CN1191901C - 铸造方法及铸造装置 - Google Patents

Abstract

一种铸造装置，用于在进行浇注的同时使金属熔液与还原性化合物接触而还原上述熔液表面形成的氧化膜，该装置包括：一成形模，其具有一接受金属熔液的型腔，一浇注金属熔液的浇口，和布置在型腔和浇口之间的冒口部。在上述冒口部及型腔之间部分地设置绝热差，使得填充在上述型腔及冒口部的熔液从型腔终端部开始向冒口部方向顺序凝固。

Description

铸造方法及铸造装置

                        技术领域

本发明涉及铸造方法及铸造装置，更详细地说涉及使浇注到成形模型腔内的金属熔液与还原性化合物接触，在上述金属熔液表面形成的氧化膜被还原，从而铸出希望形状铸件的铸造方法及铸造装置。

                        背景技术

铸铝方法有多种，如本申请两发明人在先日本专利申请的2000-108078中就曾提案改良铸铝方法。

该改良铸铝方法中采用的成形模如图8所示，成形模100是采用重力铸造法的金属模，是由下模102a和上模102b组成的分体模，由下模102a和上模102b形成可铸出希望形状铸件的型腔104。

上模102b上，浇注铝或其合金熔液的浇口106与型腔104间形成冒口部108，还有在向型腔104浇注时排出型腔104内空气的排气孔110。

在使用该成形模100的改良铸铝方法中，首先是将作为还原性化合物的镁氮化合物(Mg₃N₂)注入成形模100的型腔104，将铝或其合金的熔液浇注至成形模100的浇口106，边从排气口110排出空气，边向型腔104及冒口部108填充熔液。

其次是将已填充了熔液的成形模100的型腔104等放置冷却，使型腔104内的熔液凝固。随着型腔104内的熔液凝固收缩而产生的间隙，由冒口108的部分熔液流入型腔104内去补充。

该改良铸铝方法是在成形模100的型腔中事先放入还原性化合物，从而使浇注的铝或其合金的熔液表面形成的氧化膜还原，其降低熔液表面张力，结果是能提高熔液的流动性和充塑性等，是一种还原铸造法。

因此，在改良铸铝方法中能够省去以前铸铝方法中的为谋求提高表面已有氧化膜的熔液的流动性而在成形模的冒口及型腔内壁面上涂布涂型剂的工作，能够缩短铸造工序及提高成形模100的复制性。

但由于铸件形状不同，有时不得不将成形模100的型腔104制成这样的形状：从型腔104的熔液入口处至终端部的中间部分出现其横断面积比终端部还小的狭小部分。如：有时不得不将型腔104制成在设有浇口的第一空间部104a与做为终端部的第二空间部104b(以下提到两空间部时，有时会单表示为空间部104a、104b)间用比第一空间104a和第二空间104b更狭小的狭小部104c去连结的形状。

图9所示的型腔104中，向成形模100的型腔104内注入作为还原性化合物的镁氮化合物(Mg₃N₂)后，浇注至浇口106的铝或其合金熔液被浇入型腔104的第一空间部104a，再经由狭小部104c流至第二空间部104b。这样的熔液向型腔104的填充，由于还原性化合物的存在使得熔液表面形成的氧化物被还原，短时间内就能完成。

但填充至型腔104狭小部104c的熔液，其熔液量比空间部104a、104b少，填充在狭小部104c的熔液的冷却速度比填充在空间部104a、104b的熔液的冷却速度要快，故而填充在狭小部104c的熔液先于第二空间部104b的熔液凝固。

因此，即使随着填充至第二空间部104b内的熔液凝固收缩而出现间隙时，也不能从填充于第一空间部104a及冒口部108的熔液中补充一部分至第二空间部104b中，即没有补缩效果，得到的铸件有可能出现缩孔等。

在型腔104的空间部104a、104b上分别设立独立的冒口，这样虽能消除随着填充至第二空间部104b的熔液凝固而发生缩孔，但在多处设立多个冒口使成形模的构造复杂化了。

