[发明专利]用湿砂型铸造生产非铁金属铸件的方法

说明书

本发明涉及一种制造非铁金属铸件例如铝铸件的方法，它是将熔融金属浇铸在湿砂型上，所述的铸型在浇铸金属之前经过干燥以去除铸型中的水分，并由此而防止在最终的铸件中形成微缩孔。

本发明的目的是提供一种带有空腔或深孔的竖直湿砂型，通过该空腔或深孔并借助真空对相应的型腔施加热气流以使之干燥。本发明的另一个目的是提供一种具体方法，该方法包括：干燥铸型、充填铸型、然后用一个冷却塞堵住横浇道，以使所述的横浇道快速凝固并迅速移走铸型。

本发明的又一目的是以这样一种方式提供所述深孔，以促进经过整个铸型的真空作业，以便在浇铸时熔融金属能够充满所有的铸型空隙或通道，从而提高生产率。当铸型位于将它们运出填充站的实际输送线上时，制成用于真空作业的深孔。

在湿砂型中铸造非铁金属铸件的麻烦是湿砂带有大量的水，含量为3.5％-4％，这意味着所形成的铸件的外表面会有许多气孔。

在最终铸件中存在气孔是由于铸件的外表面与高温熔融金属接触而经历强烈的热作用，这种热作用使铸型中的水分汽化，由此铝从水中吸入氢，从而在铸件的表面上产生许多微缩孔。

改善所得铸件的外表面质量的一种途径是使铸型内的熔融金属迅速凝固，并且已知几种能够使熔融金属快速冷却的方法，下面对其予以说明：

-在金属型中浇铸熔融金属，金属型能够实现所希望的快速冷却，但是该方法的缺点是制造铸型的成本高，并且生产能力受到限制。

-由磁性矿物制造铸型，其也能够使熔融金属快速冷却和凝固，并且所要生产的铸件具有较好的显微结构。该方法记载在PCT专利WO96/11761中。

-由几部分不同材料制成铸型，其中一部分由具有高导热系数的金属制成，它作为从熔融金属中除去热量的装置。该方法记载在欧洲专利EP0557374中。

在铸造业中已经知道型芯可以具有空腔或深孔以降低其重量或成本，然而到目前还没有生产出带空腔或深孔以方便去除湿砂中的水分的湿砂型(mote)。

此外，在铸造铝时，实践表明保持湿砂型的自然湿度是有利的，因为该湿度在铸造过程中会同时形成自保护铸件的酸性面膜。

然而，由于铝铸件的形状复杂，熔融铝通常难于完全充满铸型内所有的角落和空隙。通过施加真空可以改善和促进熔融铝在铸型内的填充，为此，设置穿过铸型的深孔或孔道是非常有利的。

本发明的方法完全解决了上述问题，它是在浇铸熔融金属之前干燥铸型，以去除铸型内的水分，从而防止在所得到的或最终的铸件外表面上形成气孔。

由此本发明的方法由下列步骤组成：

制造具有许多空腔或深孔的湿砂型，所述的深孔或空腔能够使热气流流过铸型并由此而去除湿砂的水分。

将铸型放入一个干燥站，它作为铸造装置的一部分，在此铸型被施以热气流以带走其中的水分，并且去除水分的气流是向着所述的空腔或深孔的。更具体地说，所述的干燥站具有一个顶盖、侧板和一个底部抽水池，由此使铸型位于一个完全密封的腔室内，经过脱水器施加负压来产生热气流，将铸型内的水分从型腔的内壁吸向所述的空腔或深孔，然后再吸向脱水器。

上述方法还包括将干燥的铸型放在一个腔室中，该腔室包括一个顶部封闭板(由液压缸驱动)、侧板和一个底部抽气系统，它们用于在浇铸前对所述腔室施加真空，以去除可能位于型腔内的空气或气体。

该方法还包括一个步骤，即一旦铸型充满就堵塞横浇道，该堵塞步骤是由一个用缸驱动的塞子来完成的。所述的塞子具有一个内腔，空气流或液流可以流经该内腔而使其端部冷却，由此使横浇道快速凝固，这样就可以迅速移走铸型而开始一个新的循环，以便提高机器的生产率。

铸铝时为了使金属完全充填所有的铸型角落和空隙，重要的是使所述的深孔穿过铸型，以便增强和促进施加真空。此外，这种深孔在铸型位于朝向填充站或浇铸站的输送线上时才制成。熔融铝的浇铸借助施加真空来进行，真空可以促进充型。

在本发明中，铸型中形成的深孔或孔道促进了通过铸型的真空作业，从而熔融金属能够完全填充铸型内所有的孔道或角落。

本发明的另一个特征涉及制造这种穿过铸型之深孔的装置，该装置具有许多带尖端的钻杆，这些钻杆由电机驱动，以使之钻穿铸型，从而在铸型中形成通孔。

最后，所述的制造通孔的装置设有一个中心活塞和导杆，它们可以使钻杆随着所述深孔或孔道的制造上升/下降。该装置还设有一个侧活塞，它可以使钻杆的位置相对铸型任意变化，从而能够根据它们的尺寸获得最理想的孔道。由此，支撑铸型列及供其滑动的底座设有长孔，它可以使钻杆穿过它们所能占据的个个可能的位置。