，其特征在于，在下模匕設(shè)有柱塞孔，又稱為澆口，澆口與下補(bǔ)縮腔下端相 迮，下補(bǔ)縮腔上端通過(guò)內(nèi)澆口與型腔相連，澆口有精密的尺寸要求，與下加壓塞精密配合， 配合間隙為0 1亳米，以受壓后金屬液不漏出為度，實(shí)現(xiàn)對(duì)型腔內(nèi)金屬液起到密封和加壓作 用，又起澆口作用。
所述的下加壓塞，下加壓塞與橫檔固定聯(lián)接，橫檔聯(lián)接活動(dòng)吊環(huán)，橫檔或活動(dòng)吊環(huán)與鑄 造模有定位機(jī)構(gòu)，活動(dòng)吊環(huán)用支承處將自身支承于上模上，可以沿鑄造模上下運(yùn)動(dòng)，下加壓 塞的配合部分有精密的尺寸要求，與澆口形成精密配合，配合間隙為0 1毫米，以受壓后金
屬液不漏出為度。 '
所述的抬升機(jī)構(gòu)，其作用是將活動(dòng)吊環(huán)和下加壓塞初步抬升或墊高一定高度，使下加壓
塞的配合部分與澆口進(jìn)入配合狀態(tài)，密封住型腔以免金屬液從澆口倒流出來(lái)，抬升機(jī)構(gòu)的結(jié)
構(gòu)可以是一塊有一定厚度的鋼板，其數(shù)量與活動(dòng)吊環(huán)一樣多，厚度由下加壓塞配合部分與澆
口的實(shí)際距離確定，它還可以有多種別的結(jié)構(gòu)形式。
所述的上加壓裝置，它由上模上的柱塞孔(也可稱為敞口)和柱塞(又稱為上加壓塞)
構(gòu)成，上加壓塞可以在敞口內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，敞口與上加壓塞精密配合，其配合間隙為0 l毫米，
以受壓后不漏出金屬液為度，從而可對(duì)型腔內(nèi)的金屬液形成密封和起到加壓作用，敞u通過(guò)
上，縮腔與型腔相連通，上模上還設(shè)有限位機(jī)構(gòu)，限制上加壓塞的最富極限位置，以防止其
被受壓后的金屬液沖出敞口而失壓，同時(shí)又可以將整個(gè)鑄造模的重力傳遞給上加壓塞；上加 壓塞利用限位機(jī)構(gòu)以及重錘提供的重力或其它動(dòng)力從鑄造模上部向型腔內(nèi)的金屬液加壓，同 吋上補(bǔ)縮腔向鑄件補(bǔ)充其收縮時(shí)所需要的金屬液，消除縮孔、縮松現(xiàn)象。
所述的上模，其特征在于上模上設(shè)有敞口，敞口與上補(bǔ)縮腔上端相連，上補(bǔ)縮腔通過(guò) 內(nèi)澆口與型腔相連，敞口有精密的尺寸要求，與上加壓塞形成精密配合，配合間隙為0 1毫 米，以受壓后金屬液不漏出為度。所述的上加壓塞，可以是一個(gè)獨(dú)立的分立零件，也可以是一個(gè)與上橫檔相聯(lián)接的組合件， 其特征在于它的配合部分有精密的尺寸要求，與敞口形成精密配合，配合間隙為0 1毫米， 以受壓后不漏出金屬液為度，上加壓塞可在敞口內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，借助鑄造模重力和重錘重力或 其它動(dòng)力實(shí)現(xiàn)對(duì)型腔內(nèi)的金屬液進(jìn)行密封和加壓。
所述的限位機(jī)構(gòu)，其作用足限制上加壓塞的最高極限位置，防l卜其被受壓后的金屬液沖 出敞口而失壓，它的另一個(gè)作用是傳遞動(dòng)力，將鑄造模重力傳遞給上加壓塞，此裝置與上模 固定聯(lián)接，位于敞口附近，它的結(jié)構(gòu)可以是一塊與螺桿配套的不能軸向移動(dòng)但可以轉(zhuǎn)動(dòng)的鋼 板，平吋其工作部分轉(zhuǎn)在一邊，需限位時(shí)其丄作部分轉(zhuǎn)在上加壓塞上面以限制其最高極限位 置，它還可以有多種別的結(jié)構(gòu)形式。
