專利名稱：高品質(zhì)鑄件鑄造法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鑄件鑄造法，其在模具合模之后將型腔內(nèi)氣體置換成不燃性氣體，然后將型腔內(nèi)的不燃性氣體在溶湯填充過程中進行吸收，以此可以獲得高質(zhì)量的鑄造產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
鑄件鑄造，因為在高溫高速的情況下將溶湯注入型腔內(nèi)，型腔內(nèi)的不純氣體在絕熱壓縮的情況下和空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生高溫，其中，若將空氣以500千克/平方厘米來進行絕緣壓縮的話，空氣的溫度則會上升至3000攝氏度以上。此外，眾所周知，填充結(jié)束時由于絕熱壓縮而被卷入的高溫氣體和填充結(jié)束時空氣中氧氣而引起的高溫化等會引起產(chǎn)品內(nèi)部產(chǎn)生氣孔，產(chǎn)品外觀產(chǎn)生熔接痕跡等問題。在高精密，高精度的鑄件產(chǎn)品成型過程中，成型模具中安裝除氣裝置，通過吸收型腔內(nèi)的空氣，以及脫模劑所產(chǎn)生的不純氣體等來防止產(chǎn)品中出現(xiàn)氣孔，使得溶湯到達型腔內(nèi)的各個角落。還有一種方法也在試用著，即在溶湯填充開始前，用非活性氣體置換出型腔內(nèi)的不純氣體，然后在型腔內(nèi)填充金屬溶湯。除氣裝置，眾所周知的有，單閥門式，即，將一體的閥門以電動來進行開關(guān)；溶湯壓力的作用下通過受動閥門進行工作。該閥門通過杠桿來開關(guān)閥門，以開關(guān)閥門和閉鎖閥門兩種為大家熟知。先前的技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1日本特開平08-90197號公報；專利文獻2日本特開2000-271720號公報；專利文獻3日本特開2003-53513號公報；
專利文獻4日本特許第4292822號。

發(fā)明內(nèi)容
過去的方法，即將型腔內(nèi)的非活性氣體以溶湯的填充壓力排出到型腔外的方法。 但高壓高速填充的溶湯無法將所有的非活性氣體排到外部。此外，殘留在型腔內(nèi)的非活性氣體，由于高溫而引起絕熱壓縮，在產(chǎn)品表面造成溶接痕跡，在產(chǎn)品內(nèi)部則產(chǎn)生氣孔。鋁制品因為重量輕，容易再利用，其用途每年都在增加，追求高品質(zhì)化和高精密化，同時也追求成品合格率上升所帶來的低成本化。因此，本發(fā)明鑒于先前技術(shù)中所存在的問題，以提供高品質(zhì)的鑄造產(chǎn)品為目的，將型腔內(nèi)封存的不純氣體向外排放，將型腔內(nèi)置換成不燃性氣體，并在溶湯填充過程中吸收不燃性氣體。
為了達成上述目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明所述的高品質(zhì)真空鑄造法，在權(quán)利要求1中具備 安裝成型模具并對其安裝金屬溶湯的供給裝置，以及這些裝置的電動控制部，在固定模具和可動模具之間配有型腔，型腔連接有閥門式除氣裝置。與溶湯供給裝置相連接的套筒上備有溶湯供給口，套筒內(nèi)安裝有柱塞，柱塞在套筒中將溶湯推入成型模具內(nèi)。在閥門式除氣裝置同時連接真空罐的吸引路和備有氣源的氣體壓送路并且可以根據(jù)需要隨時切換。從合模結(jié)束前一刻開始到向型腔內(nèi)填充金屬溶湯結(jié)束，通過除氣裝置從氣源向型腔內(nèi)壓送不燃性氣體，使得型腔內(nèi)的不純氣體從溶湯供給口排放至外部，型腔內(nèi)部全部置換成不燃性氣體，并在溶湯的填充過程中對不燃性氣體進行吸收。此處所說的型腔，指產(chǎn)品的形成空間中設(shè)有的鑄造模具，鑄件模具和注射成型模具等。產(chǎn)品的形成空間處于可動模具和固定模具之間。此處所說的不純氣體是指，由于成型模具和套筒處于加熱狀態(tài)，型腔和套筒內(nèi)的空氣，套筒內(nèi)的金屬溶湯以及噴涂于型腔內(nèi)的脫模劑所產(chǎn)生的氣體。氣源是指不易燃燒的氣體，多含有氮的空氣，特別是干燥空氣或者非活性氣體的
