[发明专利]利用离心力与重力达成任意充型力的旋转铸造方法

说明书

技术领域：

      本发明属材料加工技术领域，特别涉及利用离心力与重力达成任意充型力的旋转铸造方法。

 

背景技术：

      铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，已有约6000年的历史。中国约在公元前1700～前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期，工艺上已达到相当高的水平。铸造是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中，待其冷却凝固后，以获得零件或毛坯的方法。被铸物质多为原为固态但加热至液态的金属（例：铜、铁、铝、锡、铅等），而铸模的材料可以是砂、金属甚至陶瓷。因应不同要求，使用的方法也会有所不同。

      铸造主要有砂型铸造和特种铸造2大类。普通砂型铸造，利用砂作为铸模材料，又称砂铸，翻砂，包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类，但并非所有砂均可用以铸造。好处是成本较低，因为铸模所使用的沙可重复使用；缺点是铸模制作耗时，铸模本身不能被重复使用，须破坏后才能取得成品。特种铸造，按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造（如熔模铸造、泥型铸造、壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等）和以金属为主要铸型材料的特种铸造（如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等）两类。

      液态合金充满铸型，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力，称为液态合金的充型能力。充型能力不足，会使铸件产生浇不足或冷隔缺陷。所谓浇不足是指铸件的形状不完整；冷隔是指铸件上某处由于两股或两股以上金属液流未融合而形成的接缝。影响充型能力的主要因素：合金的流动性、浇注条件、铸型的充型条件、铸件的结构。

      液态金属在流动方向上所受的压力称为充型压力。充型压力越大, 充型能力越强。常规的铸造方法，是采用重力作为充型压力，在某些应用场合收到了限制。为了增加充型压力，改善金属液充型能力，人们开发了负压铸造、压力铸造、低压铸造等铸造方法。

     目前的增加充型压力的方法，都是通过加压减压等静态方式，将压力施加于金属液上，改善金属液的充型能力。这种方法对设备的要求很高，设备加工精度高、复杂，造成了设备成本高，可靠性下降。

 

发明内容：

     鉴于以上技术的不足，本发明提出一种利用离心力与重力达成任意充型力的旋转铸造方法，其技术方案为建造可以任意速度旋转的旋转盘，旋转盘中心作为浇注口，浇注口周围设水平浇道，水平浇道外侧为模具位，模具安装于模具位上，模具浇口与水平浇道末端相连接；浇铸时，旋转盘以一定的速度旋转，浇注的金属液在离心力作用下沿浇道向外流动，注入模具中，完成充型。

     旋转盘中心浇口设有分液板，将浇口分割为几部分，浇注下的金属液被分液板分割，流入不同的浇道，可以使各个浇道金属液分布均匀。

     模具浇口与浇道末端之间的连接采用转接头连接，不同的模具角度使用不同的转接头。

      旋转转盘不同的旋转速度，可以在模具位实现不同的离心力，离心力与重力配合，可以达成一定的充型力。

     模具方向与充型力方向垂直。

      模具采用金属型、陶瓷型、树脂型中的一种，不能采用砂型。

 

有益效果：

      本发明所提出的旋转铸造方法，突破了传统重力铸造对充型压力的限制，同时无需复杂的加压设备，对设备的精密程度要求大大降低。本设备所提出的方法，仅仅通过调节旋转盘旋转速度就可以达到不同的充型压力，调节方便、快捷、可靠，是一种全新的可调充型力的铸造方法。

 

附图说明：

     图1为旋转铸造法示意图

     图2为旋转铸造模具安装及角度示意

    附图标记：1. 旋转盘，2. 模具位，3. 浇注口， 4. 分液板，5. 浇道，6.浇道口，7.转接头，8.模具，9.重力矢量，10.离心力矢量，11.充型力矢量

具体实施方式：

     旋转盘直径2米，设有四个模具位，浇口分割板将浇口分为四个，如图1。

      调节旋转转盘旋转速度，使模具位实现1.732g的离心力，离心力与重力配合，可以形成与水平方向夹角30°，大小2g的充型力，如图2。

    模具方向与充型力方向垂直，模具底面与水平面夹角为60°。

     模具采用金属型。

   申请人声明，以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。