专利名称：使用合成树脂芯的铸造方法、合成树脂芯以及铸件的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用合成树脂芯的铸造方法、合成树脂芯以及铸件，更具体地涉及一种铸造方法，用这种方法可容易并精确地制得形状复杂的铸件，还涉及所用合成树脂芯，以及铸件，在制得铸件的铸造中，使用非可拆型芯或可拆型芯，以形成一内部空间或一切槽部分，这种情况下，一金属芯被用作非可拆型芯，然后，它不能用于允许直接拉拔或变形拉拔之外的情况，因此，它的应用限于特定形状。
另外，一种沙型芯通常用作可拆型芯，它具有各种问题，包括难于做横，由于容易毁塌而难于处理，以及难于满足铸造时的抗压性和铸造后的易拆性这种双重条件等等。
此后，有一建议，应用一特殊涂层加到沙型芯，然而一个严重问题是涂层成份会渗透至铸件，引起负面效应，例如在铸件上产生小孔等缺陷。
如上所述，金属芯的应用范围限于特定形状，而沙型芯易于倒塌，处理困难，而且，当沙型芯覆以涂层时，也有问题，涂层成份会渗透到铸件，并在铸件上产生小孔，并且铸后难于从铸件上去除涂层及沙型芯成份。
考虑到上述问题，本发明的目的是提供一种铸造方法，使用合成树脂芯，可精确地形成复杂形状的铸件，并于铸后可顺利地从铸件抽出芯;并提供由合成树脂作成的芯及铸件。
本发明的第一个特点是使用合成树脂芯的铸造方法，包括如下步骤将合成树脂芯放入模具;
对内部放了合成树脂芯的模具充入熔融金属;
以模具冷却熔融金属，形成铸件，以及将铸件及合成树脂芯从模具取出，然后加热该铸件及合成树脂芯，在半熔融状态将合成树脂芯从铸件拉出，从而在铸件内形成一个内部空间。
本发明的第二个特点是使用合成树脂芯的铸造方法，包括如下步骤将合成树脂芯放入模具;
对内部放了合成树脂芯的模具充入熔融金属;
以模具冷却熔融金属，形成铸件，以及将铸件及合成树脂芯取出模具，然后在一炉子中加热铸件及合成树脂芯，以熔化合成树脂芯，然后将其从铸件去除。
本发明的第三个特点是使用合成树脂芯的铸造方法，包括如下步骤将合成树脂芯放入模具;
对内部放了合成树脂芯的模具充入熔融金属;
以模具冷却熔融金属，形成铸件，以及将铸件及合成树脂芯从模具取出，然后将它们浸入一溶剂中，以熔解合成树脂，并将其从铸件去除。
本发明的第四个特点是涉及一种由合成树芯作成的芯。
本发明的第五个特点涉及一种合成树脂芯，其包括由抗热合成树脂做的芯体，并且其内侧具有内部空间。
本发明的第六个特点是涉及一种形成铸件的芯，放入铸模的模具腔中，其中的芯包括一合成树脂部分，在模具腔中延伸;以及一金属部分，连接于该合成树脂部分，提供在模具腔的端部，并相应于铸件端侧厚部位置，从腔向外伸出。
本发明的第七个特点是涉及一种形成铸件的芯，放入铸模的模具腔中，其中的芯包括一合成树脂部分，安排i)在模具腔中延伸，其中，一金属埋置部分，埋置在合成树脂芯部分，相应于铸件的内侧厚部位置。
本发明的第八个特点是涉及一种铸件，具有一内部空间，其由权项1所述的方法铸成。
根据本发明第一个特点，铸件可利用合成树脂芯精确地形成，并且，铸后简单地通过加热铸件并于半熔融状态抽出合成树脂芯，即可将芯从铸件去除而不会在铸件中留下芯的残余屑碴。
根据本发明第二个特点，合成树脂芯在炉中溶化，从铸件去除。
根据本发明第三个特点，合成树脂芯可溶解于溶剂中，从铸件去除。
根据本发明第四个特点，简单地通过于铸后加热铸件并在半熔融状态拉出合成树脂芯，则芯可被从铸件去除而不会在铸件中留下任何芯的残碴屑。
根据本发明的第五个特点，通过使用合成树脂芯，其由具内部空间、抗热合成树脂芯体构成，可精确地形成铸件，并且，简单地通过干铸后加热铸件并在半熔融状态拉出合成树脂芯，即可将芯从铸件去除而不会在铸件中留下任何芯的残碴屑。由于由合成树脂构成的芯体具有内部空间，所以材料成本可以降低。