氮氣等。此處的真空罐，至少具備制造成型模具一個周期所需要的容量，將模具型腔內(nèi)的氣體在盡可能短的時間內(nèi)吸收而使型腔接近真空狀態(tài)。此處的模具合模結(jié)束之前是指，檢測出模具合模狀態(tài)的第一，二，三感應(yīng)器接收到來自第二感應(yīng)器的信號的時候。權(quán)利要求2，在權(quán)利要求1中記載的高品質(zhì)真空鑄造方法中，其特征在于，從氣源向成型模具內(nèi)壓送的不燃性氣體，將型腔內(nèi)和套筒內(nèi)的不純氣體從溶湯供給口向外部排放，在溶湯供給口被柱塞塞上之前至少將型腔充滿。權(quán)利要求3，在權(quán)利要求2中記載的高品質(zhì)鑄件鑄造方法中，其特征在于，氣體壓送路的氣源為既存的壓縮空氣管路的壓縮空氣和氣體填充罐中的任何一方。權(quán)利要求4，在權(quán)利要求1、2、或者3中記載的高品質(zhì)鑄件鑄造方法中，其特征在于，除氣裝置為單閥門式除氣裝置或者機械閥門式除氣裝置的任何一方，單閥門式除氣裝置由溶湯檢測傳感器和接受該溶湯檢測傳感器信號后運作的開關(guān)閥門組成；機械閥門式除氣裝置根據(jù)溶湯運作的受動閥門和通過與該閥門相接的杠桿來運作的閉鎖閥門。權(quán)利要求5，在權(quán)利要求3或者4中記載的高品質(zhì)鑄件鑄造方法中，其特征在于，填充至氣體填充罐的氣源為氮氣，通過向成型模具滑動的柱塞，將型腔內(nèi)置換成氮氣直至溶湯供給口被塞住為止。此處氣體壓送是指從除氣裝置到氣源為止的配管路，將不燃性氣體壓送到型腔內(nèi)。吸收路是指，從除氣裝置到真空罐為止的配管路，從型腔吸收不燃性氣體。此處既存壓縮空氣管路是指，工廠內(nèi)被配管的壓縮空氣管路，至少輸送1氣壓以上的壓縮空氣，包括產(chǎn)生壓縮空氣的壓縮機和氣缸等。此處的閥門式除氣裝置是指單閥門式除氣裝置和多閥門式除氣裝置，由裝于固定側(cè)的固定模具和裝于可動模側(cè)的可動模具組成，與成型模具同時開閉，模具合模時可以吸收來自型腔內(nèi)的不純氣體，防止溶湯被吸入。根據(jù)如前所述的高品質(zhì)鑄件鑄造方法，共有如下效果權(quán)利要求1的鑄造方法，在模具合模結(jié)束之前向模具型腔內(nèi)注入溶湯至注入結(jié)束為止的時間里，從氣源通過除氣裝置向型腔內(nèi)壓送不燃性氣體，成型模具和套筒中加熱的空氣與噴涂于型腔內(nèi)的脫模劑所產(chǎn)生的不純氣體自套筒的溶湯供給口被排放至外部，至少在型腔內(nèi)置換成不燃性氣體，使成型模具和套筒中的不純氣體減少。結(jié)論，不純氣體引起的不良制品的產(chǎn)生得以抑制，從而得到高品質(zhì)的鑄件鑄造產(chǎn)品。此外，溶湯填充過程中，連通型腔的除氣裝置使得真空罐吸收型腔內(nèi)的不純氣體， 從而抑制了殘留氣體引起的絕緣壓縮，有利于高品質(zhì)的產(chǎn)品制造。權(quán)利要求2的鑄造方法，除了具備權(quán)利要求1的特征之外，還包括，對于壓送到型腔內(nèi)的不燃性氣體，以及套筒內(nèi)的不純氣體也都從溶湯供給口排放至外部，所以更加減輕了不純氣體帶來的影響。