CN105855521A

CN105855521A - 一种轻合金的重力铸造方法及装置

Info

Publication number: CN105855521A
Application number: CN201410192785.7A
Authority: CN
Inventors: 龙思远; 刘欢
Original assignee: Chongqing Shuolong Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Chongqing Shuolong Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2014-05-09
Filing date: 2014-05-09
Publication date: 2016-08-17

Abstract

本发明涉及一种轻合金的重力铸造方法及装置，适用于大型、薄壁镁合金、铝合金的高工艺品质重力铸造成形。其实现方法是，将过热轻合金熔体通过气体保护充满式保温浇管密封转移到真空或者保护气氛下的铸型顶置定量浇杯内；待浇杯内熔体温度降到工艺要求值时，开启浇杯底塞对铸型进行充满式底注充填；浇注完成后密封罩卸除真空或根据需要充压，使铸件在压力下凝固，获得内部致密、无浇注和型腔充填流动致工艺缺陷的镁合金、铝合金铸件。

Description

一种轻合金的重力铸造方法及装置

技术领域

本发明涉及一种轻合金的重力铸造方法及装置，适用于大型、薄壁镁合金、铝合金的高工艺品质重力铸造成形。铸件在真空或者保护气氛下浇注充型、在压力状态下凝固，获得内部致密、无浇注和型腔充填流动致工艺缺陷的镁合金、铝合金铸件。属于轻金属的铸造成型领域。

背景技术

现行轻合金（主要指镁合金、铝合金）构件的重力铸造成形过程中，一般用熔炉倾倒的方法，在大气环境下将精炼、调温后的轻合金熔体转移到浇包内；带浇包内熔体温度降低到浇注温度后，在大气环境下对铸型进行浇注，浇入熔体流经浇道系统对充填型腔，然后随型凝固获得铸件。在这一传统的重力铸造过程中，极易出现以下问题：1）高温熔体在转移、浇注和充型过程中随时接触大气和型腔气体，并瞬即在熔体流表面形成氧化膜；这些氧化膜在熔体转移和流动充型过程中会混入熔体流，降低充型熔体的纯净度（即所谓的熔体二次污染）；2）浇道内的型腔气体在浇注流不稳定和未能充满浇道时，会被吸入熔体流，除导致熔体氧化吸气外，还在铸件形成气孔缺陷；3）型腔气体以表面成膜和产生气阻两种形式影响充型流动和充型质量，最终在最后充型部位形成熔合不良或/和充不满工艺缺陷；4）充型后，铸件在常压下凝固，易因补缩能力不够出现疏松和缩孔凝固缺陷。

上述问题，除直接影响轻合金铸造生产的工艺成品率和铸件外观质量，熔体二次污染、气孔、缩孔疏松的存在不仅降低铸件的本体力学性能，还会在动态或疲劳载荷下发展成裂纹源，显著降低铸件的抗疲劳性能。因此，对于轻合金的重力铸造来说，减少和消除熔体在转移、浇注及充型过程的二次污染，消除型腔气体对充型诸多不利影响，提供凝固补缩所需压力，是提高铸件内外在工艺品质的关键。

本方法及装置就是为解决上述问题而发明的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轻合金的重力铸造方法及装置，有效解决传统重力铸造过程中熔体的二次污染以及因气体所产生的各种工艺缺陷，使熔体在真空或者保护气氛下凝固成型，甚至可使铸件在密封罩充压状态下实现加压凝固，全面提高铸件内外在品质。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：在轻合金重力浇注前，浇注泵（2）从供液熔池（1）中将过热轻合金熔体泵入通有保护气氛的浇管（3）内，使熔体停留在接近浇管（3）上出口的位置，密封柱塞（5）关断连接浇管（3）和定量浇杯（15）的连接；进行铸造生产时，先对内置铸型（13）的密封罩（8）抽真空或注入保护气体，待密封罩（8）内的真空度或保护气体浓度达到工艺要求后，浇嘴（4）和可密封浇注通道（6）密封装置打开、连通浇杯（15），浇注泵（2）以工艺要求的速度，将轻合金熔体经可密封浇注通道（6）浇入定量浇杯（15），熔体量由液位检测器（7）实时监控；待定量浇杯（15）中的熔体温度降至工艺要求温度值时，底塞（14）开启，轻合金熔体经定量浇杯（15）底孔对铸型（13）的型腔进行充满式底注充填；随即通过可密封真空及加压通道（9）卸除密封罩（8）内真空或/和根据需要对密封罩（8）充压，使熔体在设定压力下凝固。从密封罩（8）取出浇注或凝固后的铸型（13），再放入待浇铸型，完成铸型顶置定量浇杯（15）工位调节并对密封罩（8）抽真空或/和充填保护气氛后，轻合金的重力铸造进入下一工艺循环。

