[发明专利]铸件的有效补缩方法、加压件和加压系统

说明书

本发明涉及一种如权利要求1前序部分更具体描述的铸件的有效补缩方法。

液态和固态金属在受冷时体积缩小(称其为热收缩)，这是众所周知的。热量在浇注后于铸型型腔中不均匀分布且因而不是所有的铸件部分都同时凝固，这在铸型中造成了最后凝固的铸件部分释放出金属液以补偿在先凝固的铸件部分的收缩。这造成通常被称为“缩孔”的铸造缺陷，它在铸件表面上表现为缩陷或在铸件内部表现为空心(孔洞和显微缩孔)。为避免这些缺陷，技术人员采用了一系列步骤，其中最常用的就是使用补缩冒口(after-feedingreservoirs)，即在铸造过程中用金属液填充铸型中的孔穴，所述孔穴的尺寸是这样的，即孔穴中的金属液比铸件的后凝固区晚凝固，通过导槽将这些孔穴与一个横截面比较大的区连接起来，从而可以使它们在铸件凝固时通过金属液对这些区域进行补缩。

我们通常知道有两种类型的补缩冒口，即从使其与铸件相连的导槽伸向铸型上表面的基本上是圆柱形空腔的明冒口，或者是被称为“暗冒口”(suction buds)的铸型内的内孔或封孔，它们紧靠待补缩的铸件区域。

与后一种补缩冒口相比，前一种冒口显示出了这样的优点，即补缩位置上的较高金属液静压力即叠加的金属液柱压力通过将补给连接导槽的金属液压入铸件中的方式极大地支持了补缩，而在后一种补缩冒口中，压力在补缩过程中降低。

另一方面，后一种补缩冒口显示出了这样的优点，即它通常在铸造过程中有很高的金属成品率，即将使更少的金属与铸件分离开以用于后续的重熔(回收)，这也降低了熔炼能耗。

与具有水平分型面的铸型相比，具有垂直分型面的铸型上表面具有较小的表面积，因此，后一类型的铸型只允许有限地使用冒口来完成补缩。因此，通常需要使用具有上述不利之处的“暗冒口”，即在将补缩金属液经导槽压入铸件时金属液静压力比较低。当补缩轻金属铸件时，即在铸造铝及其合金或锰及其合金时，由于这些金属具有比较小的比重，所以这种缺点变得更加明显。

在具有垂直分型面的铸型中铸造轻金属铸件，这在两种情况下是很有商业应用价值的，即在金属型铸造中如压力铸造时和在串列铸造设备(string-moulding plant)如DISAMATIC^的铸型中铸造时，上述设备由本申请人制造并销售。在铸造这样的轻金属合金的情况下，经常出现内浇口系统且尤其是补缩冒口在凝固后大约占铸件重量一半的现象，这需要与铸件主体的分离并可能需要回收，当多余材料先被熔化并接着凝固时，这造成了额外的工作和大量的能量损失。

由于上述问题，当进行这种铸造工艺时，众所周知地通过对补缩冒口施加压力如气压以便将金属液压入型腔中来补偿已凝固部分的收缩而从内浇口系统和补缩冒口去除多余的铸造材料。例如，PCT申请WO95/18689公开了用于这种铸造工艺的设备，其中主要有两种这样的设备，它们能够在铸型的运动过程中对补缩冒口施加压力。

其中一种设备是由适于与铸型相连或适于整装入铸型中且能够独立加压的复杂的独立单元构成；这些单元复杂且成本高昂，它们甚至使得铸型的制造变得困难。

与此相反，另一种设备是由适于在铸型制造时整装入铸型中的配合元件构成的，随后通过复杂的压力传递设备给这些元件加压，所述压力传递设备的成本比较高且可能使浇道结构变得复杂或必须改变浇道。

实际上，这种已知设备已令人满意地工作并可以缩小补缩冒口的尺寸，因此通过先熔化金属并接着从铸件上除去它们而减少了能量损失，同时铸件质量不变或者有所提高，这是因为在铸件的凝固过程中一直在给补缩冒口加压。

即便这种设备到目前为止令人满意地工作着，但它确实遇到了其是由比较复杂待整装入铸型中的单元构成的苦恼，它包括用于各铸型的为补缩冒口加压的复杂附加设备或复杂的压力传递设备，或者它需要特殊的浇注区和冷却区的布局或结构，而后者很费事且可能限制了铸型的结构，这是因为在浇注/冷却区内通过上述设备给它们加压的缘故。因此，早在制造铸型的工作中就需要考虑补缩冒口和压力传递件要在制造铸型时整装入铸型中的问题。

因此，本发明的目的是因增加了加压的灵活性而可以无需在设计铸型时考虑加压地给铸型的至少一个补缩冒口简单加压。

上述目的是通过前序部分所述类型的方法并依照根据本发明而按照权利要求1特征部分所述的实施方式而实现的。