CN111940702A - 一种铸造模具、差压铸造方法和低压铸造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铸造技术领域，提供了一种铸造模具、差压铸造方法和低压铸造方法，包括设置在所述上模上的上模镶块，所述上模镶块的下部设置有冒口型腔，所述冒口型腔与所述模具型腔相连通，所述上模镶块上设置有与所述冒口型腔相连通的气管，所述气管一端位于所述冒口型腔的顶部，能够通入压缩空气，在铸造的过程中通过所述气管内通入压缩空气，所述冒口型腔的上部形成和所述保温炉内充型压力同一数量级的压力，在铸件凝固的过程中对冒口持续形成挤压效果，通过局部挤压的作用将冒口的压力传递至远端缺陷处，达到对缺陷处产生补缩而消除缺陷的目的。

Description

一种铸造模具、差压铸造方法和低压铸造方法

技术领域

本申请涉及铸造技术领域，具体涉及一种铸造模具、差压铸造方法和低压铸造方法。

背景技术

在现代汽车的发展过程中，轻量化节能化是重要趋势，铸件结构复杂、造型特异以及大量的铸铁件由铝合金所代替，铸件造型复杂，给工艺带来了巨大困难。造型复杂带来的首要工艺难题便是铸造缺陷。目前解决铸造缺陷的主要方法是优化产品造型，使得铸件可以顺序凝固，这样会使产品重量增加，和轻量化节能化的发展趋势相违背。另外，也可以通过冒口补缩来消除铸造缺陷，可是使用冒口只能解决近冒口处的铸造缺陷，离冒口较远处的缺陷无法消除，这就要求在工艺上有新的突破。

发明内容

本申请实施例提供了一种铸造模具、差压铸造方法和低压铸造方法，通过局部挤压的作用将冒口的压力传递至远端缺陷处，达到对缺陷处产生补缩而消除缺陷的目的。

为实现上述目的，本发明提供如下的技术方案：

第一方面，提供一种铸造模具，包括上模和下模，上模和下模合围成模具型腔，所述上模上设置有上模镶块，所述上模镶块的下部设置有冒口型腔，所述冒口型腔与所述模具型腔相连通；所述上模镶块上设置有与所述冒口型腔相连通的气管，所述气管一端位于所述冒口型腔的顶部，能够通入压缩空气。

在一些实施例中，所述冒口型腔和所述气管之间设置有排气塞。

在一些实施例中，所述气管上设置有一个单向阀。

在一些实施例中，所述冒口型腔的横截面呈上窄下宽的锥形。

第二方面，本申请实施例提供了一种采用上述任一实施例中所述的一种铸造模具的差压铸造方法，其特征在于，包括如下步骤：

模具合模后，在保温炉和所述模具型腔内通干燥压缩空气，压力增加至0.2-0.6MPa，然后所述模具型腔停止增压并保持压力，保温炉内继续按照设定的压力曲线以4mbar/s-20mbar/s的速度继续增压，将保温炉内的铝液缓慢填充到所述模具型腔中；

所述气管内通入压缩空气，所述冒口型腔的上部形成和所述保温炉内充型压力同一数量级的压力，在铸件凝固的过程中对冒口持续形成挤压效果。

第三方面，本申请实施例提供了一种采用上述任一实施例中所述的一种铸造模具的低压铸造方法，其特征在于，包括如下步骤：

模具合模后，保温炉内按照设定的压力曲线以4mbar/s-30mbar/s的速度增压，将保温炉内的铝液缓慢填充到所述模具型腔中；

所述气管内通入压缩空气，所述冒口型腔的上部形成和所述保温炉内充型压力同一数量级的压力，在铸件凝固的过程中对冒口持续形成挤压效果。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供了一种铸造模具、差压铸造方法和低压铸造方法，包括设置在所述上模上的上模镶块，所述上模镶块的下部设置有冒口型腔，所述冒口型腔与所述模具型腔相连通，所述上模镶块上设置有与所述冒口型腔相连通的气管，所述气管一端位于所述冒口型腔的顶部，能够通入压缩空气，在铸造的过程中通过所述气管内通入压缩空气，所述冒口型腔的上部形成和所述保温炉内充型压力同一数量级的压力，在铸件凝固的过程中对冒口持续形成挤压效果，通过局部挤压的作用将冒口的压力传递至远端缺陷处，达到对缺陷处产生补缩而消除缺陷的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一种铸造模具的合模状态的结构示意图。

其中：1-上模、2-下模、3-上模镶块、4-模具型腔、5-冒口型腔、6-气管、7-排气塞、8-单向阀、9-分流锥。

具体实施方式

本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

为了解决离冒口较远处的缩松、缩孔等铸造缺陷，本申请一个实施例中提供了一种铸造模具，包括上模和下模，上模和下模合围成模具型腔，所述上模上设置有上模镶块，所述上模镶块的下部设置有冒口型腔，所述冒口型腔与所述模具型腔相连通；所述上模镶块上设置有与所述冒口型腔相连通的气管，所述气管一端位于所述冒口型腔的顶部，能够通入压缩空气。本实施例中，在铸造的过程中通过所述气管内通入压缩空气，所述冒口型腔的上部形成和所述保温炉内充型压力同一数量级的压力，在铸件凝固的过程中对冒口持续形成挤压效果，通过局部挤压的作用将冒口的压力传递至远端缺陷处，达到对缺陷处产生补缩而消除缺陷的目的。

