[发明专利]铸模和串模铸造装置中的浇铸和冷却区

说明书

本发明涉及一种带垂直分型面的铸模和串模铸造装置中的浇注和冷却区。

众所周知，液态和固态金属冷却时都会有体积的缩小，即所谓的热收缩。在铸模中在浇铸后型腔中的热量分配不均匀，因此，并不是所有的铸件部分同时凝固，这使得铸件保持液态时间最长的区域将给出一部分金属液用于补偿铸件的已凝固区域的收缩，这样就在铸件中产生通常叫做“缩孔”的缺陷，这种缺陷或者是铸件表面中的凹陷或者是铸件中的空穴(孔穴或微缩)。为了避免这些缺陷，本领域的技术人员可采取一系列步骤，其中最普通的是使用补缩槽，即铸模中的空穴，在浇铸过程中其中充满金属，这种空穴的尺寸使得其中的金属保持液态的时间比铸件的最后凝固区域都长，这种空穴通过横截面相对较大的通道连接到这些区域，从而在这些区域的凝固过程中对其进行液体金属的补充。

已知的这种补缩槽主要有两种类型，即作为开口冒口(基本上为圆柱形空穴，从将其连接到铸件的通道延伸到铸模的上表面)和作为铸模中的内部的或封闭的空穴的所谓的“盲冒口(blindrisers)”，紧靠铸件需要补缩的地方设置。相对于后者，前者具有在补缩位置较高的静压力，即该位置之上的“压头(head)”或金属柱压力的优点，从而通过将补缩金属通过连接通道压入铸件而以较高的程度支持补缩。而在后者中，压力在补缩过程中减小。另一方面，后者的优点是铸造过程中具有较高的金属出品率，即只需从铸件上分离较少量的用于重新熔化(回收)的金属，这也减小了用于熔化的能量消耗。

与具有水平分型面的铸模相比，具有垂直分型面的铸模的顶表面具有相对较小的表面积，因此，后一种铸模只允许较低程度的对于用于补缩的开口胃口的利用，因而，为此目的通常需要使用上述“盲冒口”，这种吸块的缺点如上所述是用于通过通道将补缩金属压入铸件的静压力较小。这种缺陷在补缩轻金属铸件(即铝和其合金或镁和其合金铸件)时尤为明显，这是因为这些金属比重较低。

为了克服上述问题，US-A-2,568,428公开了位于型腔的一或两侧并且顶部可连接到一压缩空气源的盲冒口，其压力将加到冒口底部的金属静压力上，从而使补缩更有效。该对比文件已形成权利要求1的前序部分的基础。

用具有垂直分型面的铸模铸造轻金属铸件特别在串模造型装置(例如本申请人制造和销售的“Disamatic”造型装置)的铸模中的铸造的情况下具有商业价值，因此，本发明的一个目的是提供一种铸模，特别是用于从下面浇铸轻金属铸件的带垂直分型面的铸模，它能避免通过通道将补缩金属压入铸件的静压力较小的缺点，从而使补缩更为有效，同时能够增加金属出品率，即减少用于浇铸各铸模的金属量。本发明的另一目的在于提供在具有该铸模的串模铸造装置中的浇注和冷却区。

根据本发明的一个方面，提供了一种带垂直分型面的铸模，特别用于从下面浇铸轻金属铸件，包括在一串模铸造装置中的两个相互紧靠的湿砂铸模，所述铸模包括至少一个型腔，一与型腔相连的内浇口，和一个通过截面积大于内浇口的导管连接到型腔的内补缩槽，其特征在于，补缩槽放置在型腔之下，其侧壁下部连接到内浇口，并适于通过一个在铸模的一外表面开口的导管连接到一压缩气体源。

通过保持在型腔中的金属凝固过程中补缩槽中一定的压力，该压力大致等于刚浇铸之后补缩槽中的金属静压力，可产生一用于将补缩金属通过连接补缩槽和型腔的通道压入的压力，该压力相应于使用在冒口中的金属柱所获得的压力。因此，浇铸铸模时，相应于该金属柱的液体金属的量就省下了。

不需说所施加的压力不必超过该压力施加处的平均金属静压力，直到与补缩槽相连的内浇道中的金属凝固或该内浇道以其它的方式被阻塞，例如，如国际申请WO 93/11892中所述，显然，如果不是这样的话，施加更高的压力会迫使金属通过入口流回而不会以任何方式贡献于铸件的补缩。当内浇道中的金属凝固或内浇道阻塞，可有选择地增加施加的压力，从而确保有效的补缩。

最好，在根据本发明的铸模中，由不能透过液体金属的材料制成的元件放置在补缩槽和导管之间，补缩槽通过该元件能够连接到压力气体源。

按照本发明的一个较佳实施例，当气体压力作用于其上时所述元件能够弯曲。

所述的由不能透过液体金属的材料制成的元件可透过气体。