[发明专利]一种新的铸造方法及其铸造模

说明书

技术领域

本发明涉及一种铸造方法和铸造模，具体是将一种带加压装置的铸造模浸入金属熔液内部进行浇注，利用吊升力与铸造模重力做动力或其它动力驱动加压装置加压完成铸造的方法，并提供一种实施该方法的铸造模。

背景技术

现行的铸造方法大体有重力铸造、振动铸造、离心铸造、压力铸造、低压铸造、差压铸造、真空吸铸、液态挤压、半凝固铸造、金属型铸造、砂型铸造、熔模铸造、陶瓷型铸造、石膏型铸造、消失模铸造、连续铸造、半连续铸造、挤压铸造等几种方法，其中重力铸造和振动铸造充型和补缩欠佳，易产生缩松和缩孔，压力铸造裹入空气严重，离心铸造质量不如低压铸造且操作不很安全，其它铸造方法使用范围有很大的局限性，相比较而言，从适用范围和铸造质量以及发展前景方面来看，以低压铸造为首选。据《特种铸造及有色合金》1998年第4期有关文章“21世纪低压铸造技术的展望”(作者唐多光)介绍，低压铸造最早由英国人E.F.LAKE于1910年提出并申请专利。它是在密封的坩埚中，输入较低的、干燥的压缩空气，金属液在气体压力的作用下，沿升液管上升，通过铸造模下面的浇口，平稳地输入到型腔，并保持坩埚内液面上气体的压力，一直到铸件完全凝固为止，然后解除液面上气体的压力，使升液管中未凝固的金属液流回坩埚，再由气缸开型并顶出铸件。

低压铸造的优点表现在以下个几方面：

1.液体金属充型比较平稳；

2.铸件成形性好，有利于形成轮廓清晰表面光洁的铸件；

3.铸件组织比较致密，机械性能较高；

4.提高了金属液的工艺收缩率。

因此，世界各国的铸造界和许多科研机构都在不断地对其进行研究和完善工作：如国外著名公司有美国Empire公司，日本Isuzu公司，英国Plume公司，丹麦Rimatic公司和德国Gima和Kurtz公司，国内研究机构和铸造机厂家(及其铸造设备)有济南铸锻研究所(J455)，上海机械制造工艺研究所(FDZ-A、FDZ-C)，江苏灌南压铸机厂(J453A，J453B)，天水铸造机械厂(J452，J453)和沈阳铸造研究所(803液面加压系统)等；各种大型的价格昂贵的低压铸造机争相产生，如德国奇玛公司生产的Tec350型、Tec800型低压铸造机，德国库尔兹公司生产的Ak-93型、Ak-96型低压铸造机；国内天水星火机床厂研制的J458低压铸造机，能满足150公斤以上大型铝铸件的生产，意味着我国低压铸造机向大型化发展的重大突破；低压铸造机上的易损零件升液管也是热门研究对象，浙江大学就花了十年时间来研究一根升液管，并宣布填补国内空白。

但经过近百年时间，对铸造技术的整体提高，实际收效并不很理想。因为人们的思想都局限在低压铸造的范畴，都是在金属熔液外部来考虑浇注问题，在铸造模的外部考虑加压问题，无法实现多方向、多部位加压和补缩。随着21世纪各国对铸件的要求越来越高，实现铸件少余量，无余量加工，汽车、摩托车铸件精密化、薄壁化、轻量化、省力化、经济化的要求，低压铸造存在的一些不足，已凸现出来，它们表现在以下几个方面：

1.只能在金属熔液外部实现浇注，浇注温度偏高，填充需要经过升液管，升液管要损耗，其流量受到约束，还受到密封条件的制约，不利于大型铸件的铸造；

2.加压方式是通过外加压力源在铸造模外部加压，低压铸造时坩埚内的压力仅0.15MPa，升不到工艺所需要的压力值(《特种铸造及有色合金》1999年第3期文章“真空倾转差压铸造法的应用探讨”介绍：差压铸造也只能达到0.75Mpa)；

3.单方向加压补缩效果较差，无法实现多方向多部位加压补缩和局部加压补缩，对壁厚厚薄悬殊结构复杂的大型铸件的铸造，深感为难；

4.冷却方式受到制约，冷却速度慢，铸件机械性能和力学性能还有待提高；

5.对汽车、摩托车铸件如轮毂等成品率低(如许多轮毂的铸造又回到了重力铸造)；

6.批量生产时浇注条件相对不稳定，影响产品质量的稳定性和成品率，生产率不高；

7.需升液管、压力源及液面控制系统、低压铸造机等整套设备和较宽的场地，铸件成本高；

8.要求严格的掌握加压规范，控制好顺序凝固的温度场，对操作工人的素质要求高，工艺难点多，废品率较高，操作麻烦。

如何克服上述缺陷，是铸造界急需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是要改善或解决现行铸造技术存在的上述问题，将铸造技术提高一个档次。

为了达到改善或解决上述问题的目的，本发明的技术方案是发明一种新的铸造方法并提供一种实施该方法的铸造模。