[发明专利]以金属熔体浇铸成铸件的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种以金属熔体浇铸成铸件的方法，以及一种适用于执行该方法的装置。根据本发明加工的金属熔体是一种轻金属熔体，优选是基于铝或铝合金的熔体。

背景技术

在铸模中熔体的凝固过程以及为平衡收缩所需要的送料都会严重地影响到铸件的属性。因此，为避免在铸模中较大的熔体流量而以连续过程进行熔体铸型填充，并且在铸模相对于送料机的一侧随之平均分配地凝固，则能够使得其属性平均分布。

高品质浇铸产物的质量可以通过所谓的“回转浇铸”产生。在现有技术中，DE 100 19 309 A1中公开了一种可用于制成高品质铸件的浇铸方法。其中，容纳有金属熔体的熔体容器利用其开口朝上的开口对接到铸模的开口朝下填充口。随后，铸模与其连接的容器快速地转动大约180°。借助于转动，熔体容器中的熔体到达铸模。当转动实现最终位置时，则熔体容器与铸模分离。由此可见，在送料机区域中目前位于上方的剩余熔体也可以在重力作用下保持流动并且有效地补偿了熔体凝固所引起的体积损失。

通过铸模与熔体容器的转动实现了铸模以金属熔体完全填充。熔体在转动中以这样的方式有效地到达铸模的铸模腔的所有区域(其将形成待铸造的铸件)，即基于铸型转动，填充在铸模中的金属熔体平均地承受重力。此外，通过定向凝固优化了铸件的结构，该定向凝固通过铸模由旋转导致的方向来实现。

然而，在前述方法所执行的回转浇铸中出现了问题，即在圆柱形的内部几何形状时要求特别均匀的凝固形态。只要铸模首先相反于重力填充，并随后转动用于冷却，则能够实现平静的铸型填充，从而实现了进一步改善的凝固效果。然而，在转动之前会带来通常由气泡或冷却轨迹在铸件中造成的铸造缺陷。这样的铸造缺陷归结于，熔体在铸模转动之前业已在铸模中这样急剧地冷却，即本身形成了不受控制的凝固前沿(或冷却轨迹)或熔体在包含空气的影响下在铸模中回缩。

发明内容

基于现有技术，本发明的目的在于提出一种方法及一种装置，通过该方法与装置能够以较高的运行安全性，通过特别经济有效的方式产生高品质的、复杂结构的铸件。

该目的相对于方法由此而实现，即根据本发明，该方法包括在权利要求1中描述的技术方案。根据本发明的方法的有利设计方案在从属于权利要求1的从属权利要求中给出。

上述目的相对于装置根据本发明由此而实现，即该装置具有在权利要求12中给出的技术特征。根据本发明的装置的有利设计方案在从属于权利要求12的从属权利要求中给出。

根据本发明，为了以金属熔体浇铸成铸件，首先制备一个设置在旋转架中的铸模(工作步骤a)。该铸模包括待形成铸件的铸模腔、用于给铸模腔供给金属熔体的送料系统以及浇铸通道，送料系统通过该浇铸通道可以填入金属熔体。在此，送料系统相对于铸模的铸模腔以这样的方式设置，即在铸模转动到填充位置上时则通过送料系统相反于重力的作用方向来向铸模腔填充金属熔体。同时，浇铸通道的设置用于填入金属熔体的填入口以这样的方式设置铸模的侧面上，且在送料系统中远离于该浇铸通道的连接口，即浇铸通道的填入口在铸模的各个填充位置中设置在送料系统的连接口的上方。

在填充之前，这样制备的铸模被调整到填充位置上，在该填充位置上，填充到浇铸通道中的金属熔体在重力的作用下沿着浇铸通道流动，其中金属熔体的主流动方向与重力的作用方向闭合成一个角度(工作步骤b)。在本文中，金属熔体的“主流动方向”指的是流动方向，在该方向中，熔体不必依赖于浇铸通道的各个实际走向流动，从而以直接的路径从填入口到达送料系统中浇铸通道的连接口。在此，应当理解的是，铸模调整到根据本发明的预定填充位置可以分别在特殊的工作步骤中进行，即铸模能够准确地相对于其供料方式而这样进行调整，即其能够满足根据本发明的操作模式的要求。

被调整到填充位置的铸模随后被填入金属熔体，直至铸模(包括浇铸通道)完全被金属熔体充盈(工作步骤c)。

一旦铸模足够充盈，则其通过设置在浇铸通道的填入口中的塞子进行密封(工作步骤d)。接下来，封闭的铸模被转动到凝固位置，在该位置中，存在于送料系统中的熔体基于重力的作用挤压存在于铸模腔中的熔体(工作步骤e)。在这样的位置中，铸模保持不动，直至存在于铸模中的金属熔体实现特定的凝固状态(工作步骤f)。随后，铸件进行脱模(工作步骤g)。