權(quán)利要求3的鑄造方法，除了具備要求1和2的特征之外，還包括，氣體壓送路的氣源為配管于工廠內(nèi)的既存壓縮空氣管路的時候可以僅僅與該空氣管路連接上就可以使用。此外，氣源來自于氣體填充罐的時候，可以容易的將氣源移動配置到任何位置，比如閥門式除氣裝置的附近。權(quán)利要求4的鑄造方法中，除了具備權(quán)利要求1、2、3的特征外，還包括，閥門式除氣裝置為單閥門除氣裝置的時候，根據(jù)溶湯檢測傳感器的安裝位置，可以進行最適當(dāng)?shù)牟蝗夹詺怏w的壓送和吸收。此外，閥門式除氣裝置為多閥門式除氣裝置的時候，不需要電氣配線。權(quán)利要求5的鑄造方法中，除了具備權(quán)利要求1、2、3、4的特征外，還包括，氣體填充罐內(nèi)填充的氣源為氮氣，因此還原效果更勝一籌。型腔內(nèi)以及套筒內(nèi)的不純空氣以氮氣進行置換，因此可以消除空氣中的氧氣引起的溶湯的氧化反應(yīng)，從而可以制造出更高品質(zhì)的產(chǎn)品。壓送的氮氣是大氣的構(gòu)成部分，所以不僅無害，價格低廉，更是由于分子量少而使得空氣引起的絕緣壓縮影響變小。


圖1為本發(fā)明中高品質(zhì)鑄件鑄造方法中所使用的鑄件鑄造機的縮略圖；圖2為固定模具(左)和可動模具(右)的平面圖；圖3為多閥門式除氣裝置的吸收路和氣體壓送路的鏈接例子的示意概略圖；圖4為單閥門式除氣裝置中開關(guān)閥門在開放時(左)和閉鎖時(右)的剖面圖；圖5為將自動模具合模開始前后到吸收結(jié)束為止各個工序以時序表示的工序圖。主要符號說明1為閥門式除氣裝置，IA為單閥門式除氣裝置，11為溶湯檢測傳感器，12為開關(guān)閥門，121為柱塞整體(包括活塞)，122為活塞，123,124為氣缸部，IB為機械閥門式除氣裝置，13為固定模，14為可動模，15為受動閥門，16為閉鎖閥門，17為杠桿，18 為溶湯路，19為除氣路，2為氣體壓送路，21為氣源，22為氣體填充罐，23為供給電磁閥，3 為吸引路，31為真空罐，32為吸入電磁閥，4為共通路，8為溶湯供給方法，81為套筒，82為溶湯供給口，83為柱塞，B為成型模具，Bl為固定模，B2為可動模，C為型腔，D為型腔路， E為溶湯入口，F(xiàn)為既存壓縮空氣管路，Sl為第一檢測器，S2為第二檢測器，S3為第三檢測器，M為金屬溶湯。
具體實施方式
首先，本發(fā)明之高品質(zhì)鑄件鑄造方法中使用的鑄件鑄造機的概略構(gòu)造以圖1和圖 2為基礎(chǔ)進行說明。安裝成型模具B并開關(guān)產(chǎn)品的鑄造方法，以及填充金屬溶湯M的供給方法8，以上所述部分都備有電磁控制部(圖片未顯示)。在成型模具B的可動模具和固定模具之間備有型腔C，連通型腔C的是閥式除氣裝置1，且如圖5所示，感知合模的初期階段的第一感應(yīng)器Si，感知合模結(jié)束的第三感應(yīng)器 S3，以及感應(yīng)其過程的第二感應(yīng)器S2。溶湯的供給方法8包括連接固定模具Bl的套筒81上設(shè)計溶湯供給口 82，在套筒81里備有向成型B壓送溶湯的柱塞83。接下來，根據(jù)本發(fā)明在第一實施階段的說明，作為閥門式除氣裝置1，裝有多閥門式除氣裝置1B，此除氣裝置IB將氣體壓送路1和吸收路3連接，在氣體壓送路2和吸收路 3之間分別有電磁閥23、32，通過電磁閥23、32的開關(guān)可以進行氣體壓送路2和吸收路3的交替，作為氣源21使用的是既存壓縮空氣管路F。氣體壓送路2和吸收路3，在和除氣裝置IB連接的共通路4處分離，于分歧點到氣源21之間設(shè)有供給電磁閥23，從分歧點到真空罐31之間設(shè)有電磁閥32。