而且填充在冒口部108处的熔液凝固后，它不是所要的铸件，是要从铸件上切下来的部分，即使再熔融再利用，在能源上也是损失。

因而在多处设立冒口会增加非铸件部分的体积，降低浇注至成形模100的熔液的有效利用率，使操作上及能源上损失变大。

                        发明内容

本发明的目的是提供一种铸造方法及铸造装置，能够在使用尽可能减小浇口和复杂形状型腔之间形成的冒口部的成形模进行铸造时，防止由于填充在型腔内的熔液凝固收缩而在得到的铸件上产生缩孔等。

本发明者等反复讨论上述应解决的问题后，了解到在成形模100(图8)的型腔104内先放入还原性化合物的还原铸造法中仅在冒口108及型腔104的狭小部104c的内壁面上涂上有绝热效果的涂型剂，就可使填充在冒口108及型腔104的狭小部104c处的熔液冷却速度比冒口108及型腔104的狭小部104c的内壁上未涂涂型剂的要慢。

这样发现通过使成形模100的冒口108及型腔104的狭小部104c比成形模100的其它部分呈现高绝热性，就能够防止随着填充在型腔100的第二空间部104b的熔液的凝固收缩而产生的铸件缩孔等，从而完成了本发明。

即本发明提供一种铸造方法：使浇注到成形模型腔内的金属熔液与还原性化合物接触，还原上述熔液表面形成的氧化膜并铸出希望形状的铸件，该方法包括：该成形模在浇注上述熔液的浇口和型腔间形成冒口部；同时为能使填充至上述型腔及冒口部的熔液从型腔的终端部开始向冒口部方向顺序凝固而在上述冒口部及型腔间局部形成绝热差；在随着填充至上述型腔的熔液凝固收缩而出现间隙时，填充至上述冒口部的熔液至少有一部分会补充到上述型腔内，使在型腔内具有绝热差，而产生熔液的定向性凝固。

本发明还提供一种铸造装置：使金属熔液和还原性化合物在成形模的型腔内接触，还原熔液表面形成的氧化膜并铸造，该装置包括：一成形模，具有接受金属熔液的型腔和浇注金属熔液的浇口，及其间的冒口，为使填充至上述型腔及冒口部的熔液从型腔的终端部开始向冒口部方向顺序凝固而在上述冒口部及型腔内局部设置了绝热差，在型腔内设有绝热差，而产生熔液的定向性凝固。

本发明中作为成形模包括冒口部和型腔，所述冒口部形成于浇注熔液的浇口与型腔之间，所述型腔在与冒口相连的冒口侧的型腔入口处至终端部的中间处形成有横断面积小于终端部的狭小部分，上述冒口部及狭小部比上述终端部高绝热。

此时，由于成形模的冒口部是用比上述成形模型腔的终端部材料具有高绝热性能的材料制作的，故能很容易给冒口部与型腔终端部以绝热差。

进而由于成形模的狭小部分是用比上述型腔的终端部材料具高绝热性能的材料所制作的，即使在型腔内也很容易给狭小部和终端部之间以绝热差。

而在冒口部及型腔狭小部分的各内壁面上作了涂布绝热性涂型剂等的绝热处理，此涂型剂不与和金属熔液接触的还原性化合物反应，而上述型腔的终端部内壁面未做上述的绝热处理，由于使用了这样的成形模，冒口部及型腔的狭小部分与型腔的终端部之间能很容易地形成绝热差。

而且作为成形模，通过采用使形成冒口部的成形模的部分与上述成形模的型腔部分能分开的组装式成形模，可使形成冒口部的成形模的这部分就可作为通用件来使用。

本发明中金属熔液是用铝或其合金时，作为还原性化合物可恰当地使用由作为原料的镁和氮气反应得到的镁氮化合物。

进而为该还原性化合物在成形模的型腔内生成，通过在形成冒口部的成形模的部分，形成向上述冒口部注入熔液的熔液通路和将上述还原性化合物原料注入型腔内的通路，可防止通往型腔的通路途中的由还原性化合物引起的堵塞等。

