專利名稱：用濕砂型鑄造生產(chǎn)非鐵金屬鑄件的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種制造非鐵金屬鑄件例如鋁鑄件的方法，它是將熔融金屬澆鑄在濕砂型上，所述的鑄型在澆鑄金屬之前經(jīng)過干燥以去除鑄型中的水分，并由此而防止在最終的鑄件中形成微縮孔。
本發(fā)明的目的是提供一種帶有空腔或深孔的豎直濕砂型，通過該空腔或深孔并借助真空對相應的型腔施加熱氣流以使之干燥。本發(fā)明的另一個目的是提供一種具體方法，該方法包括干燥鑄型、充填鑄型、然后用一個冷卻塞堵住橫澆道，以使所述的橫澆道快速凝固并迅速移走鑄型。
本發(fā)明的又一目的是以這樣一種方式提供所述深孔，以促進經(jīng)過整個鑄型的真空作業(yè)，以便在澆鑄時熔融金屬能夠充滿所有的鑄型空隙或通道，從而提高生產(chǎn)率。當鑄型位于將它們運出填充站的實際輸送線上時，制成用于真空作業(yè)的深孔。
在濕砂型中鑄造非鐵金屬鑄件的麻煩是濕砂帶有大量的水，含量為3.5％-4％，這意味著所形成的鑄件的外表面會有許多氣孔。
在最終鑄件中存在氣孔是由于鑄件的外表面與高溫熔融金屬接觸而經(jīng)歷強烈的熱作用，這種熱作用使鑄型中的水分汽化，由此鋁從水中吸入氫，從而在鑄件的表面上產(chǎn)生許多微縮孔。
改善所得鑄件的外表面質量的一種途徑是使鑄型內(nèi)的熔融金屬迅速凝固，并且已知幾種能夠使熔融金屬快速冷卻的方法，下面對其予以說明-在金屬型中澆鑄熔融金屬，金屬型能夠實現(xiàn)所希望的快速冷卻，但是該方法的缺點是制造鑄型的成本高，并且生產(chǎn)能力受到限制。
-由磁性礦物制造鑄型，其也能夠使熔融金屬快速冷卻和凝固，并且所要生產(chǎn)的鑄件具有較好的顯微結構。該方法記載在PCT專利WO96/11761中。
-由幾部分不同材料制成鑄型，其中一部分由具有高導熱系數(shù)的金屬制成，它作為從熔融金屬中除去熱量的裝置。該方法記載在歐洲專利EP0557374中。
在鑄造業(yè)中已經(jīng)知道型芯可以具有空腔或深孔以降低其重量或成本，然而到目前還沒有生產(chǎn)出帶空腔或深孔以方便去除濕砂中的水分的濕砂型(mote)。
此外，在鑄造鋁時，實踐表明保持濕砂型的自然濕度是有利的，因為該濕度在鑄造過程中會同時形成自保護鑄件的酸性面膜。
然而，由于鋁鑄件的形狀復雜，熔融鋁通常難于完全充滿鑄型內(nèi)所有的角落和空隙。通過施加真空可以改善和促進熔融鋁在鑄型內(nèi)的填充，為此，設置穿過鑄型的深孔或孔道是非常有利的。
本發(fā)明的方法完全解決了上述問題，它是在澆鑄熔融金屬之前干燥鑄型，以去除鑄型內(nèi)的水分，從而防止在所得到的或最終的鑄件外表面上形成氣孔。
由此本發(fā)明的方法由下列步驟組成制造具有許多空腔或深孔的濕砂型，所述的深孔或空腔能夠使熱氣流流過鑄型并由此而去除濕砂的水分。
將鑄型放入一個干燥站，它作為鑄造裝置的一部分，在此鑄型被施以熱氣流以帶走其中的水分，并且去除水分的氣流是向著所述的空腔或深孔的。更具體地說，所述的干燥站具有一個頂蓋、側板和一個底部抽水池，由此使鑄型位于一個完全密封的腔室內(nèi)，經(jīng)過脫水器施加負壓來產(chǎn)生熱氣流，將鑄型內(nèi)的水分從型腔的內(nèi)壁吸向所述的空腔或深孔，然后再吸向脫水器。
上述方法還包括將干燥的鑄型放在一個腔室中，該腔室包括一個頂部封閉板(由液壓缸驅動)、側板和一個底部抽氣系統(tǒng)，它們用于在澆鑄前對所述腔室施加真空，以去除可能位于型腔內(nèi)的空氣或氣體。
該方法還包括一個步驟，即一旦鑄型充滿就堵塞橫澆道，該堵塞步驟是由一個用缸驅動的塞子來完成的。所述的塞子具有一個內(nèi)腔，空氣流或液流可以流經(jīng)該內(nèi)腔而使其端部冷卻，由此使橫澆道快速凝固，這樣就可以迅速移走鑄型而開始一個新的循環(huán)，以便提高機器的生產(chǎn)率。
鑄鋁時為了使金屬完全充填所有的鑄型角落和空隙，重要的是使所述的深孔穿過鑄型，以便增強和促進施加真空。此外，這種深孔在鑄型位于朝向填充站或澆鑄站的輸送線上時才制成。熔融鋁的澆鑄借助施加真空來進行，真空可以促進充型。
