專利名稱：低速真空壓擠鑄造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鑄造工藝，特別涉及一種全立式壓鑄工藝。
背景技術(shù)：
壓鑄——現(xiàn)代鑄造工業(yè)中最重要、最先進(jìn)的工藝技術(shù)。然而，在壓鑄工藝中，由于高速充填，型腔氣體很難排出；加之金屬液在型腔中冷卻速 度快，實(shí)際上也很難補(bǔ)縮，致使壓鑄件常有氣孔及縮松缺陷，鑄件壁厚值 愈大，這種缺陷愈嚴(yán)重；因高溫時(shí)氣孔內(nèi)的氣體膨脹會(huì)使壓鑄件表面鼓泡， 因此壓鑄件不可進(jìn)行熱處理；這些都嚴(yán)重影響到壓鑄件質(zhì)量，使壓鑄生產(chǎn) 的擴(kuò)大及使用范圍受到限制。真空壓鑄曾盛勝一時(shí)，但現(xiàn)在應(yīng)用并不多， 主要原因是該技術(shù)雖然使壓鑄件氣孔有所減少，但常常有縮孔變得更加嚴(yán) 重的現(xiàn)象。精速密壓鑄法在消除氣孔及縮松缺陷方面能起到較大作用，但 該法對(duì)鑄型熱平衡和溫度場(chǎng)要求嚴(yán)格，且又無有效措施，在壓鑄壁厚小于 3. 5毫米時(shí)易發(fā)生欠鑄，加上雙沖頭維護(hù)困難，其推廣應(yīng)用范圍也不大。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種低速真空壓擠鑄造工藝，它綜合應(yīng)用低速 與真空充型、壓擠凝固的方法，對(duì)全立式壓鑄工藝進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。本發(fā)明是這樣來實(shí)現(xiàn)的，其工藝步驟是(1)模具、真空系統(tǒng)與熱澆道 設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì)的要求是內(nèi)澆口厚度比普通壓鑄模厚,為6—12腿，當(dāng)內(nèi) 澆口開設(shè)在鑄件厚壁(18—25腿)處時(shí)，可為15—18腿；安裝熱澆道的 位置要考慮用電安全并離壓射油缸體200 mra以上；熱澆道設(shè)計(jì)的要求是； 加熱器分成多組，分別由不同溫控儀控制；真空系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求是真空泵排 量與真空罐容積要根據(jù)型腔容積大小確定，確保3秒鐘內(nèi)型腔真空達(dá)到-0.09MPa或更高，真空塞的性能要保證型腔與真空系統(tǒng)快速連通，又使金屬液不會(huì)隨氣流進(jìn)入真空系統(tǒng)；真空閥及真空系統(tǒng)各元件的流量與動(dòng)作時(shí) 間要與整個(gè)真空系統(tǒng)相匹配；(2)熱澆道與模具安裝預(yù)熱熱澆道溫度場(chǎng)控制的原則是壓室內(nèi)口上(與模具相聯(lián)處)的溫度比壓室內(nèi)中心的溫度 高5(TC左右。壓室內(nèi)的平均溫度按不同的壓鑄合金取值(鋁合金應(yīng)達(dá)到500 "以上)。模具也要同時(shí)預(yù)熱，預(yù)熱溫度隨壓鑄合金而變，鋁合金應(yīng)達(dá)到 35(TC左右，鋅合金應(yīng)達(dá)到25(TC左右；預(yù)熱后應(yīng)馬上對(duì)壓室和型腔噴涂料；(3)金屬液澆入熱澆道、合模、抽真空當(dāng)金屬液澆入下模的熱壓室里后，快速合模密封分型面并啟動(dòng)真空閥抽真空，在壓射開始前，對(duì)型腔進(jìn)行抽真空，3秒鐘內(nèi)達(dá)到控制真空值(-0.09MPa)。 (4)低速、真空充型根據(jù) 不同的鑄件選擇充型速度(預(yù)先調(diào)定好，壓射沖頭的運(yùn)動(dòng)速度控制在io— 100毫米/秒)。