所述的重錘，屬一種輔助加壓機(jī)構(gòu)或驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，平時(shí)不與鑄造模接觸，需要時(shí)安放在上 加壓塞上面，其作用是用自身重量通過(guò)上加壓塞向型腔內(nèi)的金屬液施加壓力，其結(jié)構(gòu)可以是 一個(gè)獨(dú)立的零件或構(gòu)件或帶柔索類物件的組合體，重量山所需工藝壓力值確定。
所述的補(bǔ)縮腔，其外端與敞口或澆口相連，內(nèi)端通過(guò)內(nèi)澆口與型腔相連，為實(shí)現(xiàn)對(duì)壁厚 厚薄懸殊的大型復(fù)雜鑄件的局部加壓補(bǔ)縮的需要，可將補(bǔ)縮腔與柱塞一起傾斜布置或?qū)蓚€(gè) 補(bǔ)縮腔設(shè)計(jì)成互為一定角度的層疊結(jié)構(gòu)，以此改決加壓塞運(yùn)動(dòng)方向與補(bǔ)縮方向之間的矛盾。
所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括提供吊升力的掛鉤和限位機(jī)構(gòu)、重錘機(jī)構(gòu)以及輔助加壓裝置。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果
1. 整個(gè)鑄造模浸入金屬液內(nèi)部進(jìn)行澆注，可降低金屬熔液的澆注溫度；
2. 在大氣壓下填充，不會(huì)裹入空氣，多澆口澆注也無(wú)夾碴和冷隔現(xiàn)象，可以從敞口直接 觀看到金屬液填充后的具體高度，很好地掌握饒注情況；
3. 可布置多個(gè)澆口，布置多個(gè)上、下加壓裝置和Z或傾斜的加壓裝置，實(shí)現(xiàn)突變部位局 部加壓補(bǔ)縮，消除補(bǔ)縮死角，可使大型復(fù)雜鑄件的鑄造變得簡(jiǎn)單和容易；
4. 在大氣壓下澆注，在所需工藝壓力下充型、補(bǔ)縮、凝固，填充平穩(wěn)，金屬液有更高的 工藝收縮率，鑄件輪廓清晰度更高；
5. 上、下雙向或多向高壓加壓補(bǔ)縮，能很好地解決順序補(bǔ)縮問(wèn)題，比單向低壓加壓補(bǔ)縮 效果更好，鑄件的至密度更高，成品率更高，
6. 壓力可達(dá)低壓鑄造壓力(().15MPa)的5 50倍甚至更髙，由于壓力大大提高，還有以下優(yōu)點(diǎn) 1.)減少鑄件氣孔、針孔缺陷，(2)改善鑄件的表面質(zhì)量，(3)可明顯減少大型復(fù)雜鑄件凝固 時(shí)的熱裂傾向，(4).可減少凝固時(shí)間20% 25%以上，相應(yīng)地減少了凝固期內(nèi)的變質(zhì)衰退現(xiàn)象， 其晶粒也有所細(xì)化。
7. 充型、補(bǔ)縮、凝固過(guò)程伴隨鑄造模起吊過(guò)程一同進(jìn)行，縮短了鑄造時(shí)間，且可以多模 輪鑄，提高生產(chǎn)率；
8. 整個(gè)鑄造模浸入水中冷卻，冷卻速度快，鑄件晶粒更細(xì)，機(jī)械性能和力學(xué)性能更好， 鑄件質(zhì)量更高，鑄件材料的抗拉強(qiáng)度提高10 50%以上，伸長(zhǎng)率提高25 50%以上；
9. 一模具備多種功能，壓力可由重力和吊升力提供，在起吊中產(chǎn)生，壓力值可以任意大， 省掉了升液管，省掉了低壓鑄造機(jī)，(重力加壓式鑄造模)省掉了外加壓力源及液面控制系統(tǒng)， 也省掉了鑄造機(jī)的日常維護(hù)工作，節(jié)省能源，生產(chǎn)場(chǎng)地也隨之減小，鑄件成本大大降低；
10. 對(duì)操作工人素質(zhì)耍求不高，正品率高，操作簡(jiǎn)單。
