專利名稱：金屬型可透氣鑄造法及其所用金屬模的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鑄造領(lǐng)域，特別是一種金屬型鑄造法。
現(xiàn)有的常用鑄造方法有砂型鑄造法和金屬型鑄造法。砂型鑄造法的主要缺點(diǎn)是鑄件的尺寸精度差、表面光潔度低，而且每次鑄造都需復(fù)雜繁瑣的翻砂造型。現(xiàn)有的金屬型鑄造法是采用金屬模具進(jìn)行鑄造，由于型壁無透氣性，而另設(shè)排氣系統(tǒng)，從而合金充型能力低，充填性差，較大平面不易復(fù)制得光滑。所以該法所能鑄造的鑄件尺寸小，而且只限于鑄造合金或黑色金屬批量大的零件。對(duì)于輕合金、銅合金一般僅限于鑄造幾十公斤以下的鑄件，不能用于鑄造材質(zhì)為T1或T2，重量為100公斤以上或體積為700×320×80以上的中等復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種新的金屬型鑄造方法，該方法克服了現(xiàn)有的砂型鑄造法和金屬型鑄造法存在的上述缺陷。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種上述方法所用的金屬模。
本發(fā)明的鑄造法為將熔融金屬澆入帶填充有透氣性耐熱材料的孔的金屬模中而鑄造成型。
本發(fā)明方法中的孔的孔徑優(yōu)選為7.5-10mm，模壁開孔率優(yōu)選18-38％。所述透氣孔的填充特別優(yōu)選為用型砂堵住所述孔的兩端，用石棉繩或金屬絲或金屬屑填塞所述孔的中部。所述型砂內(nèi)表面需壓平以免降低鑄件質(zhì)量。
本發(fā)明的鑄造法所用的金屬模包括有模腔的模體，模體上的澆口和冒口，模體壁上的通孔，孔內(nèi)填充有透氣性耐熱材料。
本發(fā)明的方法充分發(fā)揮了金屬型鑄造法之所長(zhǎng)，又避其所短，同時(shí)又吸收了砂型的透氣性能好之優(yōu)點(diǎn)。用本發(fā)明方法，鑄件體積、重量均不受限制，例如可生產(chǎn)高達(dá)100Kg至幾噸重的大銅瓦和集電環(huán)。用本法鑄造的鑄件內(nèi)在質(zhì)量比各種絕熱鑄型鑄件和無透氣性金屬型的鑄件高，結(jié)晶細(xì)小，組織更致密，耐水壓氣壓性能良好。鑄鐵、鑄鋼、鑄銅、鑄鋁、鋅基合金的抗拉強(qiáng)度可提高25％-30％，伸長(zhǎng)率可增加30-50％，表面激冷層的硬度和抗蝕性也顯著提高。本方法應(yīng)用在純銅鑄造和合金銅的大型軸瓦的鑄造上，效果特別理想。
作為特種鑄造之一的“金屬型鑄造法”已存在數(shù)百年，但正如機(jī)械工業(yè)出版社出版的1993年8月版《鑄造技術(shù)數(shù)據(jù)手冊(cè)》和1995年3月第二次印刷的《鑄造手冊(cè)》所記載，“型壁無透氣性”一直是其基本特點(diǎn)。本發(fā)明突破了這一傳統(tǒng)做法，將型壁改為帶填充有耐熱材料的透氣孔的新的結(jié)構(gòu)，得到了令人意料不到的效果。由于金屬型可透氣鑄造法冷卻速度快，具有激冷效果，使鑄件精細(xì)化，組織嚴(yán)密，從而提高了鑄件的力學(xué)性能，同時(shí)也縮短了鑄造時(shí)間并加快了鑄型的周轉(zhuǎn)速度，提高了生產(chǎn)率。本法具有良好的透氣性，排氣性能好，提高了鑄件內(nèi)在質(zhì)量和表面光潔度，不再另設(shè)排氣系統(tǒng)，降低了成本，同時(shí)避免了使鑄件產(chǎn)生澆不足、外形輪廓(花紋字跡)不清晰、氣孔等缺陷。本發(fā)明特別是為鑄造重有色金屬產(chǎn)品提供了簡(jiǎn)便易行、省工、省料、省費(fèi)用且產(chǎn)品質(zhì)量高的理想高效鑄造方法。由于可專門用于貴重金屬鑄造，金屬模加工費(fèi)用相對(duì)成本低，20-50次批量可采用，擴(kuò)大了使用范圍。