根据本发明第六个特点，芯放入腔中，并充以熔化金属，由于金属是在腔端侧及相应于铸件端侧厚部位置注入，所以没有从熔化金属至模具和从熔化金属至相应于端厚部的芯的金属部分的传热量的不平衡，因此防止了铸件在端侧厚部产生缩误。
根据本发明第七个特点，芯放入腔中，并充以熔化金属，由于金属埋置部分埋置在相应于合成树脂芯内侧厚部位置，所以没有从熔化金属至模具以及从熔化金属至相应于内侧厚部的芯的金属埋置部分之间的传热量的不平衡，因此防止了铸件在其内侧厚部产生缩误。
根据本发明第八个特点，铸造可顺利完成而不会在铸件内部空间留下任何芯的残余屑碴。
图1为一局部剖视图，示出一合成树脂芯及一铸件，作为本发明第一实施例。
图2为一本面图，表示图1的合成树脂芯及铸件。
图3为一本面图，示出合成树脂芯的拉拔设备。
图4为一示意图，示出一个铝模铸造设备。
图5为一局部视图，示出合成树脂芯及铸件在静模和动模中的位置。
图6示出芯的一种改型。
图7示出芯的另一改型。
图8示出芯的又一改型。
图9为一局部剖视图，示出一合成树脂芯及一铸件，作为本发明的第二实施例。
图10A为一剖视图，示出合成树脂芯及铸件在静模和动模中的位置。
图10B为一剖视图，示出合成树脂芯及铸件在静模和动模中的位置。
图11A为合成树脂芯的局部剖视图。
图11B为合成树脂芯的局部剖视图。
图12为一局部剖视图，示出一模铸设备及合成树脂芯，表示本发明第三实施例。
图13为一剖视图，示出一模铸件及一合成树脂芯。
图14为一透视图，示出一模铸件及一合成树脂芯，表示本发明另一实施例。
图15为一剖面图，示出图14的模铸件及合成树脂芯。
图16为一局部剖视图，示出一合成树脂芯及一铸件，表示本发明第四实施例。
图17为一平面图，示出图16的合成树脂芯及铸件。
图18为一平面图，示出合成树脂芯的拉拔设备。
图19为一剖面图，示出合成树脂芯及铸件在静模和动模中的位置。
图20示出一种方法，通过喷丸清理法去除存于一铸件内部空间的芯的残余部。
图21示出一种方法，通过高温高压蒸汽去除存于一铸件内部空间的芯的残余部。
图22示出一种方法，通过溶剂去除存于一铸件内部空间的芯的残余部。
图23示出一种状态，其中铸件及合成树脂芯被置于炉中。
下面参照
本发明的第一实施例。
图1-5示出本发明的一个实施例，首先，参照图4说明一个铝模铸造设备的设计，如图4所示，该铝模铸造设备装有一钢制静模41，其固定到一静止台板40;并装有一钢制动模43，其固定到一运动台板42，它们被安排得当静模41和动模43被靠近闭合时，两模之间形成一个腔45。
一个汽缸50提供在静模41对侧的静止台板40处，并且，有一活塞51可滑动地安装在该汽缸50中。汽缸50制有一入口53，熔铝通过该入口放入汽缸。
汽缸50的内侧经浇口48连通于静模41及动模43之间的腔45，并且在腔45一侧的浇口48的出口处设有一个闸门。
见图1、2，一个合成树脂芯10放入静模41及动模43之间的腔45，并且，一铝铸件12与该芯10一起形成。
下面参照图1、2说明合成树脂芯10。在图1和2中，芯10由合成树脂做成，例如，可由抗热聚碳酸酯做成，并且，芯10具有一伸出部10a，其于铸后稍稍伸出铸件12。
在合成树脂芯10表面之外，相应于(或接触于)铸年12厚部12a的部分涂有强抗热性能的硅橡胶。铸件12的厚部12a为一处地方，该处的散热慢。因此，聚碳酸酯芯10在接近厚部12a处可被熔化。这样，涂覆硅橡胶11可防止芯10的熔化。
下面参照图3说明芯的拉拔设备。如图3所示，芯的拉拔设备有一锁定装置20，用于铸后锁住铸件12，以及一喷燃器27，用于加热锁定装置20锁住的铸件12。一个用于和铸件12的中空部12b相啮合的啮合销21固定在锁定装置20上。
