[发明专利]真空差压增压铸造方法及设备

说明书

技术领域：

本发明涉及与铸造方法有关，特别与适用于制作高致密度，高质量铸造件产品的需求的有关。

背景技术：

现有铸造工艺中铸件组织的致密度(针孔度)和铸造质量无法保证，满足不了科研及军工产品的高质量要求；压铸件工艺又需昂贵的钢质模具，并且模具生产周期长，铸件内在气孔等缺陷无法消除，不适合较大型零件铸造；石膏型精密铸造表面质量及尺寸精度，基本能满足高标准的技术要求，但是，对于体积较大或壁厚的铸件就不可避免产生铸件缺陷；金属型铸造工艺，其表面质量和内部组织较好，但对复杂零件或厚薄差异大的零件就容易产生铸造缺陷。因此，目前所有铸造工艺均存在着这些不同程度、不同类型的缺陷或不足。特别对于结构复杂、质量要求高、尺寸较大、周期要求短的产品没有可靠而先进的工艺和设备来保障。

发明内容：

本发明的目的是为了克服现有砂型、石膏型、金属型等多种铸造工艺及设备不足，提供一种能提高铸件产品的致密度和质量，有效生产“无缺陷铸件”，有效而可靠满足科研、军工及高质量铸件要求的真空差压增压铸造方法。

本发发明的另一个目的是为了提供真空差压增压铸造设备。

本发明的目的是这样来实现的：

本发明真空差压增压铸造方法，该方法步骤如下：

1)将合模、定位、夹紧、安装好的铸型放置于上舱；

2)将装满金属液的下舱与上舱对接，使上舱铸型底部浇道口、咽喉和下舱升液管上口对准并密封好边缘，使上下舱通过浇道口、咽喉、升液管形成通道；

3)对上下舱同时抽真空，使金属液静置净化，使下舱、升液管和上舱型腔处于真空负压状态并保持上下舱真空负压平衡；

4)关闭真空阀，停止抽真空；

5)打开下舱进气阀，逐步加压，使上下舱产生压力差，压差迫使下舱金属液升至上舱，直到冒口或铸型最高位置为止，然后关闭下舱进气阀；

6)关闭下舱进气阀后，封闭咽喉，防止上舱金属液下漏；

7)打开上舱进气阀开始对上舱加压，并达到0.2-2兆帕压力后保持5-15分钟，直至上舱金属液全部固化。

上述的铸型为砂型、石膏型、金属型、有机材料快速成型。

本发明真空差压增压铸造设备，包括上舱1、下舱9，位于上、下舱间的与上舱连接的带咽喉6的对接安装平台4，上舱中有装含底部浇道口和冒口7的铸型8的型腔5，下舱中装有熔炼炉10，装于熔炼炉中的压力坩埚12，位于压力坩埚中的上端与对接安装平台上的咽喉、铸型底部浇道口连通的升液管13，位于对接安装平台和压力坩埚间的密封环道14，分别通过管道28与上舱、下舱连通且通过操作控制台26对上舱、下舱抽真空或加压的真空罐18、压力罐19，真空罐18与真空泵2连接，压力罐18与空压机21连接。

上述的溶炼炉与压力坩埚间装有发热元件15。

上述的下舱中装有平移机构16，举升机构17，平移机构中有装在下舱上的导轨29，位于熔炼炉底部的与导轨配合的导轮30，举升机构17中有装在下舱上的液压缸31，下端伸入液压缸而上端连接在熔炼炉底部的活塞杆32。

上述的咽喉处有受操作控制台控制的止回阀27。

上述的真空罐上装有真空负压表22，压力罐上装有安全阀23、放水阀24、压力表25。

按下述步骤使用本发明真空差压增压铸造设备

A、装型：将铸型(砂型、金属型、石膏型等)正确安装在上舱安装平台上，用已有的专用夹具合模、定位、夹紧后，将下浇道口、咽喉和下舱升液管上口部对准密封；

B、将上舱盖盖好并与安装平台连接锁紧；

C、将熔炼好的金属液放置在下舱压力坩埚中；

D、将下舱平移到固定位置；

E、将下舱升液管上口部对准安装平台咽喉下口部，升起下舱，使之与上舱对接密封边缘；

F、通过操作控制台开始抽真空：将上下舱同时抽成真空并保持上下舱真空负压平衡；

G、通过操作控制台，关闭真空阀，停止抽真空，打开下舱进气阀并逐步加压，使上下舱产生压力差，压差迫使下舱金属熔液通过升液管上升至上舱铸型腔内并升至冒口或铸型最高点为止；

H、金属溶液上升至冒口时，立即关闭下舱进气阀，同时关闭咽喉止回阀，防止上舱金属液下漏；

I、打开上舱进气阀开始对上舱加压，达到0.1-2兆帕压力后保持5-15分钟，直至上舱金属液在较高压力状态下全部固化为止；

J、通过操作控制台打开排气阀，同时放掉上下舱的压缩空气，将下舱落回原位，打开上舱盖，取出铸型，清理出优质铸件。