本发明中为使填充在浇铸熔液的浇口与型腔之间形成的冒口部和型腔内的熔液由型腔终端部开始向冒口部方向顺序凝固，在冒口部及型腔内局部设置了绝热差。

因此，由型腔的终端部开始向冒口部方向顺序凝固时，由于随着熔液凝固、收缩而在型腔产生间隙时，填充在冒口部的部分熔液就会流入型腔内补充，这种补缩效果直至填充至型腔内的熔液完全凝固为止，故能防止得到的铸件发生缩孔等。

                        附图说明

图1是用于说明本发明的铸造装置的一例的概略图。

图2a是用于图1所示铸造装置的成形模断面图。

图2b是用于图2a所示铸造装置的成形模的局部放大图。

图3a是用于图1所示铸造装置的成形模的冒口部及型腔内各自填充的熔液的冷却速度曲线图。

图3b是用于图1所示铸造装置的现有技术的成形模的冒口部及型腔内各自填充的熔液的冷却速度曲线图。

图4a和4b是根据本发明的成形模的第二实施例的断面图。

图5是根据本发明的成形模的第三实施例的断面图。

图6是根据本发明的成形模的第四实施例的断面图。

图7是根据本发明的成形模的第五实施例的断面图。

图8是说明本申请两发明人先曾提案的铸铝方法的说明图。

图9是型腔形状复杂并容易发生缩孔等的成形模的断面图。

                    具体实施方式

本发明的铸造装置的概略表示在了图1。在图1所示的铸造装置10中设置了成形模12，该成形模12形成有与浇注铝或其合金熔液的浇口14相连接的型腔18。

成形模12通过配管22与装氮气的钢瓶20连接，打开配管22上的阀门24，从氮气进气口27向型腔18内注入氮气，将型腔18内形成一个氮气环境，实质上形成一非氧化环境。

且装氩气的钢瓶25通过配管26与产生金属气的发生器即加热炉28连接，打开配管26上的阀门30，就可向加热炉28内注入氩气。该加热炉28内可用加热器32加热，炉内温度可形成后面将要提到的能够产生金属气镁气的镁粉升华温度800℃以上。

该配管26的阀门30可调节，从而调节注入加热炉28的氩气流量，使氩气流量为预定流量。

氩气瓶25通过装有阀门33的配管34与装有镁粉的罐36连接，罐36通过配管38在阀门30的下流方与配管26连接。该配管38上装有阀门40。加热炉28通过配管42与成形模12的金属气进气口17连接，在加热炉28里被气化的金属气通过金属气进气口17进入型腔18内。配管42上装有阀门45。

在将氩气从氩气瓶25经由加热炉28向成形模12的型腔18内注入时，可用阀门45调节注入型腔18的氩气的量。

图1所示的是铸造装置用的成形模12，如图2a所示，由下模21，上模23及接续器31组成。该上模23包括金属板29和插入板35，此插入板35包括比金属具有高绝热性能的材料如陶瓷，接续器31是用石灰石锻烧而成的，成形模12是由这些可分开的各部件叠起来组成的分型模。

该下模21与上模23的金属板29组成可铸出希望形状铸件的型腔18。该型腔18如图2a所示，型腔18的设有熔液入口的第一空间部18a与作为终端部的第二空间部18b间由狭小部18c相连，该狭小部18c比第一空间部18a与第二空间部18b(以下提到两空间部时，有时会单表示为空间部18a、18b)都狭小。

还有，形成于接续器31的浇注铝或其合金熔液的浇口14和型腔18间形成有将浇至浇口14的熔液引入型腔18内的熔液通路37和冒口部16。该冒口部16紧靠第一空部间部18a的熔液入口，主要形成于构成上模23的插入板35。冒口部16的横断面面积比熔液通路37的横断面面积大，冒口部16的体积做成是型腔18体积的5-20％为好。