當(dāng)真空值達(dá)到-0.09MPa時(shí)，立即按下壓射開關(guān)，開始?jí)荷洌?在壓射的全過程中，真空系統(tǒng)一直與型腔連通，并保持控制值；(5)壓擠 凝固在壓射后階段(此時(shí)型腔已經(jīng)充滿，鑄件中心尚未凝固)，壓射液壓 油缸迅速增壓，壓射沖頭以數(shù)百兆帕的高比壓對(duì)直澆道中的金屬施壓并保 持?jǐn)?shù)分鐘，充分補(bǔ)縮鑄件使鑄件更致密；(6)開模取件本發(fā)明的技術(shù)效果是熱澆道的應(yīng)用，良好的保溫性能，改善了壓 鑄過程的溫度場(chǎng)；實(shí)現(xiàn)了 1、低速度壓射，使充型的金屬液平穩(wěn)地沿全 壁厚向前推進(jìn)，不產(chǎn)生渦流，型腔氣體排出有充分的時(shí)間，減少了壓鑄件 的氣孔與疏松；2、高壓下凝固，在壓射后階段，壓射沖頭以數(shù)百兆帕的 高比壓對(duì)直澆道中的金屬施壓，因?yàn)榇藭r(shí)直澆道中的金屬還是液態(tài)，鑄件 能在高壓下得到充分補(bǔ)縮使鑄件更致密；3、無真空縮孔，因?yàn)殍T件能得 到了充分補(bǔ)縮，因此可避免真空縮孔缺陷，同時(shí)又保持了真空環(huán)境下消除型腔中的空氣的有利方面；因此，低速真空壓擠鑄造工藝能有效地降低壓 鑄件內(nèi)含氣孔和縮松缺陷的機(jī)率，壓鑄件可進(jìn)行熱處理，熱處理后的壓鑄 件其抗拉強(qiáng)度和延伸率都提高了 25%,對(duì)于厚壁鑄件效果更是顯著，從而 使壓鑄件的質(zhì)量大大提高。


圖1為本發(fā)明的工作原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本發(fā)明工藝步驟是(1)模具、真空系統(tǒng)與熱澆道設(shè)計(jì) 模具設(shè)計(jì)的要求是內(nèi)澆口厚度比普通壓鑄模厚為6—12腿，當(dāng)內(nèi)澆口開 設(shè)在鑄件厚壁(18—25腿)處時(shí)，可為15—18腿；安裝熱澆道的位置要考慮用電安全并離壓射油缸11要200誦以上；熱澆道設(shè)計(jì)的要求是 加熱器7分成多組，分別由不同溫控儀控制，真空系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特殊要求是真空泵排量與真空罐1容積要根據(jù)型腔6容積大小確定，確保3秒鐘內(nèi)型 腔真空達(dá)到-O. 09MPa或更高，真空塞2的性能要保證型腔6與真空系統(tǒng) 快速連通，又使金屬液不會(huì)隨氣流進(jìn)入真空系統(tǒng)；真空閥3及真空系統(tǒng)各 元件的流量與動(dòng)作時(shí)間要與整個(gè)真空系統(tǒng)相匹配；(2)熱澆道與模具安裝 預(yù)熱熱澆道溫度場(chǎng)控制的原則是壓室8內(nèi)口上(與模具相聯(lián)處)的溫 度比壓室內(nèi)中心的溫度高5(TC左右。壓室內(nèi)的平均溫度按不同的壓鑄合 金取值(鋁合金應(yīng)達(dá)到500。C以上)。模具也要同時(shí)預(yù)熱，預(yù)熱溫度隨壓 鑄合金而變，鋁合金應(yīng)達(dá)到35(TC左右，鋅合金應(yīng)達(dá)到25(TC左右；預(yù)熱 后應(yīng)馬上對(duì)壓室和型腔噴涂料；(3)金屬液澆入熱澆道、合模、抽真空 當(dāng)金屬液澆入下模9的熱壓室里后，上油缸4快速將上模5與下模9合模， 密封分型面并啟動(dòng)真空閥抽真空，在壓射開始前，對(duì)型腔6進(jìn)行抽真空，3秒鐘內(nèi)達(dá)到控制真空值(-0.09MPa); (4)低速、真空充型根據(jù)不同 的鑄件選擇充型速度(預(yù)先調(diào)定好，壓射沖頭的運(yùn)動(dòng)速度控制在10—100 毫米/秒)。當(dāng)真空值達(dá)到-O. 09MPa時(shí)，壓射油缸11立即動(dòng)作，開始?jí)荷洌?在壓射的全過程中，真空系統(tǒng)一直與型腔連通，并保持控制值。(5)壓擠凝固在壓射后階段(此時(shí)型腔已經(jīng)充滿，鑄件中心尚未凝 固)，壓射油缸ll迅速增壓，壓射沖頭10以數(shù)百兆帕的高比壓對(duì)直澆道 中的金屬施壓并保持?jǐn)?shù)分鐘，充分補(bǔ)縮鑄件使鑄件更致密；(6)開模取件。本發(fā)明適用壓射缸有增壓系統(tǒng)的全立式壓鑄機(jī)進(jìn)行鋁合金、鋅合金 壓鑄。
