[发明专利]一种调压充型高压凝固铸造装置与铸造方法

说明书

本发明公开了一种调压充型高压凝固铸造装置及铸造方法，所述装置包括熔炼炉、压射杆、升液管、锤头、料筒、模具、真空管和真空截止阀；通过本装置可以从熔炼炉中铝液中心取优质铝合金熔体，通过计算机控制熔炼炉内和模具型腔的压力差将铝液通过封闭式的升液管和料筒输送到模具型腔内，整个过程铝液液面平稳上升，不仅大大减小了铝液在输送和充型阶段与空气的接触面积，减少氧化渣，同时模具型腔内形成一定的真空条件，降低了铝液的含气量，提高了铝液在模具型腔内充型能力；充型完成后，铸件在高压下凝固，组织致密，晶粒细化，大大降低缩松、缩孔、针孔等铸造缺陷的形成几率，最终使铸件内部质量及本体力学性能大幅提高。

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，具体涉及一种调压充型高压凝固铸造装置与铸造方法,具体是指：利用型腔及炉膛的压力差输送合金液完成模具型腔充型，然后使合金液在锤头高压作用下凝固的装置及方法。

背景技术

压铸和挤压铸造被广泛应用于工业化大批量生产铝合金铸件，相比于其他铸造工艺，此两种铸造工艺生产的铝合金铸件尺寸稳定、精度高，铸件表面质量优良，工艺出品率高，生产效率高。此外，采用挤压铸造工艺生产的铸件，其强度和力学性能比传统砂型铸造高。

压铸和挤压铸造的挤压方式分为直接挤压和间接挤压两种，其中直接挤压是利用模具直接对铝液施加高压，而间接挤压则是利用锤头保证铝液在高压条件下凝固。

目前国内采用的压铸和挤压铸造工艺在铝液输送、充型和凝固等方面均存在不足之处：采用浇包向料筒中倾倒铝液，倾倒过程中铝液与空气持续接触形成大量氧化渣；充型时铝液在型腔内高速流动和空气发生二次接触，容易形成卷气和氧化渣；熔体含气量大，凝固时易析出形成针孔。这些不足之处严重的降低了铝液质量，影响铸件内部质量和力学性能。

铝合金压铸和挤压铸造工艺目前已大规模应用于工业化生产，开发一种调压充型高压凝固的装置及方法，可以从熔炼炉中铝液中心取优质铝合金熔体，通过计算机控制模具1型腔和熔炼炉3内的压力差，将优质铝液沿封闭式的升液管31和料筒4输送到模具1型腔内，不仅减小了铝液在输送和充型阶段与空气的接触面积，同时保证液面平稳上升，有效避免形成氧化皮和氧化渣，同时在模具1型腔内形成一定的真空条件，降低了铝液的含气量，提高了铝液在模具1型腔内充型能力；充型完成后，铸件在高压下凝固，组织致密，晶粒细化，大大降低缩松、缩孔、针孔等铸造缺陷的形成几率，最终使铸件内部质量及本体力学性能大幅提高。因此，一种调压充型高压凝固的装置及方法对于工业化大批量生产优质压铸和挤压铸件具有十分重要的意义。

发明内容

为了减少压铸和挤压铸造过程铝液氧化，降低熔体含气量，避免充型过程卷气，提高铸件质量，本发明提供一种调压充型高压凝固铸造装置与铸造方法。本发明主要是对模具1抽真空，同时向熔炼炉3内通入压缩空气或抽真空，改变炉内气压，利用熔炼炉3内与模具1型腔之间的压力差推动铝液依次通过升液管31和料筒4进入模具型腔，并上升至设定高度，锤头21上升封堵进料口，推动料筒4中的铝液进入模具1型腔完成充型，模具真空截止阀13启动，同时对合金液施加60～200MPa的挤压力，直至合金液凝固。通过上述方案可以从熔炼炉中铝液中心取优质铝合金熔体，通过计算机控制熔炼炉3内和模具1型腔的压力差将铝液通过封闭式的升液管31和料筒输送到模具1型腔内，整个过程铝液液面平稳上升，不仅大大减小了铝液在输送和充型阶段与空气的接触面积，减少氧化渣，同时模具1型腔内形成一定的真空条件，降低了铝液的含气量，提高了铝液在模具1型腔内充型能力；充型完成后，铸件在高压下凝固，组织致密，晶粒细化，大大降低缩松、缩孔、针孔等铸造缺陷的形成几率，最终使铸件内部质量及本体力学性能大幅提高。

本发明具体技术方案如下：

本发明提供了一种调压充型高压凝固铸造装置，所述装置包括熔炼炉3、压射杆2、升液管31、锤头21、料筒4、模具1、真空管5和真空截止阀13；