熔液通路37与金属气通路46相连。该通路46的另一端与在加热炉28里被气化的金属气的进气口17相连。

还有，接续器31和上模23上设有排出型腔18内气体的排气孔39，下模21上设有将从氮气进气口27注入的氮气引往型腔内的通路41。

上述排气孔39或通路41，如图2b所示，横断面的形状是圆形的孔。孔内装有柱状体，其断面形状是四方形，通过半圆形通路44与型腔18内连通。

图1至图2b所示的成形模12中的接续器31由硫酸钙锻烧而成，形成有浇口14、熔液通路37、金属气进气口17、金属气通路46及排气孔39的一部分。通路37等需要根据型腔18的形状或顶出铸件的顶出销(图中未示出)等的配置而构造，这在接续器31上通过制成能铸出预定铸件的恰当的熔液通路37等是很容易办到的。

而且，图1至图2b所示的成形模12中，在由陶瓷等比金属具高绝热性能的材料制成的插入板35上实质上形成了冒口部16，它比金属制的下模21和构成上模23的金属板29形成露出金属面的型腔18的空间部18a、18b都具有高绝热性。

还有型腔18的狭小部18c的内壁面上做了涂布绝热性涂型剂等的绝热处理，狭小部18c也比露出金属面的空间部18a、18b具有高绝热性。

这里用的绝热性涂型剂是高绝热性能的涂型剂，且不与后面提到的还原性化合物起反应。如可用配有陶瓷的石墨等非氧化物系的涂型剂作为该涂型剂。

而且作为狭小部18c的绝热处理，可恰当地进行对其内壁面上露出的金属表面作热处理，形成四氧化铁的处理或氮化处理等。

这样，由于成形模12的冒口部16及狭小部18c比空间部18a、18b具有高绝热性，故而很容易地能使填充在冒口部16及狭小部18c的熔液的冷却速度比填充在空间部18a、18b的熔液冷却速度慢，能付与冒口部16与空间部18a、18b间以大的冷却速度差。

这样，由于付与了冒口部16与空间部18a、18b间以大的冷却速度差，与以前的成形模100(图9)相比，填充在冒口部16的熔液流入空间部18a、18b的补缩效果就充分显示出来了，这点用图3a和3b加以说明。

在图3a上，A点是向成形模12浇注时的熔液温度，B点是熔液完全凝固的温度。因此，填充在冒口部16的熔液流入型腔18的空间部18a、18b的可起有效补缩效果的区域为图3a所示的阴影部分。

图9所示的以前的成形模100，冒口部108及构成型腔104的空间部104a、104b的内壁面上也涂布了绝热性涂型剂，此时通过在涂布时将冒口部108的内壁面比空间部104a、104b的内壁面涂布的涂膜厚度厚，如图3b所示能使填充在冒口部108的熔液冷却速度比填充在空间部104a、104b的熔液冷却速度慢。

但对图3b所示的以前的成形模100来说，与图3a所示的成形模12相比较的话，其冷却速度差要小，冒口部108的熔液流入空间部104a、104b，进行有效补缩的区域也窄。

与此相对，对图3a所示的成形模12来说，与图3b所示的以前的成形模100相比较的话，其冷却速度差大，有效地进行补缩的区域宽，因而即使将冒口部变小，也能确保填充在冒口部16的熔液与填充在构成型腔18的空部部18a、18b内熔液的凝固时间差。

而且在图1至图2b所示的成形模12中，连结空间部18a、18b的狭小部18c也比空间部18a、18b具高绝热性。因此能够防止填充在狭小部18c的熔液先于填充在第二空间部18b的熔液凝固，冒口部16的补缩效果不仅表现在紧靠冒口部16的第一空间部18a上，还通过狭小部16c达于第二空间部18b。其结果可防止作为填充在型腔18内的熔液的一部分的填充在狭小部18c的熔液先于填充在第二空间部18b的熔液凝固，以此来防止随着填充在第二空间部18b熔液的凝固收缩而发生的缩孔等。