在本發(fā)明中，鑄型中形成的深孔或孔道促進了通過鑄型的真空作業(yè)，從而熔融金屬能夠完全填充鑄型內(nèi)所有的孔道或角落。
本發(fā)明的另一個特征涉及制造這種穿過鑄型之深孔的裝置，該裝置具有許多帶尖端的鉆桿，這些鉆桿由電機驅動，以使之鉆穿鑄型，從而在鑄型中形成通孔。
最后，所述的制造通孔的裝置設有一個中心活塞和導桿，它們可以使鉆桿隨著所述深孔或孔道的制造上升/下降。該裝置還設有一個側活塞，它可以使鉆桿的位置相對鑄型任意變化，從而能夠根據(jù)它們的尺寸獲得最理想的孔道。由此，支撐鑄型列及供其滑動的底座設有長孔，它可以使鉆桿穿過它們所能占據(jù)的個個可能的位置。
下面根據(jù)附圖和最佳實施例詳細描述本發(fā)明及其特點，它們作為本發(fā)明的一部分僅僅是說明性的，而不構成對它的限定。


圖1表示本發(fā)明方法所用的鑄型；圖2表示鑄型向著設有干燥站的區(qū)域的前進運動；圖3表示沿圖2中A-A線的剖視圖；圖4表示插入填充站的干燥鑄型，填充站具有一個頂部封閉板、側板和位于底部的真空及抽氣系統(tǒng)；圖5表示在前面的附圖中從鑄型上分離的頂板和側板閉合后而處于澆鑄階段的鑄型；圖6表示充滿的鑄型和堵塞的橫澆道；圖7表示在澆包減壓和橫澆道冷卻時間結束之后鑄型的取出；圖8是表示一套設備的視圖，其中深孔或孔道穿過鑄型，并且鉆孔作業(yè)是在澆鑄金屬之前進行的；圖9表示沿圖8中B-B線的剖視圖；圖10是表示裝置的正視圖，由該裝置制成圖8、9所示實施例的穿過鑄型的深孔或孔道。
如前所述，本發(fā)明的用于制造非鐵金屬鑄件的方法是在澆鑄熔融金屬之前干燥鑄型，以除去鑄型中的水分并避免在最終的鑄件中產(chǎn)生顯微縮孔。
為此，如上述附圖所示，需要使制成的鑄型1具有許多遍及鑄型分布的空腔或深孔2，這些空腔或深孔2由帶有作為鉆桿之頂尖的一個底板制成。顯然，也可以用帶有頂尖的側板代替一個底板來制做所述的空腔或深孔2，此時，鑄型1的深孔2將水平分布。
所制得的鑄型進入相應的充填機并處在鑄型列的末端，如附圖2所示，在此設有一個干燥站。鑄型1的空腔或深孔2使得熱空氣能夠從各個鑄型1的內(nèi)腔3流向所述的深孔或空腔2，所述的干燥站精確地設置，以產(chǎn)生所述的熱空氣氣流，干燥站包括一個頂蓋4和保持鑄型1密封的側封閉板5，并且附設有一個底部集水和抽水池6，因此，通過經(jīng)頂蓋4吹入熱空氣并經(jīng)池6施加負壓或真空，所產(chǎn)生的熱空氣流將從各鑄型1的內(nèi)腔3流向其中的空腔或深孔2，并將鑄型中所含的水分帶到抽水池6。該方法可以使型腔3的內(nèi)壁干燥，從而使獲得的鑄件外表面具有較好的表面光潔度。
當所述的干燥步驟結束后，鑄型1將一個一個地進入澆鑄站，如附圖1所示，在此，鑄型1被放置在一個由液壓缸驅動的頂部封閉板7、側板8和位于底部的一個真空與抽氣系統(tǒng)9之間，如附圖4所示。鑄型1具有對著橫澆道11的適當?shù)臐驳?0，附圖4表示澆包12通向熔融金屬罐，在該熔融金屬罐中設有封閉件13，在將板7、8密封地固定及通過一管道14對澆包12加壓之后，熔融金屬將被澆鑄到鑄型1中，所述的加壓可以借助氣動或電磁泵系統(tǒng)來完成，如圖5所示，并且一旦充滿鑄型1，橫澆道11就由一個用液壓或氣壓缸16驅動的塞子15塞住，塞子15限定著一個內(nèi)腔17，氣流或液流流過內(nèi)腔17可以使端部18冷卻，從而使橫澆道10快速凝固，隨后迅速移走鑄型1以開始一個新的循環(huán)。
在橫澆道10的冷卻時間結束并且澆包12減壓時，移走板7、8，以使鑄型1離開澆鑄站并開始一個新的循環(huán)。
在另一個實施例中，如圖8、9、10所示，深孔2’穿過鑄型1’，因此鑄型1’由圖8中所示的造型室29到達熔融金屬填充站或澆鑄站，并且在澆鑄站的區(qū)段18帶有呈通孔形式的深孔2’，如圖8-10所清楚表示的那樣，所設置的通孔2’促進了整個鑄型1’的真空作業(yè)，從而可以使熔融金屬完全充滿鑄型內(nèi)所有的空隙、空間或角落。
