[发明专利]中压反重力铸造工艺

说明书

本发明公开了一种中压反重力铸造工艺，1、将双冲头压射杆的外冲头安装在压射室内，将压射室与模具浇口装配连通；2、在模具冒口处安装挤压补缩缸；3、在压射室内浇入液态金属，启动外冲头推动压射室内的液态金属对模具型腔充型；4、当液态金属将模具型腔充满后，通过外冲头对液态金属施加2‑10MPa的中压铸造压力进行加压补缩；5、当模具内的液态金属凝固形成凝固层外壳后启动增压油缸，推动双冲头压射杆的内冲头对浇口处施加30‑150MPa的挤压压力进行高压补缩；6、当模具内的液态金属凝固形成凝固层外壳后启动挤压补缩缸，对冒口内腔施加30‑150MPa的挤压压力进行高压补缩。本发明结合了低压铸造和挤压铸造的结构和工艺优势，实现对大型铸件的致密化加压铸造。

技术领域

本发明涉及铸造工艺，尤其是涉及中压反重力铸造工艺。

背景技术

在压力下凝固的有色金属铸造方法分类是以铸造压力为依据。目前现有的压力铸造方法有两大类：一、低压铸造和高压铸造；二、高压铸造，包括压铸和挤压铸造。其中，压铸方法适用于平均壁厚在5-6mm以下的薄壁铸件；而低压铸造和挤压铸造适合于平均壁厚大于6mm以上的厚壁铸件。就适合于厚壁铸件的低压铸造和挤压铸造工艺来说，其共性都是平稳的层流充型，顺序凝固。其差异是凝固时受到的铸造压力不同和补缩方式不同：低压铸造是依靠压缩空气产生的低于0.4-1MPa的铸造压力下使液态金属进行凝固；低压铸造的补缩是依靠浇口处的液态金属的压力和按工艺设计的冒口,依靠冒口内未凝固的液态金属的高度差形成的重力进行补缩。挤压铸造是液压机构推动压射室内的冲头在压室内产生大于40-200MPa的铸造压力下使液态金属进行凝固；挤压铸造的补缩是依靠极高的铸造压力通过已经凝固但处于塑性的外壳发生塑性变形传递压力，使未凝固的液态金属在压力作用下对邻近的、正在凝固的区域进行补缩，以达到铸件致密的目的。

低压铸造工艺原理如图1所示，低压铸造的充型是向密封的坩埚1.1里通入压缩空气，使坩埚1.1内的液态金属液面1.2上形成0.4-1MPa铸造压力，在此铸造压力作用下，液态金属通过升液管1.3自下而上反重力方向充入模具1.4，使模具1.4内的气体顺利排出；型腔充满后，铸造压力作用于浇口处的液态金属，对浇口补缩区域未凝固的金属进行压力凝固与补缩，对于距离浇口较远不能受到浇口补缩的区域，设置冒口1.5，冒口1.5为最后凝固区域，依靠高度差形成的重力为铸件需要补缩的区域提供补缩的液态金属。

挤压铸造工艺原理如图2所示，挤压铸造的充型是在压射油缸2.1的压力作用下，压射油缸2.1内的压射活塞2.2推动压射室2.3内的压射冲头2.4，使液态金属自下而上以层流充型模具型腔，保证了模具2.5内的气体顺利排出，型腔充满后压射油缸的油压力使压射冲头在压射室内产生40-200MPa以上的铸造压力，使模具型腔内的金属在高压下进行凝固与补缩。

低压铸造的主要技术特征为：1、充型：以压缩空气为动力产生的铸造压力直接推动液态金属通过升液管1.3自下而上反重力充型；2、凝固：在由压缩空气产生的0.4-1MPa的铸造压力下液态金属由远端向浇口或冒口1.5方向顺序凝固；3、补缩：在铸件浇口区域由0.4-1MPa的铸造压力推动液态金属流动进行补缩，远离浇口区域以冒口1.5内残余的最后凝固的液态金属在高度差的重力作用下补缩。

挤压铸造的主要技术特征为：1、充型：以压射油缸2.1的压力为动力，通过压射活塞2.2推动压射室2.3内的压射冲头2.4将压射室2.3内的液态金属自下而上反重力充型；2、凝固：在压射油缸2.1的液压压力作用下，通过压射冲头2.4在压射室2.3内产生60-150MPa的铸造压力，由铸件的距离浇口的远端向浇口方向顺序凝固；3、补缩：由压射油缸2.1的液压压力通过压射冲头2.4在压射室2.3内产生60-150MPa的铸造压力推动液态金属流动对未凝固的液态金属进行补缩。