在其它一些实施例中，所述冒口型腔和所述气管之间设置有排气塞，防止铝液充型时进入气管管路堵塞管路而导致挤压无效。

在其它一些实施例中，所述气管上设置有一个单向阀，进一步防止铝液在充型过程中堵塞气管，同时能够保证挤压气体顺利进入冒口型腔。

在其它一些实施例中，所述冒口型腔的横截面呈上窄下宽的锥形，锥形冒 口有利于冒口内形成较为理想的缩管，提高冒口的补缩效率，获得良好的铸件。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例1：

本实施例1中提供了一种铸造模具，如图1中所示，包括上模1和下模2，上模1和下模2合围成模具型腔4。所述上模1上设置有上模镶块3，所述上模镶块3的下部设置有冒口型腔5，所述冒口型腔5与所述模具型腔4相连通。所述冒口型腔5的横截面呈上窄下宽的锥形。

所述上模镶块3上设置有与所述冒口型腔5相连通的气管6，所述气管6一端位于所述冒口型腔5的顶部，能够通入压缩空气。所述气管6的另一端可以连接空气加压设备，例如空气泵、空气压缩机或者产线上的压缩空气站。

所述冒口型腔5和所述气管6之间设置有排气塞7，这样可以防止铝液充型时进入气管6的管路堵塞管路而导致挤压无效。

所述气管上距离冒口200mm的位置设置有一个单向阀，进一步防止铝液在充型过程中堵塞气管6的挤压管路，同时能够保证挤压气体顺利进入冒口型腔5。

本实施例1中提供了一种铸造模具，在铸造的过程中通过所述气管6内通入压缩空气，所述冒口型腔5的上部形成和所述保温炉内充型压力同一数量级的压力，在铸件凝固的过程中对冒口持续形成挤压效果，通过局部挤压的作用将冒口的压力传递至远端缺陷处，达到对缺陷处产生补缩而消除缺陷的目的。经过验证，本发明可以对冒口周围100mm以内的缺陷产生明显的抑制效果。

本发明结构简单，操作方便，可以消除普通冒口无法消除的铸造缺陷，同时铸件在局部压力下结晶，可以提高铸件的内部组织性能，提升产品质量，为差压铸造工艺突破提供一种方法。

实施例2：

实施例2中提供了一种差压铸造模具，如图1中所示，包括上模1和下模2，上模1和下模2合围成模具型腔4。所述上模1上设置有上模镶块3，所述上模镶块3的下部设置有冒口型腔5，所述冒口型腔5与所述模具型腔4相连通。所述冒口型腔5的横截面呈上窄下宽的锥形。

所述上模镶块3上设置有与所述冒口型腔5相连通的气管6，所述气管6一端位于所述冒口型腔5的顶部，能够通入压缩空气。所述气管6的另一端可以连接空气加压设备，例如空气泵、空气压缩机或者产线上的压缩空气站。

所述冒口型腔5和所述气管6之间设置有排气塞7，这样可以防止铝液充型时进入气管6的管路堵塞管路而导致挤压无效。

所述气管上距离冒口200mm的位置设置有一个单向阀，进一步防止铝液在充型过程中堵塞气管6的挤压管路，同时能够保证挤压气体顺利进入冒口型腔5。

所述差压铸造模具的差压铸造方法如下：

提供铸造铝合金（例如ZL101、A356铝合金）；将铸造铝合金熔融，将铝液置于铸造机的保温炉内，并且在700-730℃之间进行浇注；铸造机模具合模后，在保温炉和模具室内通干燥压缩空气，压力增加至0.2-0.6MPa，然后模具室停止增压并保持压力，保温炉内继续按照设定的压力曲线以4mbar/s-20mbar/s的速度继续增压，将保温炉内的铝液缓慢填充到金属铸造模具型腔中；所述气管内通入压缩空气，所述冒口型腔的上部形成和所述保温炉内充型压力同一数量级的压力（以免压力过大产生危险或者压力过小挤压效果不明显等），在铸件凝固的过程中对冒口持续形成挤压效果；充型完成时，模具型芯内各支冷却水路开启对模具进行冷却，并且保持保温炉的压力；卸去冒口上方压力且气管管路迅速与模具室切断，保证模具型腔内的空腔密闭效果，然后卸去模具型腔与保温炉内的压力；打开模具，取出铸件，后将铸件快速浸入30-45℃的水中冷却，完成差压铸造生产。