图1至图2b所示成形模12的型腔18及冒口部16中所填充熔液的凝固顺序，不仅随各部的绝热性能程度变化而变化，它还随空间部18a、18b、狭小部18c及冒口部16各处填充的熔液量及散热面积等的不同而变化。

图1至图2b所示的成形模12中，由于第一空间部18a的容量比第二空间部18b的大，可通过调整施于狭小部18c内壁面上的绝热处理程度来调整填充的熔液的凝固顺序，使其按如下顺序凝固：第二空间部18b→狭小部18c→第一空间部18a→冒口部16。

如图3a所示，为充分确保填充在冒口部16的熔液与填充在型腔18的空间部18a、18b的熔液的凝固时间差，可通过控制浇注在型腔18的熔液冷却速度在500℃/分以上(最好是700℃/分以上)，同时控制浇注至冒口部16的熔液冷却速度为不到500℃/分(最好是300℃/分以下)来完成。特别是将两者的冷却速度差调整至200℃/分以上为好。

这里，在冷却速度被调整至500℃/分以上的型腔18内填充并凝固的铝的枝晶间距，平均为不到25um，向冷却速度被调整至不到500℃/分的冒口部16内填充并凝固的铝的枝晶间距，平均为不到25um。

铝的枝晶间距变小，铝的晶体构造就致密，得到的铝铸件的机械强度等就能提高，是有好处的。因此，最好是使填充并凝固在型腔18中的铝的枝晶间距在23um以下，特别在20um以下更好。

再者，填充并凝固在冒口部16的铝的部分其枝晶间距比填充并凝固在型腔18的铝的大，机械强度等也差，那也没什么问题，因为它要从成为产品的填充并凝固在型腔18内的部分上分离下去。

用图1至图2b所示的铸造装置10铸铝时，首先打开阀门24，将氮气从氮气瓶20经由配管22，注入成形模12的型腔18内，将型腔18内的空气用氮气清除。型腔18内的空气可从成形模12的排气孔39被排出，把型腔18内变为氮气环境，实质上非氧化环境。然后关闭阀门24。

在清除成形模12的型腔18内的空气时，打开阀门30将氩气从氩气瓶20注入加热炉28内，使加热炉28内呈无氧状态。

接着关闭阀门30、打开阀门40，在氩气的压力下将罐36中的镁粉与氩气一起送入加热炉28内。加热炉28事先用加热器32使炉内温度升至令镁粉升华的800℃以上的温度。因此，被送进加热炉28的镁粉就升华成了镁气体。

接着关闭阀门40，打开阀门30及阀门45，将镁气体通过配管42注入型腔18，边调节氩气的压力、流量，边将镁气体经由配管42、成形模12的金属气进气口17、金属气通路46、熔液通路37及冒口部16注入型腔18内。

将镁气体注入到型腔18内后，关闭阀门45并打开阀门24，将氮气从氮气进气口17经由通路41注入型腔18内。这样，由于成形模12内注入了氮气，使镁气体和氮气在型腔18内起反应，生成镁氮化合物(Mg₃N₂)。这种镁氮化合物在型腔18的内壁面上以粉体形式析出。

将氮气向型腔18内注入时，要适当调节氮气的压力和流量。为使氮气和镁气体易发生反应，最好将氮气予热后注入，以使成形模12的温度不降低。反应时间是5-90秒左右(理想情况为15-60秒左右)就可以。反应时间若大于90秒，会出现成形模12的模温降低，反应性变低的倾向。

在型腔18的内壁面上附着有镁氮化合物的状态下，从浇口12a浇注铝的熔液，经由熔液通路37及冒口部16，注入到型腔18内。在型腔18内，注入至冒口部16的熔液，经由第一空间部18a及狭小部18c注入第二空间部18b。这个熔液的注入持续进行，直到型腔18、冒口部16及浇口14均被填充为止。

