[发明专利]由金属熔体通过铸造工艺制造铸件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由金属熔体通过铸造工艺制造铸件的方法。

背景技术

由金属熔体铸造铸件过程中的基本问题在于，用熔融的材料这样进行模具灌注，即在铸件中出现尽可能少的空气和氧化物夹杂物。除此之外，在许多应用中期望确定的凝固过程，以实现满足对于机械性能的分配的各个要求的微观结构。

特别是在铸造铝合金的过程中这里需要补充，熔体应以尽可能顺畅的方式从熔融槽或者铸造容器中到达模具中。以这种方式防止了合金组分与周围氧气反应并且形成硬的氧化物。同时应当在铸造过程中使温度损失最小，以确保优化的微观结构。这些要求相反会产生危险，即在熔体的快速的灌注过程中在熔体流中产生显著的紊流并在铸件中将气体包围，由此在铸件中防止了优化的结构的形成。

特别是在用轻金属熔体、特别是基于铝的熔体制造内燃机所必需的部件、例如汽缸头或曲轴箱的铸造的领域中，各个铸模以紊流小的方式“平稳的”灌注是特别重要的。因此，将氧化物和其他杂质的量最小，这些物质浮在铸模中待灌注的熔体体积上并且否则在浇铸过程中到达铸模中。为了达到这个效果，过去已经研发了所谓的“倾斜浇铸”的大量的变体。

已知的倾斜浇铸方法的共同的特征在于，铸模通过与其对接的熔体容器这样灌注，即铸模与熔体容器从开始位置围绕转动轴转动到终止位置，在开始位置上用待浇铸的熔体灌注熔体容器，从而由于这种转动运动使熔体流入铸模中。

从EP1155763A1中已知的倾斜浇铸的变体中，将一种具有指向上方的注入侧的铸模安装到基板上并且随后与基板以大约180°围绕水平的转动轴转动，直到铸模的注入侧指向下方。接下来，铸造容器以其排出口密封地对接到铸模的注入侧上，用足够用于灌注铸模的熔体灌注该铸造容器。铸模就此与在其上紧贴的铸造容器一起以大约180°围绕水平定向的转动轴转动，这样铸造容器中的熔体流入铸模中。如果注入过程结束，铸造容器能够与铸模分离。这种类型的方法由于宽的转动路径也称为转动浇铸方法。

DE102004015649B3中已知另一种用于倾斜浇铸的方法，该方法用轻金属，特别是铝合金组成的部件进行铸造。在该方法中，头部铸件中的熔体灌注到位于铸模的纵向侧面上的横向通道中。对此铸模首先以45°到70°的角度围绕其水平定向的纵轴倾斜。随后在该横向通道中开始液态的熔体的灌注，直到大约五分之一的对于部件铸造必须的熔体灌注到横向通道中，而熔体不会流入铸模的模型空腔中。之后，铸模通过连续的再装满熔体这样由倾斜的位置转动到垂直位置，即使熔体沿着铸模壁流入模型空腔中。

DE102008015856A1中已知用于根据倾斜浇铸工艺铸造由轻金属浇铸部件的另一方法变体。在这种方法中将熔体灌注到与铸模对应的组件中。熔体从这种组件中在铸模的倾斜运动时流入模型空腔中。通过铸模从终止位置起通过对应的铸造机以最大90°围绕水平定向的转动轴转动到开始位置并且通过随后铸模能够在0°到90°区域中移动，具有良好的结构构造的几何形状严格要求的部件应当在短的周期内在凝固过程中铸造。

最后，DE102010022343A1中已知一种用于倾斜浇铸部件的方法，其中第一加工步骤中铸模从基本位置以指向上方的注入侧在第一转动方向上以第一转动角度转动到第一转动位置，铸模限定出用于容纳金属熔体的模具空腔和至少一个浇口。随后，为了铸造新的铸件准备铸模，其中将其清洁，可选涂覆并且最后装配铸芯。接着在与第一转动方向相反的第二转动方向上转动铸模。在此其经过基本位置并且转动直到第二转动位置，在第二转动位置上铸模相对于基本位置具有第二转动角度。随后用提供用于部件的浇铸的液态的金属熔体灌注至少一个浇口。接下来，铸模和浇口一起在相反方向上这样转动到基本位置，即第二转动位置和基本位置之间的液态的熔体以分层的方式流入铸模的模具空腔中。倾斜浇铸的这种变体的优点在于，浇口设置为离操作者相对远并且这样作用于操作者的热辐射相对小。同时，这种已知的用于倾斜浇铸的方法也应该在较短的周期和因此较高的产量情况下能够以铸造工艺制造更高质量的铸件。

发明内容

在之前阐述的现有技术的背景下，本发明的目的在于，提供一种通过铸造工艺制造铸件的方法，其中进一步优化的模具灌注和伴随的优化的凝固过程确保了铸件的最佳的质量。

根据本发明该目的通过如下方式实现，即：