[发明专利]压铸法及压铸装置

说明书

本发明涉及一种能高效率压铸出其内部未含有害气孔穴而强度特性优越并能进行热处理的无孔性压铸制品的压铸方法及压铸装置。

以往之普通压铸法，是将各种金属熔浆以高速高压填充于金属模内而进行铸造之方法，由于其能以高效率制成铸造面优异之铸造物品，故已被广泛应用于各种精密配件的制造。惟因通常须将金属熔浆以10～50m/s之铸口速度及500～1，500kg/cm之压力在瞬间加以填充故充满于金属模内以及注射套筒内的空气，将无法完全逸出于金属模外，而所填充的熔浆则在浆中混进有大量气泡的状态下凝固，因此所完成的压铸成品内部含有不同大小之无数气孔穴。

因此，以往之普通压铸成品，不仅其强度低，而且若施以为提高其强度特性所须之热处理时，在气孔穴内的气体即将引起膨胀而有发生变形以及表面隆凸之缺陷，乃有无法将其供作需要强度之配件或耐压配件使用之重大缺点，这是众所周知的。

为解除此项缺点起见，虽有在填充熔浆前，将金属模及注射套筒内空气藉抽真空装置予以抽吸并排出于外部的各种真空压铸法之方案，惟此等方式均为在完成模之扣紧过程而固定模与可动模之接合面完全密接之状态下，将熔浆供给注射套筒内后，始将金属模内空气加以排出之方式。由于其仅能通过在金属模密接面极小部分所设之微小断面积（因在填充中熔浆可能喷出于金属模外部，故该断面积无法设得太大）的抽气沟槽将空气排出，而且，自熔浆之供给至注射填充之容许时间很短，故在金属模内之真空度大都为50～90%左右，此种方式因而亦被称为减压压铸法，在其成品内部仍存留在相当多之气孔穴，此乃为目前的实际状况。

为将上述方式进一步改善，又有一种方案，即将抽气沟槽之断面积加大，以提高金属模内之真空度，同时，这种方式将填充熔浆时能堵住熔浆从抽气沟槽喷出于金属模外部之遮断阀，设于排气通道途中。惟因每次高温之熔浆将在遮断阀之滑动部分引起凝固，故又有因阀部分之黏接而易于发生动作不良现象之缺点。

此外，亦有藉填充中之熔浆将金属模内所存留之空气赶出方式之超低速真空压铸法的方案。惟此时，因熔浆之一部分在填充中引起凝固，故无法铸成压铸法特征之一的薄料制品，此乃为其缺点。

再者，又有与真空压铸法不同之另一种方式的方案，将活性气体（例如为氧气）吹进金属模内，藉此与空气相置换，并令填充中之金属熔浆（例如为铝）与活性气体发生反应，而由于使其生成无害的固体化合物（例如氧化铝）之微粒子，即消除气孔穴的无孔性压铸法之方案。但是，此种方法，如欲在短时间内使金属模内空气完全由活性气体置换，则在实际上无法做到，而且为使金属模内所充满的大量活性气体之全部与熔浆发生反应，亦颇有困难，故依照此方法所制成之压铸成品中，仍然存有含活性气体的有害气孔穴，而在进行热处理时产生不良成品之比率亦相当高。

如是，采用以往之各种真空压铸法及无孔性压铸法所得之压铸成品，虽比采用普通压铸法者有相当的改善，但目前尚未确立对于任何形状、尺寸的制品均能使其热处理时之不良比率成为零那样的压铸法，故需要热处理的铝合金铸造物之大部分，仍然采用其铸造时间可达压铸法者之10倍以上而且其铸造面亦欠佳的重力金属模铸造法或低压金属铸造法来进行生产，乃为现今之状况。

本发明乃为解除以往之如上述各种压铸法之缺点而所创新者，其目的即欲提供一种能将与重力金属模铸造法或低压金属模铸造法同等以上的高品质铸造物，以与过去之压铸法同等以上之高效率进行大量生产之压铸法以及压铸装置。

如前所述，以往之真空压铸法，其金属模内空气之抽吸排出是经由模扣紧过程完成之后的微小断面积抽气沟槽进行的，而只能做到不完全的排除。但本发明之方式却将模扣紧完了前之固定金属模与可动金属模接合面全面上之微小间隙，作一巧妙的利用，因而非常容易确保可达以往方式者10倍以上的巨大断面积的排气通道，本发明乃着眼于此特点而所达成者。而由于将如此大面积之通道妥加利用，用以在瞬间内抽吸排出金属模内的空气，竞能在实质上达到以往被认为无法做到的金属模内之100%真空度，因而能获得未含有害气孔穴的完全无孔性压铸成品。

一般而言，为将金属模内的空气快速排出于外部之方法，乃采取将藉真空泵僚其内部成为真空的大容积罐与金属模内部相连通之方式。例如，将金属模内部之空隙容积为1公升（1）而真空度为0%（大气压力）的金属模，与内容积为200公升（1）而真空度为100%（完全真空）的罐相连通时，金属模内之空气将被快速抽吸而进入真空罐内，两者之真空度则成为99.94%（隔热变化）而达到平衡。惟为到达此项平衡压力所需之时间，乃大致与连通两者的通道中之最小断面积成反比。