注入熔液时，被注入到型腔18内的熔液与附着在型腔18内壁面上的镁氮化合物接触，镁氮化合物就会从熔液表面上的氧化膜中将氧夺走，从而使熔液表面还原成纯粹的铝。

型腔18内残存的氧与镁氮化合物反应成为氧化镁或氢氧化镁返回熔液中。由于这样生成的氧化镁等量少，且为稳定的化合物，故对得到的铝铸件的质量无不好影响。

这样，由于镁氮化合物从铝熔液表面的氧化膜中夺走氧，形成纯铝，故而能在熔液表面不形成氧化膜的情况下进行铸造。因此，可防止在铸造工序中的由氧化膜引起的熔液表面张力增大，能使熔液的润湿性、流动性、充塑性变好。这样就使由型腔18的内壁面来决定的复制性变优，且能够得到无铸件皱纹等的良好的铸件。

填充在型腔18及冒口部16等处的熔液的凝固顺序不仅随各部的绝热性能程度变化而变化，它还随型腔18的空间部18a、18b、狭小部18c及冒口部16各处填充的熔液量及散热面积等的不同而变化。

图1至图2b所示的成形模12中，由于第一空间部18a的容量比第二空间部18b的大，可通过调整施于狭小部18c内壁面上的绝热处理程度来调整填充的熔液凝固顺序，使其按如下顺序凝固：第二空间部18b→狭小部18c→第一空间部18a→冒口部16。

因此，填充至冒口部16及型腔18的熔液中的一部分，即填充至第二空间部18b的熔液开始凝固，随着熔液的凝固、收缩，即使第二空间部18b处有间隙形成，由于填充在狭小部18c、第一空间部18a及冒口部16的熔液呈现流动性，填充在第一空间部18a及冒口部16的熔液经由狭小部18c流入并填充至第二空间部18b产生的间隙中。

其次，填充至第二空间部18b及狭小部18c的熔液凝固后，充填至第一空间部18a的熔液开始凝固，随着熔液的凝固、收缩，即使第一空间部18a处有间隙形成，由于填充在冒口部16的熔液仍呈现流动性，熔液从冒口部16流入并补充至第一空间部18a产生的间隙中。

这样，在图1至图2b所示的成形模12中，由于伴随填充至空间部18a、18b的熔液凝固，收缩而产生的间隙能得到熔液的补充，所以能铸造出无缩孔等的良好铸件。

在图1至图2b所示的成形模12中，冒口部16形成于比金属板更具高绝热性的插入板35内，但如图4a所示，将冒口部16做在形成上模23的金属板29内也可。这时在冒口部16的内壁面及狭小部18c的内壁面上要作涂布绝热性涂型剂等的绝热处理，使其比露出金属面的空间部18a、18b具有高绝热性。

涂布在该冒口部16内壁面上的绝热性涂型剂是高绝热性能的涂型剂，且不与还原性化合物起反应。如可用配有陶瓷的石墨等非氧化物系的涂型剂作为该涂型剂。

这样，由于在冒口部16及狭小部18c的内壁面上涂布了绝热性涂型剂，可通过调整该涂布的厚度等，很容易地调整填充在型腔18及冒口部16处的熔液的开始凝固时间，使达到：第一空间部18b→狭小部18c→第二空间部18a→冒口部16的凝固顺序。

图1至图2b所示成形模12中，冒口部16的熔液是靠重力流入型腔18内的，如图4a所示的成形模12中，接续器31能从上模23卸下，当填充在型腔18的熔液凝固时，卸下接续器31，将冒口部16的熔液强行向型腔18侧挤压，这样会进一步减少所得铸件缩孔等的发生。

上述挤压冒口部16熔液的时机为：填充到型腔18的熔液已处于大致上的凝固状态，且冒口部16的熔液还具有流动性状态时。最好的挤压时间随成形模12的不同而不同，故最好应对每个成形模12事先通过实验求出来。

