[发明专利]一种适用于多层复杂结构铸件的低压铸造方法

说明书

本发明涉及一种适用于多层复杂结构铸件的低压铸造方法，以实现复杂低压铸造件的平稳充型。其包括：升液阶段：将压力为P_升的压缩气体通入密封的坩埚内，使坩埚中的合金液通过升液管平稳上升至铸型的浇口处；充型阶段：将通入至坩埚内的气体压力增大至P_充，使合金液从铸型的浇口充入型腔，直至型腔被完全充满；结晶增压阶段：铝液充满型腔后，将通入至坩埚内的气体压力按照预设的升压速率增大至保压压力P_保；结晶保压阶段：在一段时间段内保持通入坩埚内的气体压力为保压压力P_保，使型腔内的金属液完全凝固；卸压阶段：解除坩埚内的气体压力；在所述充型阶段中，存在至少一个使通入至坩埚内的气体压力保持不变的滞压阶段。

技术领域

本发明涉及有色金属铸造领域，具体是一种适用于多层复杂结构铸件的低压铸造方法。

背景技术

铝合金低压铸造工艺过程主要分为升液充型和凝固补缩两个阶段，而铸造行业工程师的关注重点主要是凝固补缩。因为低压铸造是介于重力铸造和压力铸造之间的一种铸造工艺，它兼具重力铸造中底注式平稳充型和压力铸造中铸件补缩更好的优点。也就是说，低压铸造诞生之初就被贴上了充型平稳的标签，这一结论对于绝大部分的铸件是成立的。但是，以汽车发动机缸盖为例，随着涡轮增压、缸内直喷、排气集成等新技术的发展，产品结构日趋复杂化、多层化，使得充型过程铸件各个部位充型背压不一致，充型不平稳，有的部位充型快，有的部位充型慢，最终导致铸件毛坯充型不完整，形成废品。

目前，国内外生产排气集成发动机缸盖主要以重力铸造为主，原因之一是重力铸造有开放式的冒口，排气条件优良，铸造成型难度低。低压铸造虽有排气塞、分型面排气、顶杆排气等辅助排气措施，但相对于重力铸造，排气效果较差。 因此，如何解决类似排气集成缸盖这样的多层、复杂低压铸造件的平稳充型问题，成为亟待解决的技术难点。

中国发明专利CN201811528334.0 铸锭件电磁泵低压铸造工艺及零件电磁泵低压铸造工艺，是通过施加低频脉冲式压力的方式实现更好的补缩和细化组织，但这是在型腔充型完毕之后。

中国发明专利CN200810011491.4 低压铸造充型方法及其所使用的低压铸造充型设备，是通过在卸压时保留一定的压力值，使镁合金液悬浮在升液管某一高度值，直至下一轮充型开始，目的是为了防止镁合金液氧化。

上述发明的关注点都不在低压铸造模具型腔本身充型过程，认为一般铸件平稳充型模具型腔，即采用图1所示的传统的匀速压力曲线设置方法。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种适用于多层复杂结构铸件的低压铸造方法，以实现复杂低压铸造件的平稳充型，得到外形轮廓完好的铸件。

本发明的技术方案为：

本发明提供了一种适用于多层复杂结构铸件的低压铸造方法，包括：

升液阶段：将压力为P_升的压缩气体通入密封的坩埚内，使坩埚中的合金液通过升液管平稳上升至铸型的浇口处；

充型阶段：将通入至坩埚内的气体压力增大至P_充，使合金液从铸型的浇口充入型腔，直至型腔被完全充满；

结晶增压阶段：铝液充满型腔后，将通入至坩埚内的气体压力按照预设的升压速率增大至保压压力P_保；

结晶保压阶段：在一段时间段内保持通入坩埚内的气体压力为保压压力P_保，使型腔内的金属液完全凝固；

卸压阶段：解除坩埚内的气体压力，使未凝固的合金液依靠自重回流至坩埚中；

其中，在所述充型阶段中，存在至少一个使通入至坩埚内的气体压力保持不变的滞压阶段。