總的來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型解善了澆注問(wèn)題、壓力值問(wèn)題、冷卻問(wèn)題，還解決了多方向多部 位加壓補(bǔ)縮和/或局部加壓補(bǔ)縮問(wèn)題，本實(shí)用新型鑄造的鑄件，工藝收縮率更高，至密度更高， 成品率更高，鑄件機(jī)械性能更好，且鑄造速度更快，更節(jié)省能源，操作更簡(jiǎn)單，投入資金更 少，鑄造成本更低。本實(shí)用新型幾乎可以取代低壓鑄造，也可在很大范圍內(nèi)取代離心鑄造、 振動(dòng)鑄造、壓力鑄造、重力鑄造等各種現(xiàn)行鑄造方法;它適用于各種復(fù)雜薄殼鑄件如汽車、摩 托車的缸休和輪穀的鑄造，可快速地鑄造出高質(zhì)量的電動(dòng)機(jī)鑄鋁轉(zhuǎn)子，可以輕松地鑄造出現(xiàn) 行鑄造技術(shù)深感為難的特大型的薄壁鋁合金鑄件如直徑800ram、長(zhǎng)6m、壁厚6 8mmc以卜.的 巡航導(dǎo)彈艙體。本實(shí)用新型將鑄造技術(shù)提高到了個(gè)新的水平，它將在鑄造范圍內(nèi)遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先 國(guó)際先進(jìn)水平。


以下結(jié)合附圖按常規(guī)操作過(guò)程對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明
圖1 圖6是本實(shí)用新型用吊升力與鑄造模重力做動(dòng)力時(shí)，整個(gè)鑄造工藝過(guò)程的剖面示
意圖
圖1是鑄造模開(kāi)始浸入金屬液內(nèi)部進(jìn)行澆注的示意圖； 圖2是填充完畢示意圖3是下加壓塞被抬升后將鑄造模下部進(jìn)行密封的示意圖； 圖4是裝上上加壓塞并轉(zhuǎn)動(dòng)限位裝置限制其最髙位置示意圖； 圖5是裝上重錘并將鑄造模吊離熔池示意圖； 圖6是鑄造模浸入水中激冷示意圖7是輔助加壓裝置(電磁力)做加壓動(dòng)力的鑄造模叢剖面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8是圖7的N-N橫切剖面示意圖9是工藝流程不意圖； ' 圖IO是兩個(gè)補(bǔ)縮腔設(shè)計(jì)成互為定角度的層疊結(jié)構(gòu)的示意圖； 圖11是加壓裝置和補(bǔ)縮腔傾斜布置示意圖；'
圖12是在上模上設(shè)置封閉補(bǔ)縮腔(有排氣裝置)的鑄造模示意圖.13是在上模上設(shè)置敞開(kāi)補(bǔ)縮腔的鑄造模示意附圖標(biāo)記l..上加壓塞、2.敞口、 3.固定吊環(huán)、4.上模、5.下補(bǔ)縮腔、6.澆口、 7.橫檔、8.金屬 液、9.下加壓塞、10.下模、11熔池(坩蝸)、12.型腔、13.上補(bǔ)縮腔、14.抬升機(jī)構(gòu)、丄5 活動(dòng)吊環(huán)、16限位機(jī)構(gòu)、17.重錘、18.水、19.電磁鐵、20.上橫檔。
具體實(shí)施方式
本鑄造模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具體結(jié)構(gòu)前面已作過(guò)介紹，以下結(jié)合操作過(guò)程閘述具體實(shí)施方式
。 本實(shí)用新型的操作過(guò)程包括以下步驟 準(zhǔn)備丄作，
a. 熔煉金屬液，對(duì)于大型鑄造模，應(yīng)將金屬液置于相應(yīng)大小的熔池內(nèi)并進(jìn)行保溫，(以 鋁合金為例)保溫溫度可以比常規(guī)低壓鑄造低10 3(TC，金屬液一般控制在690 715。C之間，
b. 與常規(guī)低壓鑄造同樣條件預(yù)熱鑄造模、涂涂料，
c. 完成鑄造模組裝工作并將鑄造模外部也涂上涂料；
2..用吊具或行車上的掛鉤鉤住鑄造模卜.的固定吊環(huán)3，將鑄造模慢慢浸入金屬液8內(nèi) 部，下降速度在0.05 0. 2 m/s之間，下加壓9塞因自重而離開(kāi)澆口 6—定距離，隨著鑄造 模的下降，其型腔12也逐步浸入金屬液8內(nèi)部，金屬液8在大氣壓下或者說(shuō)在無(wú)壓力狀態(tài)下 通過(guò)澆口 6依次填充下補(bǔ)縮腔5、型腔12、上補(bǔ)縮腔13和敞口 2的一部分，直至固定吊環(huán)3 擱在熔池1L邊緣上或?qū)Ｓ脭R架上，鑄造模不再下降，從敞口 2觀看金屬液面是否位于規(guī)定的 位置，適當(dāng)調(diào)整鑄造模與金屬液面的相對(duì)高度，達(dá)到要求后，松開(kāi)吊具或掛鉤，完成澆注工 作，如圖l和圖2所示；