本实施例2中提供了一种差压铸造模具及差压铸造方法，在铸造的过程中将冒口上方引入的空气压力开启，通过所述气管6内通入压缩空气，所述冒口型腔5的上部形成和所述保温炉内充型压力同一数量级的压力，在铸件凝固的过程中对冒口持续形成挤压效果，通过局部挤压的作用将冒口的压力传递至远端缺陷处，达到对缺陷处产生补缩而消除缺陷的目的。经过验证，本发明可以对冒口周围100mm以内的缺陷产生明显的抑制效果。

实施例3：

实施例3中提供了一种低压铸造模具，如图1中所示，包括上模1和下模2，上模1和下模2合围成模具型腔4。所述上模1上设置有上模镶块3，所述上模镶块3的下部设置有冒口型腔5，所述冒口型腔5与所述模具型腔4相连通。所述冒口型腔5的横截面呈上窄下宽的锥形。

所述上模镶块3上设置有与所述冒口型腔5相连通的气管6，所述气管6一端位于所述冒口型腔5的顶部，能够通入压缩空气。所述气管6的另一端可以连接空气加压设备，例如空气泵、空气压缩机或者产线上的压缩空气站。

所述冒口型腔5和所述气管6之间设置有排气塞7，这样可以防止铝液充型时进入气管6的管路堵塞管路而导致挤压无效。

所述气管上距离冒口200mm的位置设置有一个单向阀，进一步防止铝液在充型过程中堵塞气管6的挤压管路，同时能够保证挤压气体顺利进入冒口型腔5。

所述低压铸造模具的低压铸造方法如下：

提供铸造铝合金（例如ZL101、A356铝合金）；将铸造铝合金熔融，将铝液置于铸造机的保温炉内，并且在680-750℃之间进行浇注；铸造机模具合模后，保温炉内按照设定的压力曲线以4mbar/s-30mbar/s的速度增压(在升液阶段、充型阶段增压的速度可以是变化的，例如升液阶段控制在15mbar/s-30mbar/s、充型阶段控制在4mbar/s-15mbar/s)，将保温炉内的铝液缓慢填充到金属铸造模具型腔中；所述气管内通入压缩空气，所述冒口型腔的上部形成和所述保温炉内充型压力同一数量级的压力（以免压力过大产生危险或者压力过小挤压效果不明显等），在铸件凝固的过程中对冒口持续形成挤压效果；充型完成时，模具型芯内各支冷却水路开启对模具进行冷却，并且保持保温炉的压力；卸去冒口上方气管管路的压力，然后卸去保温炉内的压力；打开模具，取出铸件，进行后续的热处理、机加、涂装等工序，完成低压铸造。

本实施例3中提供了一种低压铸造模具及低压铸造方法，在铸造的过程中将冒口上方引入的空气压力开启，通过所述气管6内通入压缩空气，所述冒口型腔5的上部形成和所述保温炉内充型压力同一数量级的压力，在铸件凝固的过程中对冒口持续形成挤压效果，通过局部挤压的作用将冒口的压力传递至远端缺陷处，达到对缺陷处产生补缩而消除缺陷的目的。经过验证，本发明可以对冒口周围100mm以内的缺陷产生明显的抑制效果。

以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (6)

1.一种铸造模具，包括上模和下模，上模和下模合围成模具型腔，其特征在于，所述上模上设置有上模镶块，所述上模镶块的下部设置有冒口型腔，所述冒口型腔与所述模具型腔相连通；

所述上模镶块上设置有与所述冒口型腔相连通的气管，所述气管一端位于所述冒口型腔的顶部，能够通入压缩空气。

2.根据权利要求1中所述的一种铸造模具，其特征在于，所述冒口型腔和所述气管之间设置有排气塞。

3.根据权利要求1中所述的一种铸造模具，其特征在于，所述气管上设置有一个单向阀。

4.根据权利要求1中所述的一种铸造模具，其特征在于，所述冒口型腔的横截面呈上窄下宽的锥形。

5.采用权利要求1中所述的一种铸造模具的差压铸造方法，其特征在于，包括如下步骤：

模具合模后，在保温炉和所述模具型腔内通干燥压缩空气，压力增加至0.2-0.6MPa，然后所述模具型腔停止增压并保持压力，保温炉内继续按照设定的压力曲线以4mbar/s-20mbar/s的速度继续增压，将保温炉内的铝液缓慢填充到所述模具型腔中；

所述气管内通入压缩空气，所述冒口型腔的上部形成和所述保温炉内充型压力同一数量级的压力，在铸件凝固的过程中对冒口持续形成挤压效果。

6.采用权利要求1中所述的一种铸造模具的低压铸造方法，其特征在于，包括如下步骤：

模具合模后，保温炉内按照设定的压力曲线以4mbar/s-30mbar/s的速度增压，将保温炉内的铝液缓慢填充到所述模具型腔中；

所述气管内通入压缩空气，所述冒口型腔的上部形成和所述保温炉内充型压力同一数量级的压力，在铸件凝固的过程中对冒口持续形成挤压效果。

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