裝備于成型模具B上的除氣裝置IB如圖3所示，由安裝在固定模具Bl上的固定模13和安裝在可動模具B2上的可動模14組成，固定模13和可動模14之間設(shè)有連通型腔 C的溶湯路18，至少溶湯路18的入口側(cè)設(shè)有通過溶湯壓運作的受動閥門15，在出口側(cè)設(shè)有開關(guān)閥門16，并設(shè)有開關(guān)杠桿17，其將受動閥門15的運作傳遞給開關(guān)閥門16。根據(jù)如上所述的本發(fā)明的鑄造方法，預(yù)先將通路4與除氣裝置IB連接，將氣體壓送路2與既存壓縮空氣管路F相連接，既存壓縮空氣管路F中流動的壓縮氣體為不燃性氣體。氣體壓送路2和吸收路3的電磁閥23、32被閉鎖，2、3兩路呈閉鎖狀態(tài)。若真空罐31在略微真空的狀態(tài)下將模具合模，則成型模具B的模具合模結(jié)束之前一刻，即第二感應(yīng)器S2在接受到電氣信號的那一刻，到型腔C中溶湯填充結(jié)束為止，氣體壓送路2的電磁閥呈開口狀態(tài)。也就是說，電磁閥23的開口使得既存壓縮空氣管路F中流動的壓縮空氣從氣體壓送路2，通過除氣裝置IB被壓送到型腔C，進一步，流動到套筒81，從溶湯供給口 82被排放至外部，型腔C內(nèi)的氣體全部置換成不燃性氣體。在向套筒81注入金屬溶湯M的過程中，則送氣電磁閥23被閉鎖，從氣體壓送路2 向型腔C的壓縮空氣的送氣工作停止。套筒81內(nèi)注入的金屬溶湯M，通過柱塞83向成型模具B壓送，柱塞83前進直至堵住溶湯供給口 82，溶湯M從套筒81被填充入成型模具B則吸入電磁閥32 —直呈開口狀態(tài)。由此，型腔C內(nèi)的置換空氣通過除氣裝置IB被吸收路3的真空罐31吸收。也就是說，從溶湯填充過程開始，型腔C內(nèi)的置換空氣都通過除氣裝置IB被真空罐31吸收。艮口， 對來自型腔C的置換空氣吸收。開始時間為，對成型模具B進行溶湯填充的稍微遲延之后。關(guān)于高品質(zhì)鑄件鑄造方法第二實施形態(tài)和第一實施形態(tài)的相異點進行說明，則為，作為氣源21使用氮氣來代替壓縮空氣，具體來說氮氣的來源于氣體填充罐22。也就是說，除了與氣體壓送路2的一端連接氣體填充罐22這一點之外，其它與第一實施形態(tài)相同。
在第二實施形態(tài)中，氣體填充罐22的氮氣通過氣體壓送路2以及除氣裝置IB被壓送到型腔C內(nèi)，通過型腔C進一步流入套筒81內(nèi)，從溶湯供給口 82向外部排出。由此成型模具B和套筒81的不純氣體從溶湯供給口 82排放至外部，型腔C內(nèi)的不純氣體被置換成氮氣。接下來就在第三實施狀態(tài)下高品質(zhì)鑄件鑄造方法與第一，第二實施形態(tài)的差異點進行說明，則為，以單閥門除氣裝置1A(以下稱除氣裝置1A)，來取代機械閥門式除氣裝置 IB這一點。機械閥門式除氣裝置1A，如圖四所示和在吸收路19末端設(shè)計的開關(guān)閥門12，同該開關(guān)閥門12同側(cè)的型腔C在吸收路19的途中，設(shè)有能夠檢測流入吸收路19的金屬溶湯M 的溶湯檢測傳感器11。開關(guān)閥門12的柱塞121在頭部備有活塞部122，這個活塞在開關(guān)閥門12的前進方向和后退方向的兩側(cè)備有氣缸部123、124，一側(cè)的氣缸部設(shè)為正壓，另一側(cè)設(shè)為負壓，隨著溶湯檢測傳感器11檢測出的溶湯信息，開關(guān)閥門12進行開關(guān)動作。產(chǎn)業(yè)上的可利用性過去的成型模具B，在加熱狀態(tài)下進行合模時，原來卷入型腔C內(nèi)的空氣和噴涂于型腔C內(nèi)的脫模劑所產(chǎn)生的氣體，以及在向型腔C內(nèi)填充金屬溶湯M時候產(chǎn)生的不純氣體也是造成產(chǎn)品不良的一個原因。