權(quán)利要求
1. 一種低速真空壓擠鑄造工藝，其特征是工藝步驟如下(1)模具、真空系統(tǒng)與熱澆道設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì)的特殊要求是內(nèi)澆口厚度比普通壓鑄模厚，為6-12mm，安裝熱澆道的位置在離壓射油缸體200mm以上；熱澆道設(shè)計(jì)的要求是加熱器分成多組，分別由不同溫控儀控制；真空系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求是真空泵排量與真空罐容積要根據(jù)型腔容積大小確定，確保3秒鐘內(nèi)型腔真空達(dá)到-0.09MPa或更高，真空塞的性能要保證型腔與真空系統(tǒng)快速連通，又使金屬液不會(huì)隨氣流進(jìn)入真空系統(tǒng)，真空閥及真空系統(tǒng)各元件的流量與動(dòng)作時(shí)間要與整個(gè)真空系統(tǒng)相匹配；(2)熱澆道與模具安裝預(yù)熱熱澆道溫度場(chǎng)控制的原則是壓室內(nèi)口上的溫度比壓室內(nèi)中心的溫度高50℃左右，壓室內(nèi)的平均溫度按不同的壓鑄合金取值，模具同時(shí)預(yù)熱，鋁合金應(yīng)達(dá)到350℃左右，鋅合金應(yīng)達(dá)到250℃左右；預(yù)熱后應(yīng)馬上對(duì)壓室和型腔噴涂料；(3)金屬液澆入熱澆道、合模、抽真空當(dāng)金屬液澆入下模的熱壓室里后，快速合模密封分型面并啟動(dòng)真空閥抽真空，在壓射開始前，對(duì)型腔進(jìn)行抽真空，3秒鐘內(nèi)達(dá)到控制真空值為-0.09Mpa；(4)低速、真空充型根據(jù)不同的鑄件選擇充型速度，當(dāng)真空值達(dá)到-0.09MPa時(shí)，立即按下壓射開關(guān)，開始?jí)荷洌趬荷涞娜^程中，真空系統(tǒng)一直與型腔連通，并保持控制值；(5)壓擠凝固在壓射后階段，壓射液壓油缸迅速增壓，壓射沖頭以數(shù)百兆帕的高比壓對(duì)直澆道中的金屬施壓并保持?jǐn)?shù)分鐘，充分補(bǔ)縮鑄件使鑄件更致密；(6)開模取件。
全文摘要
一種低速真空壓擠鑄造工藝，其步驟為(1)模具、真空系統(tǒng)與熱澆道設(shè)計(jì)；(2)熱澆道與模具安裝預(yù)熱、噴涂料；(3)金屬液澆入熱澆道、合模、抽真空；(4)低速、真空充型；(5)壓擠凝固；(6)開模取件。本發(fā)明的技術(shù)效果是改善了壓鑄過程的溫度場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了低速度壓射、高壓下凝固、無真空縮孔的鑄造方法。低速真空壓擠鑄造工藝能有效地降低壓鑄件內(nèi)含氣孔和縮松缺陷的機(jī)率，壓鑄件可進(jìn)行熱處理，熱處理后的壓鑄件其抗拉強(qiáng)度和延伸率都提高了25％，從而使壓鑄件的質(zhì)量大大提高。
文檔編號(hào)B22D18/06GK101274361SQ20081010684
公開日2008年10月1日 申請(qǐng)日期2008年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月8日
發(fā)明者張麗攀, 方立高 申請(qǐng)人:南昌航空大學(xué)