并且，如图3所示，一个用于夹紧、牵引芯10的，从铸件12伸出的外伸部10a的夹紧装置30提供在锁定装置20旁边，该夹紧装置30具有一对夹持爪22、22，它们被安置得可绕架28上的轴23、23摇动，并且，这对爪22、22夹持芯的外伸部10a，即，这对夹持爪22、22通过一连接轴25互相连接，并且在一未示出的气动缸牵引轴25向图3中箭头L方向运动时，爪22、22被驱动闭合。
架28被安置得，通过一未示出的液压缸驱动轴31，可沿图3中水平方向运动，并且架28的水平运动由一对引导件32、32所引导。
下面说明上述实施例的运作。首先，在图4中，合成树脂芯10被放在静模41中一预定位置，随后使运动台板42及动模43向静止台板40及静模41运动，使动模43与静模41紧密配合。这时，腔45形成在静模41和动模43之间，因此芯10被置入腔45。
接着，约为680℃的熔融铝55通过入口53被加入腔50，之后该熔融铝55被活塞51推向浇口48。进入浇口48的熔铝55经闸门46注入腔45，以充满由静模41、动模43及芯10(图5)所形成的空间。从闸门46流入腔45的熔铝55被喷发，并且其温度变为约600℃。
接着，充入腔45的熔铝55被静模41及动模43迅速冷却，形成铝铸件12。
在该期间，热传递同时发生在从熔铝55传向聚碳酸酯的合成树脂芯10。然而，由于合成树脂芯10的热导能力一般远小于钢制静模41和动模43(例如，聚碳酸酯的热导率为4.6×10-4Cal/S.Cm℃而铁的热导率为0.18Cal/S.Cm℃)，从熔铝55传到合成树脂芯10的热量极少，这样，合成树脂芯10在铸造中不会熔化，因此可形成铸件12的极为出色精确的形状。
由于合成树脂芯10的接近铸件12厚部12a的表面处涂有抗高温硅橡胶11，即使从12a处的热散发较慢，合成树脂芯10也不会熔化。
接着，动模43从静模41分开，铝铸件12及合成树脂芯10被一起从静模41、动模43之间形成的腔45取出(见图1和2)。
然后，铸件12和芯10被放到图3的锁定装置20上。这时，铸件12的中空部分12a与待固定的锁定装置20的啮合销21啮合。
然后，铸件12由喷燃器27完全加热，将聚碳酸酯的合成树脂芯加热到280-350℃。由于聚碳酸酯的软化点为160℃，熔化点为400℃，故当合成树脂芯10加热到280-350℃时，其整体变为半熔化状态。芯10之外的伸出部10a没加热那么历害，保持在坚硬状态。
接着，夹紧装置30的架28整体朝铸件12运动，其后一对夹持爪22、22夹持合成树脂芯10的外伸部10a。在这种状态下，整个架28由驱动轴31运动离开铸件12。这时，铸件12内的半熔化状态的合成树脂芯10整体地被从铸件12拉向图3的右方。
接着，铸件12被取出锁定装置20，由于合成树脂芯10在半熔化状态被整体地从铸件12拉出，故无芯的刮屑遗留在铸件12的内部18(图22)。这样，铸件12可成形为其最终产品。在另一方面，从铸件12抽出的合成树脂芯10被收集起来再使用，形成另一个芯。
如上所述，本实施例的铝铸件12可通过使用聚碳酸酯的合成树脂芯10而容易并精确地形成。通过在铸造后简单地加热铸件12并在半熔化态拉出合成树脂芯10，可将芯10从铸件12移出而无任何芯的刮屑存留在铸件12中。
下文叙述本发明改进型式。
上述实施例示出一种例子，其中，在接近铸件12厚部12a处的聚碳酸酯芯10的表面施加硅橡胶，然而，这种硅橡胶也可由选自密胺脂、酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂、硅树脂、聚氨基甲酸酯树脂等的热固树脂所取代。
而且，上述实施例还示出一种例子，其中，合成树脂芯10为聚碳酸酯芯，然而，并不限于此，该合成树脂芯10可由一热塑性内部树脂56a及覆盖于56a整个表面上的抗热树脂56b构成，如图6所示。