本法與砂型法相比，鑄型壁無潰散性，同時(shí)減小澆口、冒口的尺寸，液態(tài)金屬利用率高，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，工場(chǎng)面積可減小一半，減少氣塵等有害因素，改善了勞動(dòng)環(huán)境，鑄件尺寸精確度高、光潔度高，無縮面、縮孔，無缺陷和澆不足等弊端，成品率達(dá)98％以上，同時(shí)無粘砂層，加工余量減少，切削加工效率提高，有色金屬銅產(chǎn)品可不經(jīng)加工直接作為成品使用。
本發(fā)明的方法對(duì)于熱裂傾向較大的鋁或鎂基合金的鑄造，也能得到較好的效果。
下面通過實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。實(shí)施例用本法鑄造1800KVA鐵合金爐用水冷式導(dǎo)電銅顎板(簡(jiǎn)稱銅瓦)。首先按常規(guī)方法根據(jù)所要鑄造的銅瓦的形狀和尺寸制造鑄鐵模具和型芯。然后除安型芯處外，將模四壁和底部鉆上直徑10mm的通孔，距為40×40(mm)或45×50(mm)，使其開孔率為20％，孔數(shù)約300個(gè)，模蓋凸形部位背面將部分孔上部擴(kuò)大至φ20mm。將石棉繩、銅絲或銅屑塞入所述孔中，孔兩端用硅砂堵住，壓平。將預(yù)制好的U型或蛇型冷卻管定位安放于模具內(nèi)，再合箱緊固。整個(gè)模具為上、下箱組合式，金屬型芯用螺絲固定到模腔內(nèi)的預(yù)定位置。用水玻璃或石墨粉涂敷模具內(nèi)表面，然后將二百多公斤熔融的銅從澆口注入模腔中，成型后，開箱取出產(chǎn)品。
產(chǎn)品經(jīng)檢驗(yàn)無縮面、縮孔或氣孔，精度在3以上，水氣壓試驗(yàn)在5kg/mm2無滲漏，內(nèi)在質(zhì)量密度接近8.8g/cm3。
權(quán)利要求
1.一種金屬型可透氣鑄造法，其特征是將熔融金屬澆入帶填充有透氣性耐熱材料的孔的金屬模中而鑄造成型。
2.如權(quán)利要求1的鑄造法，其特征是所述孔的孔徑為7.5-10mm。
3.如權(quán)利要求1或2的鑄造法，其特征是模壁開孔率為18-38％。
4.如權(quán)利要求1的鑄造法，其特征是用型砂堵住所述孔的兩端，用石棉繩、金屬絲或金屬屑填塞所述孔的中部。
5.一種鑄造用金屬模，其特征是包括有模腔的模體，模體上的澆口和冒口，模體壁上的通孔，孔內(nèi)填充有透氣性耐熱材料。
6.如權(quán)利要求5的金屬模，其特征是所述孔的孔徑為7.5-10mm，模壁開孔率為18-38％。
7.如權(quán)利要求5的金屬模，其特征是所述耐熱材料為孔兩端的型砂和孔中部的石棉繩、金屬絲或金屬屑。
8.如權(quán)利要求5的金屬模，其特征是所述模體包括上箱和下箱。
9.如權(quán)利要求5的金屬模，其特征是進(jìn)一步包括型芯。
10.如權(quán)利要求5的金屬模，其特征是所述模體為鑄鐵材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種金屬型可透氣鑄造法，該法采用帶填充有透氣性耐熱材料的孔的金屬模進(jìn)行鑄造，鑄造出的鑄件內(nèi)在質(zhì)量好，表面光潔度高，耐水壓氣壓性能好，抗拉強(qiáng)度高。本法可制造現(xiàn)有金屬型鑄造法不能鑄造的大型如數(shù)百公斤至數(shù)噸重的銅瓦等產(chǎn)品，還可以用于各種其它金屬的鑄造。
文檔編號(hào)B22C9/06GK1145832SQ95116418
公開日1997年3月26日 申請(qǐng)日期1995年9月21日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月21日
發(fā)明者潘望齊, 李紅梅 申請(qǐng)人:潘望齊, 李紅梅