[發(fā)明專利]由金屬熔體通過鑄造工藝制造鑄件的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480066476.3
• 申請日: 2014-12-02
• 公開（公告）號: CN105960297B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發(fā)明（設計）人: 利維烏·克林;弗里德里希·伊勞舍克;沃爾特·哈特爾;賴因哈德·曼
• 申請（專利權）人: 尼瑪克股份有限公司
• 主分類號: B22D23/00
• 分類號: B22D23/00
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產權代理有限公司11112
• 代理人: 張?zhí)焓?張杰

技術領域

本發(fā)明涉及一種由金屬熔體通過鑄造工藝制造鑄件的方法。

背景技術

由金屬熔體鑄造鑄件過程中的基本問題在于，用熔融的材料這樣進行模具灌注，即在鑄件中出現(xiàn)盡可能少的空氣和氧化物夾雜物。除此之外，在許多應用中期望確定的凝固過程，以實現(xiàn)滿足對于機械性能的分配的各個要求的微觀結構。

特別是在鑄造鋁合金的過程中這里需要補充，熔體應以盡可能順暢的方式從熔融槽或者鑄造容器中到達模具中。以這種方式防止了合金組分與周圍氧氣反應并且形成硬的氧化物。同時應當在鑄造過程中使溫度損失最小，以確保優(yōu)化的微觀結構。這些要求相反會產生危險，即在熔體的快速的灌注過程中在熔體流中產生顯著的紊流并在鑄件中將氣體包圍，由此在鑄件中防止了優(yōu)化的結構的形成。

特別是在用輕金屬熔體、特別是基于鋁的熔體制造內燃機所必需的部件、例如汽缸頭或曲軸箱的鑄造的領域中，各個鑄模以紊流小的方式“平穩(wěn)的”灌注是特別重要的。因此，將氧化物和其他雜質的量最小，這些物質浮在鑄模中待灌注的熔體體積上并且否則在澆鑄過程中到達鑄模中。為了達到這個效果，過去已經研發(fā)了所謂的“傾斜澆鑄”的大量的變體。

已知的傾斜澆鑄方法的共同的特征在于，鑄模通過與其對接的熔體容器這樣灌注，即鑄模與熔體容器從開始位置圍繞轉動軸轉動到終止位置，在開始位置上用待澆鑄的熔體灌注熔體容器，從而由于這種轉動運動使熔體流入鑄模中。

從EP1155763A1中已知的傾斜澆鑄的變體中，將一種具有指向上方的注入側的鑄模安裝到基板上并且隨后與基板以大約180°圍繞水平的轉動軸轉動，直到鑄模的注入側指向下方。接下來，鑄造容器以其排出口密封地對接到鑄模的注入側上，用足夠用于灌注鑄模的熔體灌注該鑄造容器。鑄模就此與在其上緊貼的鑄造容器一起以大約180°圍繞水平定向的轉動軸轉動，這樣鑄造容器中的熔體流入鑄模中。如果注入過程結束，鑄造容器能夠與鑄模分離。這種類型的方法由于寬的轉動路徑也稱為轉動澆鑄方法。

DE102004015649B3中已知另一種用于傾斜澆鑄的方法，該方法用輕金屬，特別是鋁合金組成的部件進行鑄造。在該方法中，頭部鑄件中的熔體灌注到位于鑄模的縱向側面上的橫向通道中。對此鑄模首先以45°到70°的角度圍繞其水平定向的縱軸傾斜。隨后在該橫向通道中開始液態(tài)的熔體的灌注，直到大約五分之一的對于部件鑄造必須的熔體灌注到橫向通道中，而熔體不會流入鑄模的模型空腔中。之后，鑄模通過連續(xù)的再裝滿熔體這樣由傾斜的位置轉動到垂直位置，即使熔體沿著鑄模壁流入模型空腔中。

DE102008015856A1中已知用于根據(jù)傾斜澆鑄工藝鑄造由輕金屬澆鑄部件的另一方法變體。在這種方法中將熔體灌注到與鑄模對應的組件中。熔體從這種組件中在鑄模的傾斜運動時流入模型空腔中。通過鑄模從終止位置起通過對應的鑄造機以最大90°圍繞水平定向的轉動軸轉動到開始位置并且通過隨后鑄模能夠在0°到90°區(qū)域中移動，具有良好的結構構造的幾何形狀嚴格要求的部件應當在短的周期內在凝固過程中鑄造。

最后，DE102010022343A1中已知一種用于傾斜澆鑄部件的方法，其中第一加工步驟中鑄模從基本位置以指向上方的注入側在第一轉動方向上以第一轉動角度轉動到第一轉動位置，鑄模限定出用于容納金屬熔體的模具空腔和至少一個澆口。隨后，為了鑄造新的鑄件準備鑄模，其中將其清潔，可選涂覆并且最后裝配鑄芯。接著在與第一轉動方向相反的第二轉動方向上轉動鑄模。在此其經過基本位置并且轉動直到第二轉動位置，在第二轉動位置上鑄模相對于基本位置具有第二轉動角度。隨后用提供用于部件的澆鑄的液態(tài)的金屬熔體灌注至少一個澆口。接下來，鑄模和澆口一起在相反方向上這樣轉動到基本位置，即第二轉動位置和基本位置之間的液態(tài)的熔體以分層的方式流入鑄模的模具空腔中。傾斜澆鑄的這種變體的優(yōu)點在于，澆口設置為離操作者相對遠并且這樣作用于操作者的熱輻射相對小。同時，這種已知的用于傾斜澆鑄的方法也應該在較短的周期和因此較高的產量情況下能夠以鑄造工藝制造更高質量的鑄件。

發(fā)明內容

在之前闡述的現(xiàn)有技術的背景下，本發(fā)明的目的在于，提供一種通過鑄造工藝制造鑄件的方法，其中進一步優(yōu)化的模具灌注和伴隨的優(yōu)化的凝固過程確保了鑄件的最佳的質量。

根據(jù)本發(fā)明該目的通過如下方式實現(xiàn)，即：