3. 啟動(dòng)加壓裝置，以下分兩種情況敘述操作過(guò)程，
其一，(對(duì)于一般大小的鑄件,可以來(lái)用吊升力和重力做動(dòng)力驅(qū)動(dòng)加壓裝置)啟動(dòng)抬升機(jī) 構(gòu)i4將活動(dòng)吊環(huán)15連同橫檔7及下加塞9抬升一定高度，具體操作是，用行車掛鉤鉤住活 動(dòng)吊環(huán)15將其吊高一定高度，將相應(yīng)厚度的鐵板墊在上模4與活動(dòng)吊環(huán)15的支承處之間，再 松開(kāi)行車掛鉤，讓下加壓塞9的配合部分與澆口 6進(jìn)入配合狀態(tài)(此舉實(shí)際上可以有多種操 作方式)，從而將鑄造模下部進(jìn)行密封，如圖3所示；
4. 將上加壓塞1放入敞口 2中與之配合以密封住鑄造模上部，轉(zhuǎn)動(dòng)限位機(jī)構(gòu)16使其工 作部分擋在上加壓塞1.的上面，限制上加壓塞1的最高極限位置(此舉實(shí)際有多種操作方式)， 以防止受壓后的金屬液將其沖出敞U而失壓，如圖4所示；
5. 在上加壓塞1上裝上重錘].7，以便在起吊過(guò)程中向型腔中的金屬液施壓，用吊具或 增力杠桿(此增力杠桿是一種另外的增力裝置，與本專利關(guān)系不大)鉤住活動(dòng)吊環(huán)15將鑄造模吊離熔池ll，由于吊升力與鑄造模重力以及重錘17的重力作用，上、下加壓塞l、 9就在起 吊中從上、下兩個(gè)方向同時(shí)向型腔12中的金屬液施加壓力，其壓力值由工藝要求確定，可通 過(guò)改變重捶17重量或增力—杠桿的力點(diǎn)位置實(shí)現(xiàn)，型腔12中的金屬液就在所需壓力下進(jìn)行雙 向充型、補(bǔ)縮、凝固過(guò)程，如圖5所示；
6. 將鑄造模除除浸入水18中激冷，進(jìn)一步細(xì)化鑄件晶粒，提高鑄件的機(jī)械性能和力學(xué) 性能，如圖6所示；
7. 打開(kāi)鑄造模即可得到高質(zhì)量的鑄件。
其二，用輔助加壓裝置加壓的操作方法(以電磁力加壓為例)，鑄造模結(jié)構(gòu)不同的地方是: 在上加壓塞1上固定上橫檔20，在上橫檔20與活動(dòng)吊環(huán)15之間設(shè)置安裝電磁鐵19的位置。 在完成圖1和圖2所示的燒注工作后；
1. 啟動(dòng)抬升機(jī)構(gòu)14，密封住鑄造模下部；
2. 將帶上橫檔20的上加壓塞1放入敞口 2中，用掛鉤鉤住電磁鐵19將其安裝在上橫檔 20與活動(dòng)吊環(huán)15支承處之間，松開(kāi)掛鉤，啟動(dòng)電磁鐵19，將上、下加壓塞l、 9同時(shí)壓向型 腔12，達(dá)到對(duì)型腔12內(nèi)的金屬液進(jìn)行加壓的目的；
3. 用掛鉤鉤住活動(dòng)吊環(huán)15或固定吊環(huán)3，將鑄造模吊離熔池ll，型腔12內(nèi)的金屬液就 于起吊中在所需壓力下進(jìn)行充型、補(bǔ)縮、凝固過(guò)程-
4. 將鑄造模除除浸入水18中激冷，進(jìn)一步細(xì)化鑄件晶粒，提高鑄件的機(jī)械性能和力學(xué) 性能；
5. 打開(kāi)鑄造模即可得到高質(zhì)量的鑄件。 其它實(shí)施例大同小異，有的已做過(guò)簡(jiǎn)單介紹，不再細(xì)述。