通孔2’由表示在圖8、10中的裝置19制成，該裝置包括許多在其自由端設有鉆尖21的鉆桿29、電機22以及相應的由皮帶輪和齒嚙合帶23構成的傳動裝置，鉆桿20旋轉并因此靠其鉆尖21而穿入相應的鑄型1’，由此得到所述的深孔2’，如圖8-10所示，為了形成這些通孔或深孔，鉆桿20需要借助一個中心活塞24向上移動，并由導桿25輔助上升或下降。
還設有一個橫向活塞26，它使鉆桿20的位置能夠相對鑄型1’任意變化，以便根據(jù)鑄型的幾何特性在最合適的位置形成通孔2’。
支撐鑄型1’并供其在上面滑動的底座在所述相應的區(qū)段18中設有長孔27，該孔可以使鉆桿20穿過而到達其所能占據(jù)的各個位置。
如圖8、9所示，每個鑄型1’由頂板7’和側板8’保持密封，還設有一個真空總管28，通過該管可以施加真空以促進熔融金屬在鑄型內(nèi)的澆鑄，填充其所有的間隙，為此，真空是橫過每個鑄型1’的通孔2’提供的。
權利要求
1.一處用于由濕砂型鑄造來生產(chǎn)非鐵金屬鑄件的方法，其特征在于，該方法包括下列步驟-制造具有深孔(2-2’)的濕砂型(1-1’)，該深孔(2-2’)可以使熱空氣氣流流過以去除濕砂的水分，或者可以達到真空而使鑄型的所有間隙和凹槽被充滿；-將鑄型(1-1’)放置在設置于適當?shù)臐茶T機內(nèi)的干燥站中，該干燥站包括一個頂蓋(4)和側板(5)，它們用于使許多鑄型(1-1’)相互間保持密封；-通過一個底部抽水池(6)施加負壓或真空，并同時吹入熱空氣，使之在鑄型(1-1’)中的型腔(3)之間流向鑄型深孔(2-2’)，吸出水分并將分離的水送向底池(6)；-干燥之后將鑄型(1-1’)移至適當?shù)臐茶T站，該澆鑄站包括一個頂部封閉板(7-7’)、側板(8-8’)以及一個位于底部的真空和抽氣系統(tǒng)(9)；-通過對澆包(12)施壓來充型，同時由底部真空和抽氣系統(tǒng)(9)將鑄型(1-1’)的型腔內(nèi)的氣體抽出；-在鑄型(1-1’)充型之后用由一個液壓缸(16)驅動的塞子(15)堵塞橫澆道(10)，同時經(jīng)塞子(15)內(nèi)的腔室(17)的內(nèi)側供給氣體或液體以進行冷卻，并因此使通向鑄型(1-1’)的澆道(10)凝固；-使?jié)舶?12)減壓，保持通向鑄型(1-1’)的澆道(10)被堵塞，并抽氣；以及-在通向鑄型(1-1’)的橫澆道(10)的冷卻時間結束后，從澆鑄站去除頂板(7-7’)和側板(8-8’)，以便能夠移走鑄型并開始一個新的循環(huán)。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的深孔(2’)完全穿過鑄型(1’)并且在區(qū)段(18)內(nèi)形成，在區(qū)段(18)內(nèi)所述的鑄型(1’)被從相應的造型室(29)輸送到熔融金屬填充或澆鑄站，所述的通孔(2’)由設置在鉆桿(20)之相應自由端的鉆尖(21)形成，鉆桿(20)在由電機(22)驅動旋轉的同時還靠一個活塞(24)豎直移動。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，鉆桿(20)的位置可以相對鑄型(1’)變化，從而在支撐鑄型(1’)并供其滑動的底座上設有長孔(27)，以使鉆桿(20)能夠穿過它們所能占據(jù)的各個位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及由濕砂型鑄造來生產(chǎn)非鐵金屬鑄件的方法，它是在充型步驟前干燥型腔以去除水分并防止在最終的鑄件上形成氣孔。為了干燥鑄型的型腔，鑄型設有深孔，以便通過干燥站的頂蓋施加熱空氣和通過一個底池施加負壓或真空，從而產(chǎn)生流經(jīng)鑄型型腔之間的熱氣流，該熱氣流被導向鑄型深孔、從鑄型中脫出水分并再將脫出的水導向底池。在另一個實施例中，鑄型具有通孔，該通孔在裝置的區(qū)段形成，在該裝置中將鑄型從造型室輸送至澆鑄站，并且所述的通孔是借助可上下移動的各鉆桿的鉆頭或鉆尖制成。
文檔編號B22D18/04GK1227777SQ9910040
公開日1999年9月8日 申請日期1999年1月15日 優(yōu)先權日1998年1月16日
發(fā)明者阿古斯丁·阿蘭納伊拉納 申請人:洛蘭曼迪股份有限公司