[發明專利]在型芯的表面上形成狹槽

有效

• 申請號: 201580010307.2
• 申請日: 2015-02-23
• 公開（公告）號: CN106170352B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 文森特·莫爾洛
• 申請（專利權）人: 美特倍股份有限公司
• 主分類號: B22C9/10
• 分類號: B22C9/10
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 楊生平,王瑞朋

技術領域

本發明涉及鑄造以及以鋁合金鑄造鑄件的領域。

更具體地說本發明涉及用于在模具中以鋁合金鑄造工件的鑄造型芯。相關型芯特別地包括砂與粘結劑的混合物。

背景技術

鑄造型芯構成用于制造由金屬并且尤其是鋁合金制成的工件的模具的一部分。

此型芯通常地包括砂顆粒與粘結劑的混合物。鑄造型芯能夠使工件的內部形成凹入部。其由此完全或者部分地浸沒在熔化金屬中。

當通過熔化的鋁合金包圍型芯時，空氣膨脹、粘結劑的溶劑的蒸發以及與溫度上升相關的它們的燃燒的現象將增加型芯中的壓力。此壓力的產生伴隨以型芯內部的氣體的產生。產生的氣體最通常地經由使得氣體能夠循環的型芯的孔隙疏散到型芯的外部。

當型芯中的壓力超過金屬靜壓力(與在型芯上方的金屬的高度相關)時，從型芯離開的氣體注入到熔化金屬中，此熔化金屬包圍了該氣體。氣體排放的現象在熔化金屬中導致氣泡的存在，在固化以后這在金屬中留下孔。此缺陷使此工件脆化并且損壞了其質量。

即便氣泡從鑄件離開，排放氣體也能夠在固化金屬中留下它們通過的痕跡，并且對多孔鋁板或者打底區域的裂紋擴展也可能有責任。

此外，即使金屬靜態極限壓力未通過型芯內部的壓力相當地獲得，也能夠呈現氣體排放的痕跡。

已經提出了試圖避免這些弊端的解決方案。

過去曾試圖增加型芯中的砂顆粒的平均尺寸以提高砂的滲透性并且經由未被鋁覆蓋的型芯的部分(在實踐中，型芯座)推進氣體排放到型芯的外部。

但是由于顆粒之間的樹脂橋的數量減少，此技術使型芯脆化。

此外，將大顆粒用于型芯還使此工件的表面狀態改變成使得在此工件的表面上測量的粗糙度能夠損害它們的質量。最后，此解決方案涉及管理工廠中的幾種尺寸的砂顆粒，這構成了額外的不便。

另一個已知的嘗試包括在浸沒在液體金屬中的型芯與模具的外部之間增加接觸形式。芯中產生的氣體可以通過用作排放煙囪的的這些形式發生疏散。

此技術被廣泛地使用但是需要限制在鑄件上的不同的增加操作以由這些形式重新插上留下的真空：加工此工件，增加一個或多個柱塞以再閉合使能夠排放與布置密封控制系統的形狀。

此外已知的是制造旨在于型芯中增加負壓的閉合氣體抽吸導管以抽吸型芯中產生的氣體并且將它們排放到模具的外部。通常地通過文丘里型的抽吸產生導管中的負壓。

此構造是精細實施并且其構造需要永久控制，這本身構成了弊端。特別地，此類型的系統必須抽吸足夠，以避免氣體排放的問題，但是不能抽吸太強烈以防止抽吸型芯中的金屬。

此外，型芯的形狀通常較差地適于它們的使用。它們的管理與它們的維護代表技術與經濟秩序的復雜化。

看起來似乎在解決型芯的氣體排放的問題上的不同嘗試都暴露出限制。

本發明的目的是消除這些限制。

發明內容

本發明提出了用于在模具中鑄造鋁合金件的鑄造型芯，此型芯包括旨在與熔化金屬接觸的成型部分，以及至少一個非成型部分，旨在定位在熔化金屬外部，此型芯在型芯的表面上包括至少一個狹槽，并且此狹槽從成型部分延伸到至少一個非成型部分以便將在鑄造的過程中在型芯的成型部分中產生的氣體排放到成型部分外部。

本發明通過在型芯的表面上作出狹槽提出了現有技術的簡化的另選技術。這些狹槽形成使在型芯中產生的氣體排放的空間，并且與此同時狹槽足夠細小以防止鋁合金進入它們。通過繪制到型芯的非成型部分的優選氣體排放路徑，在熔化金屬外部(通常地型芯座)，這些狹槽在不涉及上述弊端的情況下排放可能在型芯中產生的氣體。

通過利用本發明還提出了單獨或結合獲得的以下特征：

非成型部分是適于將型芯保持在模具內部的適當位置中的型芯座；

狹槽具有適于防止熔化鋁合金進入所述狹槽內部的寬度；

在表面上的狹槽具有小于1mm并且優選地0.2mm的寬度；

狹槽具有長方形幾何形狀、U形或者V形輪廓；

狹槽具有0.2mm與2mm之間的平均深度，以允許在型芯的成型部分中產生的氣體在狹槽中循環；

此狹槽通過激光制成；

通過具有刀片形狀的凸模的工具制造狹槽。

本發明還提出了一種用于鑄造鑄件的模具，其包括諸如前述的型芯。

此模具還可以包括適于通過在非成型區域處發生的抽吸將產生的氣體抽吸到狹槽中的抽吸系統。

本發明還提出了用于制造諸如前述型芯的方法，其特征在于包括通過激光在型芯的表面蝕刻所述狹槽的步驟。