这种情况下，热塑内层树脂56a选自氟树脂(聚氟乙烯树脂)，例如四氟乙烯，聚酰亚氨树脂，聚酰胺-酰亚胺树脂，聚砜树脂，氯乙烯树脂，聚酰胺树脂(尼龙树脂)，聚丙烯树脂，聚乙烯树脂，聚酯树脂，或聚砜酸树脂(Polysulfonicacidresins)。
包覆整个内部树脂56a表面的抗热树脂56b可以是前述的硅橡胶，或者硅树脂(Siliconresin)。
而且，合成树脂芯10可由混合材料制得，该材料系由例如聚丙烯树脂的热塑树脂颗粒57a与例如硅树脂的抗热颗粒57b混合得到，如图7所示，并烘烤该混合物使之硬化。并且，合成树脂芯10可通过将聚丙树脂颗粒与碳酸钙颗粒或者硫酸钙颗粒或者硅酸钙颗粒相混合，并烘烤所得混合物而制成。
并且，可生物降解的塑料能用于合成树脂芯10。这里，可生物降解的塑料是一种塑料，其可分解为低分子量的化合物而不产生对环境的负作用，其在性质上与微生物相关联。
可生物降解的塑料可分为完全降解型和部分降解型。完全降解型塑料可包括天然聚合物塑料，该聚合物由淀粉及改性聚乙烯醇合成物、淀粉及聚己酰胺，或者聚胺基葡萄糖及纤维素构成;发酵产品塑料由一种微生物产生的聚酯或一种由微生物得到的纤维素构成;以及，合成塑料由一种脂族聚酯组成。部分降解型塑料可包括聚乙烯中淀粉(Starch)混合物塑料，聚己酰胺合金，以及一般用途的塑料。
当使用可生物降解的塑料芯时，该芯可于铸造后随便丢弃。
在另一种改型中，如图8所示，合成树脂芯10可由第一件60a、第二件60b构成，其可拆卸地连接到第一件60a。这时，合成树脂芯10这样组装将第二件60b的伸出部61插入第一件60a上的一个插入孔。在这一改型中，具有复杂形状的一个铸件12可通过第一件60a及第二件60b组成芯10而容易地制成。
上述实施例中，对铝模铸造方法作为一种模铸法作了说明，但本发明可用于任何其它模铸法，例如压铸法，低压铸造法，以及精密铸造法。而且，铸件可以不仅是铝，还可以是铅、锌、镁、锰或它们的合金。
如上所述，本发明的铸件可利用合成树脂芯制成，并且该芯可容易地移出铸件而在铸造后不会在铸件中留下屑末。这样，可很快地形成铸件精确优良的形状。
下面参照
本发明的第二实施例图9-图11A、11B示出本发明第二实施例。某些部件如第一实施例中一样，冠以相同的参考号。如图4所示，铝模铸造设备提供有固定到静止台板40的钢制静模41以及固定到运动台板42的钢制动模43，并且安排得当静模41及动模43进入闭合时，在该两模之间形成腔45，这完全与第一实施例相同。
汽缸50提供在静止台板40的静模41的对侧，活塞51可滑动地装在汽缸50中。汽缸50提供有入口53，通过它，熔化的铝被放入汽缸。
汽缸50内部通过浇口48连通于鼓模41、动模43之间的腔45，并且闸门46提供在位于腔45侧的浇口48的出口。
合成树脂芯10如下所述设置在静模41、动模43之间的腔45中，并且铝铸件12由这一合成树模脂芯10形成(图9)。
下面参照图9、1011A、11B说明合成树脂芯10。图9中，芯10由一芯体70构成，其中形成有一空间71。芯体70由合成树脂构成，例如抗冲击及抗热的聚碳酸酯，并且合成树脂芯10具有一外伸部10a，铸后稍稍伸出铸件12。
在合成树脂芯体70表面之外，铸体12的厚部12a涂覆有高抗热性的硅橡胶11。在铸件12的厚部12a处，热散发较慢，因此，聚碳酸酯芯体70可在厚部12a附近熔化。这样，硅橡胶涂层11可防止聚碳酸酯芯体70熔化。
下面进一步参照图10A、11A说明合成树脂芯体10，如图10A、11A所示，合成树脂芯10由聚碳酸酯芯体70构成，芯体70中形成空间71，并且芯体70有一预定的厚度，以便有足够的强度承受熔铝的注入，如下文详述。