權(quán)利要求一種能采用新鑄造方法的鑄造模，接合熔池(11)或坩堝，所述鑄造模由上模(4)和下模(10)構(gòu)成，上模(4)與下模(10)之間有固定機(jī)構(gòu)，型腔(12)位于上模(4)與下模(10)之間，其特征在于鑄造模上設(shè)有柱塞孔，柱塞孔經(jīng)過(guò)補(bǔ)縮腔和內(nèi)澆口與型腔(12)相連通，柱塞孔對(duì)應(yīng)柱塞，柱塞與柱塞孔精密配合，其配合間隙為0～1毫米，柱塞外端直接或間接聯(lián)接驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。根據(jù)權(quán)利要求1所述能采用新鑄造方法的鑄造模，其特征在于所述下模(10)有柱塞孔，該柱塞孔為澆口(6)，澆口(6)對(duì)應(yīng)的柱塞為下加壓塞(9)，下加壓塞(9)固定在橫檔(7)上，橫檔(7)聯(lián)接活動(dòng)吊環(huán)(15)，橫檔(7)或活動(dòng)吊環(huán)(15)與鑄造模之間有定位機(jī)構(gòu)，活動(dòng)吊環(huán)(15)聯(lián)接驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。根據(jù)權(quán)利要求2所述能采用新鑄造方法的鑄造模，其特征在于活動(dòng)吊環(huán)(15)的支承處與上模(4)之間有抬升機(jī)構(gòu)(14)。根據(jù)權(quán)利要求1所述能采用新鑄造方法的鑄造模，其特征在于所述上模(4)有柱塞<br/>孔，該柱塞孔為敞口(2)，敞口(2)對(duì)應(yīng)的柱塞為上加壓塞(1)，上加壓塞(1)外端連<br/>接驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。根據(jù)權(quán)利要求4所述能采用新鑄造方法的鑄造模，其特征在于，所述上加壓塞(1)與<br/>上模(4)之間有限位機(jī)構(gòu)(16)。根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述能采用新鑄造方法的鑄造模，其特征在于與柱塞孔相連<br/>的補(bǔ)縮腔可設(shè)計(jì)成互為一定角度的層疊結(jié)構(gòu)或與加壓裝置一起傾斜布置。根據(jù)權(quán)利要求1所述能采用新鑄造方法的鑄造模，其特征在于所述柱塞孔與樁塞組<br/>成的加壓裝置，其數(shù)量以及布置方向和部位都不做限制。
專利摘要一種能浸入金屬液(8)內(nèi)部進(jìn)行澆注，在吊升過(guò)程中進(jìn)行加壓的鑄造模，其上模、下模(4、10)上設(shè)有柱塞孔，柱塞孔經(jīng)過(guò)補(bǔ)縮腔和內(nèi)澆口與型腔(12)連通；柱塞孔與補(bǔ)縮腔可上、下方向布置，也可在鑄件厚薄突變部位傾斜布置或?qū)⒀a(bǔ)縮腔設(shè)計(jì)成互為一定角度的層疊結(jié)構(gòu)，柱塞上聯(lián)接驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，與柱塞孔配合，在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下，利用吊升力與鑄造模重力或其它動(dòng)力向型腔(12)內(nèi)的金屬液加壓。可讓鑄件在單向、雙向、多向高壓加壓下充型、補(bǔ)縮、凝固。它適用鑄造各種復(fù)雜鋁合金鑄件如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、輪轂和特大型薄壁鋁合金鑄件如0.8米大、6米長(zhǎng)、6～8毫米厚的巡航導(dǎo)彈艙體以及各種普通鑄件的鑄造。
文檔編號(hào)B22D23/00GK201127989SQ200720182908
公開(kāi)日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2007年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月16日
發(fā)明者曾奇中 申請(qǐng)人:曾奇中