作为挤压冒口部16熔液的装置，如图4b所示，可采用能上下移动的活塞47。

而且，即使在图1至图2b所示的成形模12中，如图4a、b所示，在用可上下移动的活塞47作为挤压装置挤压冒口部16的熔液时可仅使接续器31可拆卸，也可使插入板35及接续器31都可卸下。

在图1、图2a、2b及图4a、4b所示的成形模12中，冒口部16均形成于上模23，但填充在冒口部16的熔液凝固而形成的的部分是要从铸件上除去的切除部分，因此没必要形成于金属上模23上。也可贯穿锻烧硫酸钙而制成的接续器31与上模23，形成冒口部16。此时，由于锻烧硫酸钙而制成的接续器31比金属制的下模21及上模23热传导率低，即绝热性能良好，如图5所示，形成在接续器31内的冒口部16的部分的体积比制在上模23内的冒口部16部分的体积大，这样形成冒口部16，从而即使不在冒口部16内壁面上涂布绝热性涂型剂，也比由金属制的下模21及上模23形成的型腔18绝热性能好。

又，如图6所示，狭小部18c也可形成于比金属更具高绝热性的材料如陶瓷的绝热板50上。在绝热板50内制成的狭小部18c，其内壁面上即使不涂布绝热性涂型剂，也可比由金属制的下模21及上模23形成的型腔18绝热性能好。

这样，由于在狭小部18的内壁面上不涂布绝热性涂型剂，就使由狭小部18c的内壁面来决定的复制性(平滑性能)变好。

但在图6所示的成形模12中，虽冒口部16的内壁面上涂了绝热性涂型剂，但填充在冒口部16处的熔液凝固后的部分是要从铸件上去除掉的，可不必考虑其平滑性。

还有，将图1所示的加热炉28，如图6所示，可设置在成形模12的金属气进气口17的正上方，或者将生成还原性化合物即镁氮化合物(Mg₃N₂)的反应槽51设置在成形模12的金属气进气口17正上方，在反应槽51内使已在加热炉28内被气化的作为金属气即镁气体与跟金属气反应的反应性气体氮气作反应生产镁氮化合物。

图1、图2a、2b及图4-图6所示的成形模12的型腔18中，它的紧靠冒口部16的第一空间部18a与作为型腔18终端部的第二空间部18b是由比空间部18a、18b都狭小的狭小部18c连结起来的。

与这样的成形模12相反，如图7所示，由紧靠着冒口部16的狭小部18c将冒口部16和作为终端部的空间部18b相连的成形模12也宜于采用。图7所示的成形模12中，通过在冒口部16及狭小部18c的各内壁面上涂绝热性涂型剂，可很容易地在其与空间部18b之间形成绝热差。

又图1、图2a、2b及图4-图6所示的成形模12中，冒口部16形成在熔液通路37的中途，但不在通路37上而在别处制成冒口部16也可。

又，在以上的说明中，是针对作为金属熔液用铝或其合金熔液的铸造方法来说明的，但本发明是也适用于使用镁或铁等金属及其合金的熔液的铸造方法。

按照本发明，在浇口和有复杂形状的型腔之间的冒口部被尽量小地设置，即使用这样的成形模铸造，也能防止随着填充在型腔内的熔液凝固、收缩而发生在铸件上的缩孔等。因而能尽量地在省能源的同时铸造出缩孔等少的复杂形状的铸件。

Claims (18)

1、一种铸造方法，用于浇注具有希望形状的铸件，其包括以下步骤：

使用一成形模，其具有一型腔，一浇注金属熔液的浇口，和布置在型腔和浇口之间的冒口部；成形模这样形成，即在上述冒口部及型腔之间部分地设置绝热差，使得填充在上述型腔及冒口部的熔液从型腔终端部开始向冒口部方向顺序凝固；