本发明方法具有如下优点：

1、浇管出口处自动为轻合金熔体提供气体保护，可确保浇出熔体洁净度；

2、轻合金熔体在真空或保护气氛下完成浇注、充型，有效消除因熔体二次污染和气体而产生的各类工艺缺陷；

3、浇注完成的轻合金熔体不仅可以在真空或保护气氛下凝固，还可向密封罩内充压，实现加压凝固，确保有效补缩；

4、铸型工位调节器实现铸型隔板的水平行走和垂直升降，进而可根据工艺要求调节铸型顶置定量浇杯的工位。

5、实现熔体转移和浇注过程机械化、智能化，与轻合金炉料的加料、熔化、精炼联合实施，实现轻合金熔炼与重力铸造的一体化、自动化。

附图说明：

附图为本发明一种轻合金的重力浇注方法及装置的原理示意图。

图中：1—供液熔池；2—浇注泵；3—保温浇管；4—浇嘴； 5—密封柱塞；6—可密封浇注通道；7—液位检测器；8—密封罩；9—真空及加压通道；10—铸型搁板；11—铸型工位调节器；12—浇注平台；13—铸型；14—底塞；15—定量浇杯。

Claims

1.一种轻合金的重力铸造方法及装置，其特征在于实现该方法的装置由供液熔池（1），浇注泵（2），带密封柱塞（5）浇嘴（4）的气体保护充满式保温浇管（3），带可密封浇注通道（6）和可密封抽真空及加压通道（9）的密封罩（8），带铸型工位调节器（11）的铸型搁板（10），铸型（13），带底塞（14）的顶置定量浇杯（15），和液位检测器（7）构成。

2.该装置按以下顺序工作实现轻合金的重力铸造：浇注泵（2）将供液熔池（1）中的过热轻合金熔体通过充满式保温浇管（3）、密封连接的浇嘴（4）和浇注通道（6）、定量转移到真空或者保护气氛下、顶置于铸型（13）的定量浇杯（15）内，密封柱塞（5）和浇注通道（6）随即顺序关闭；待定量浇杯（15）中的熔体降温至预设温度值时，底塞（14）开启，熔体经定量浇杯（15）底孔对铸型（13）的型腔进行充满式底注充填；充填过程结束后，随即通过可密封真空及加压通道（9）卸除密封罩（8）内的真空或/和根据需要对密封罩（8）充压，使熔体在设定压力下完成凝固；从密封罩（8）中取出浇注凝固后的铸型（13），再放入待浇铸型，完成铸型顶置定量浇杯（15）工位调节并对密封罩（8）抽真空或/和充填保护气氛后，轻合金的重力铸造进入下一工艺循环。

3.根据权利要求1所述的一种轻合金的重力铸造方法及装置，其特征是：实施轻合金重力铸造前，浇嘴（4）和密封罩（8）通过可密封浇注通道（6）密封连接后，浇注泵（2）从供液熔池（1）中上部将轻合金熔体泵入气氛保护浇管（3），直至液位抵达接近浇嘴（4）的位置，密封柱塞（5）关断浇嘴（4）和可密封浇注通道（6）的连接。

4.根据权利要求1所述的一种轻合金的重力铸造方法及装置，其特征是：进行铸造生产时，先对内置铸型（13）的密封罩（8）抽真空或注入保护气体，待密封罩（8）内的真空度或保护气体浓度达到工艺要求后，浇注通道（6）及浇嘴（4）的密封装置顺序开启，浇注泵（2）以工艺要求的速度，将供液熔池（1）中的过热轻合金熔体转移至定量浇杯（15）内，转移熔体量由液位检测器（7）实时监控。

5.根据权利要求1所述的一种轻合金的重力铸造方法及装置，其特征是：待定量浇杯（15）中的熔体温度降至工艺要求温度值时，底塞（14）开启，轻合金熔体经定量浇杯（15）底孔对铸型（13）的型腔进行充满式底注充填。

6.根据权利要求1所述的一种轻合金的重力铸造方法及装置，其特征是：浇注后的铸型（13）可继续留在密封罩（8）的真空或惰性气氛下凝固，也可通过可密封真空及加压通道（9）卸除密封罩（8）内真空、并可根据需要对密封罩（8）充压，使内置铸型（13）型腔内的轻合金熔体在等于或高于大气压的设定压力下凝固。

7.根据权利要求1所述的一种轻合金的重力铸造方法及装置，其特征是：铸型搁板（10）下的铸型工位调节器（11）能实现铸型搁板（10）的水平行走和垂直升降，以便根据工艺要求调节铸型（13）顶置定量浇杯（15）的工位。