[发明专利]使用真空砂型铸模的制造方法

说明书

本发明涉及使用真空砂型铸模的制造方法。本发明涉及一种使用砂型铸模（1）由金属制造铸件的制造方法。在这种情况下，砂型铸模（1）借助于负压模制方法在模制箱（2）中制造。根据本发明，在模制箱（2）中处于负压下的砂型铸模（1）首先被填充熔融金属（5）。然后带有在其中处于负压下的砂型铸模（1）的模制箱（2）完全或部分地被冷却流体（4）冲击，并且在冷却流体冲击之后、与其同时或之前，在冷却流体冲击的地方被打开。结果，冷却流体（4）被吸入处于负压下的砂型铸模（1）中，因此使正在凝固的铸件（3）更快地淬火。

技术领域

本发明涉及使用砂型铸模由金属制造铸件的方法。

背景技术

本发明特别地涉及使用砂型铸模的铸件制造，该砂型铸模通过负压模制方法制造。由金属（例如，由铁、铝或镁的合金）制造铸件的铸造方法通常是已知的。需要砂型铸模的典型铸造方法是重力铸造或低压铸造。

在低压铸造的情况下，将带有处于真空或负压下的砂型铸模的模制箱定位在加压铸造装置上。然后将带有处于真空/负压下的砂型铸模的模制箱通过模制箱的浇道开口对接在加压铸造装置的炉出口上并且以非刚性锁定的方式与其连接。由于炉内的受控压力积聚，所以熔融金属通过炉升流管上升到加压铸造装置的炉出口中，并通过模制箱的浇道开口流到砂型铸模的浇道中。砂型铸模的浇道通入浇口区域中，其通过流道系统分配熔融金属的流动，并最佳地填充砂型铸模的模腔。因此，当熔融金属流动时，不会发生湍流，或超过材料特定的临界速度，其机械地或化学地（氧化过程）负面影响最终部件，熔融金属的流动速度通过加压铸造装置中的压力控制。在已经进行铸造之后，允许砂型铸模冷却，直到由此制造的铸件已经充分凝固到能够从模制箱中抖出的程度。砂型铸模例如在振动台上被引导，使得砂与铸件分离。

在重力铸造的情况下，砂型铸模从顶部用熔融金属填充。金属由于重力（大部分湍流地）流入砂型铸模的浇道中，并且在那通过分配流道在浇口区域中被分配到铸模的腔中。通过在砂型铸模的浇道中插入对应的过滤器，能够在重力铸造期间也产生层流。过滤器具有额外的优点，即杂质或氧化产物也能够从熔融金属中过滤出来。

所述的低压铸造方法或重力铸造尤其用于轻金属（例如，铝合金）的铸造。

对于工业规模的铸造，尽可能高效地操作铸造设备是非常重要的。因此，实现制造各个铸件的短的周期时间是非常重要的。周期时间的一个重要因素是所制造的部件的冷却速率。铸件凝固得越快，或者足够硬，以便将其从砂型铸模或模制箱中抖出，铸造设备就能更有效地操作。

然而，熔融金属的更快淬火或凝固也为所制造的铸件带来了改进的机械性能。换言之，由于熔融金属的快速且有针对性的冷却，所以产生了具有更好的机械性能的结构（例如，铸件的凝固）。

为了加速砂型铸模的冷却，现有技术的解决方案已众所周知。

文献US 7121318提出，在用熔融金属填充砂型模（具有粘合剂的砂岩聚集体）之后，砂型模与溶剂（例如，水）接触。结果，熔融金属在边界区域中被更快地冷却并且在那里开始凝固。在过程中表面凝固的铸件的边界区域也直接与溶剂接触且因此被进一步淬火。由于溶剂，所以砂型铸模也在冷却区域中被溶解。美国文献提出将砂型铸模浸入充满溶剂的浴中。

在另一文献US 7 216 691中，建议用水喷射填充有熔融金属的砂型铸模，或者将其浸入水浴中，以便更快地冷却铸模或更快速地凝固包含在其中的铸件的目的。在这种情况下，目的也是溶解砂型铸模。由于使用冷却剂有针对性地冲击砂型铸模的各个区域，所以也实现了区域性定向的淬火，且因此也在所制造的铸件中实现区域地更好的机械性能。