将金属熔液浇注到成形模的型腔中；

使得金属熔液与还原性化合物在成形模的型腔内接触，还原上述熔液表面形成的氧化膜；

使得型腔内的金属熔液凝固；

在凝固阶段，随着填充在上述型腔内的熔液收缩而产生间隙时，至少一部分填充在冒口部的金属熔液补充到型腔中，

使在型腔内具有绝热差，而产生熔液的定向性凝固。

2、如权利要求1所述的铸造方法，其中，成形模的型腔包括：一狭小部，其位于与冒口部相连的、型腔的冒口部侧的熔液入口到型腔的终端部的中间处，其横断面积比上述终端部小；

上述冒口部及狭小部具有比上述终端部高的绝热性能。

3、如权利要求2所述的铸造方法，其中，形成冒口部的成形模的部分所用的材料比形成上述型腔终端部所用的材料具有高绝热性。

4、如权利要求2所述的铸造方法，其中，形成型腔狭小部的成形模的部分所用的材料比形成上述终端部所用材料具有高绝热性。

5、如权利要求2所述的铸造方法，其中，还包括：

对冒口部及型腔狭小部中的至少一个的内壁面进行了涂布绝热性涂型剂的绝热处理，该绝热涂型剂不与和金属熔液接触的还原性化合物反应；

上述型腔的终端部内壁面则不作上述绝热处理。

6、如权利要求1所述的铸造方法，其中，形成冒口部的成形模的部分构造成可以从上述成形模型腔部分拆卸的形式。

7、如权利要求1所述的铸造方法，其中，在形成冒口部的成形模部分形成有将熔液引入冒口部的熔液通路及为在型腔内生成还原性化合物而将上述还原性化合物的原料引入型腔内的引入通路。

8、如权利要求1所述的铸造方法，其中，使用铝或其合金熔液作为上述金属熔液，

还原性化合物是使用从镁气体和氮气为原料反应而得到的镁氮化合物。

9、如权利要求1所述的铸造方法，其中，在凝固步骤中，填充到冒口部的金属熔液与填充到型腔的终端部内的金属熔液的冷却速度差为200℃/分钟或大于200℃/分钟。

10、一种铸造装置，用于在进行浇注的同时使金属熔液与还原性化合物接触而还原上述熔液表面形成的氧化膜，该装置包括：

一成形模，其具有一接受金属熔液的型腔，一浇注金属熔液的浇口，和布置在型腔和浇口之间的冒口部；

在上述冒口部及型腔之间部分地设置绝热差，使得填充在上述型腔及冒口部的熔液从型腔终端部开始向冒口部方向顺序凝固，

在型腔内设有绝热差，而产生熔液的定向性凝固。

11、如权利要求10所述的铸造装置，其中，成形模的型腔包括：一狭小部，其位于与冒口部相连的、型腔的冒口部侧的熔液入口到型腔的终端部的中间处，其横断面积比上述终端部小；

上述冒口部及狭小部具有比上述终端部高的绝热性能。

12、如权利要求11所述的铸造装置，其中，形成冒口的成形模的部分所用材料比形成上述型腔终端部所用材料具有高绝热性能。

13、如权利要求11所述的铸造装置，其中，形成型腔狭小部的所用材料比形成上述型腔终端部所用材料具有高的绝热性能。

14、如权利要求11所述的铸造装置，其中，冒口部及型腔狭小部中的至少一个的内壁面进行涂布绝热性涂型剂的绝热处理；

上述型腔的终端部内壁面则不作上述绝热处理。

15、如权利要求14所述的铸造装置，其中，该绝热涂型剂不与和浇注至型腔内的金属熔液相接触的还原性化合物反应。

16、如权利要求10所述的铸造装置，其中，形成冒口部的成形模的部分构造成可与上述成形模的型腔部分分离的形式。

17、如权利要求10所述的铸造装置，其中，在形成冒口部的成形模部分形成有将熔液引入冒口部的熔液通路及为在型腔内生成还原性化合物而将上述还原性化合物的原料引入型腔内的引入通路。

18、如权利要求10所述的铸造装置，其中，成形模构造成在金属熔液凝固过程中，填充到冒口部的金属熔液与填充到型腔的终端部内的金属熔液的冷却速度差为200℃/分钟或大于200℃/分钟。

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