套筒81內(nèi)的空氣在加熱狀態(tài)下也同樣會產(chǎn)生不純氣體，卷入到溶湯中同樣會影響產(chǎn)品質(zhì)量。應(yīng)用本專利后，向型腔以及套筒81內(nèi)吹入不燃性氣體去置換出不純氣體，為創(chuàng)造出高品質(zhì)的鑄造產(chǎn)品提供了良好的環(huán)境。成型模具B在開模狀態(tài)下，氣體壓送路以及吸引路均停止工作。氣源21通過除氣裝置1向型腔內(nèi)壓送的不燃性氣體壓力最好為4. 5 6. 5kg/cm20型腔C內(nèi)的不純氣體全部置換成定壓比熱摩爾小的氮氣，這樣斷熱壓縮所產(chǎn)生的影響變小，提高產(chǎn)品質(zhì)量。圖5，成型模具B的合模的工序以時序來表示，其關(guān)系如圖5所示。
權(quán)利要求
1.一種高品質(zhì)鑄件鑄造方法，其具備安裝成型模具并對其進行開閉的產(chǎn)品鑄造裝置、向成型模具內(nèi)填充溶湯的供給裝置、以及上述產(chǎn)品鑄造裝置及供給裝置的電動控制部。 成型模具包括固定模具和可動模具兩部分，固定模具和可動模具之間備有型腔，并裝有閥門式除氣裝置。溶湯的供給方法為通過與固定模具連接的套筒上備有溶湯供給口，以及套筒中備有的柱塞，把從溶湯供給口注入的溶湯推向成型模具，其特征在于在閥門式除氣裝置內(nèi)，使具備真空罐的吸引路和具有氣源的氣體壓送路相連接并切換，從成型模具合模結(jié)束前一刻到向型腔內(nèi)注入溶湯之前，通過除氣裝置從氣源向型腔內(nèi)壓送不燃性氣體，至少使得型腔內(nèi)封存的不純氣體從套筒的溶湯供給口排出，使型腔內(nèi)全部置換成不燃性氣體，從溶湯填充過程中開始通過除氣裝置的真空罐對型腔內(nèi)的不燃性氣體進行吸收。
2.如權(quán)利要求1所述的高品質(zhì)真空鑄造法，其特征在于從氣源向成型模具內(nèi)壓送不燃性氣體，將型腔內(nèi)和套筒內(nèi)的不純氣體從溶湯供給口向外部排放，在套筒的溶湯供給口被柱塞塞上為止將型腔內(nèi)充滿。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高品質(zhì)真空鑄造法，其特征在于，氣體壓送路的氣源為既存的壓縮空氣管路內(nèi)的壓縮空氣和氣體填充罐的任何一方。
4.如權(quán)利要求1、2或者3所述的高品質(zhì)真空鑄造方法，其特征在于，除氣裝置為單閥門式除氣裝置或者機械閥門式除氣裝置的任何一方，單閥門式除氣裝置由溶湯檢測傳感器和接受該溶湯檢測傳感器的信號后運作的開關(guān)閥門組成；機械閥門式除氣裝置備有受溶湯壓力運作的受動閥門和通過與該閥門相連接的杠桿來運作的閉鎖閥門。
5.如權(quán)利要求3或者4所述的高品質(zhì)真空鑄造方法，其特征在于，氣體填充罐的氣體為氮氣，通過向成型模具滑動的柱塞，將型腔內(nèi)置換成氮氣直至套筒內(nèi)的溶湯供給裝置被塞住為止。
全文摘要
向型腔內(nèi)壓送不燃性氣體，然后把型腔內(nèi)的不純氣體從套筒向外部排出，通過不燃性氣體的置換提供高品質(zhì)的鑄件鑄造。通過在連通型腔的閥門式除氣裝置，在裝備有連通型腔的套筒，套筒上的溶湯供給口以及壓送溶湯的柱塞，使連接氣源的除氣裝置能夠連續(xù)動作，從合模結(jié)束開始到溶湯填充之前，通過除氣裝置不斷向型腔壓送不燃性氣體，把型腔內(nèi)的不純氣體從套筒上的溶湯供給口排放到外部，最后在溶湯填充過程中通過真空裝置把型腔內(nèi)的不燃性氣體全部排出。
文檔編號B22D18/06GK102274948SQ201110163029
公開日2011年12月14日 申請日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者森川巖 申請人:迪爾工程株式會社