如图10A及11A，通过在芯10的芯体70中制出空间71，可减少昂贵的聚碳酸酯材料的用量。
如图3所示，芯的拉拔设备具有锁定装置20，用于铸后锁住铸件12，并且用于加热铸件12的喷燃器27被锁定装置20锁住，用于与铸件12的中空部12b啮合的啮合销21(图9)固定在锁定装置20中。
并且，如图3所示，用于夹紧并拉引芯10的从铸件12伸出的外伸部10a的夹紧装置30提供在锁定装置20的侧部。夹紧装置30有一对夹持爪22、22，安排得可绕架28上轴23、23摆动，并且这对爪22、22夹持芯10的外伸部10a。即，这对爪22、22通过连接轴25互相连接，并且当一个未示出的气动缸在图3箭头L方向拉引轴25时，驱动爪22、22闭合。
通过一个未示出的液压缸驱动轴31，架28被设计得在图3水平方向运动，并且架28的水平运动由一对引导件32、32所引导。
下面说明上述实施例的运行。首先，在图4中，合成树脂芯10放置在静模41的一个预定位置，之后，运动台板及动模43向静止合板40及静模41运动，以使动模43与静模41相互闭合。这时，静模41及动模43之间形成腔45。因而芯10置入腔45。
接着，约为680℃的熔铝55通过入口53放入汽缸50，随后由活塞51将其推向浇口48，进入浇口48的熔铝55经闸门46注入腔45以充填由静模41、动模43及芯10形成的空间(图10A和10B)。从闸门46流入腔45的熔铝产生喷射，其温度因而变为约600℃。
其后，充入腔45的熔铝被静模41及动模43迅速冷却，形成铝铸件12。
在这期间，热传递也发生在从熔铝55到聚碳酸酯芯体70构成的合成树脂芯10。然而，由于合成树脂芯10的热导率一般大大小于钢制静模41及动模43的热导率(例如，聚碳酸酯的热导率为4.6×10-4Cal/S.Cm.℃，而铁的热导率为0.18Cal/S.Cm.℃)，所以从熔铝55到合成树脂芯10的导热量变得很小。这样，绕铸期间合成树脂芯10不会熔化，并且铸件12因此可形成优良的精确形状。
由于合成树脂芯10表面在接近铸件12厚部12a处涂有抗高温硅橡胶11，所以即使从厚部12a有慢的热散发，合成树脂芯10也不会熔化。
接着，动模43从静模41分开，铝铸件12和合成树脂芯10一起从静模41、动模43之间的腔45取出(图9)。
随后，铸件12及合成树脂芯10被放置于图3所示的锁定装置20。这时，铸件12的中空部12b与锁定装置20的啮合销21相互啮合，以便固定在那里。
接着，以喷燃器27对铸件12整体加热，把聚碳酸酯芯体70构成的合成树脂芯10加热到约280-350℃。由于聚碳酸酯的软化点为160℃，熔化点为380-400℃，故当芯体70被加热至280-350℃时，其整体变为半熔融状态。合成树脂芯10之外的外伸部10a没被加热到如此高温，以保持坚硬状态。
接着，夹紧装置30的架28被整体移向铸件12，其后该对夹持爪22、22夹持住合成树脂芯10的外伸部10a。在这种状态，整个框架28被驱动轴31从铸件12移开。这时，半熔融状态的铸件12内部的由聚碳酸酯芯体70构成的合成树脂芯10被整个地从铸件12中向图3的右侧抽出。
随后，铸件12从锁定装置20取下，由于聚碳酸酯芯体70构成的合成树脂芯10在半熔融状态整体地从铸件12拉出，所以不会有芯的碎屑等遗留在铸件12内。这样，铸件12就被成形为其最终产品的形状。另外，从铸件抽出的合成树脂芯10被收集起来，重新用于形成另一芯。
这样获得的铝模铸件12，具有相应于芯10的内部空间18(图20)。与之相似，另一种具有切槽部分的铸件12也可用芯10获得。
如上所述，根据本实施例，通过使用聚碳酸酯芯体70构成的合成树脂芯10，可容易并精确地形成铝铸件12。简单地通过铸后加热铸件12并在半熔融状态拉抽合成树脂芯10，就可将其从铸件12中取出而不会有任何屑碴遗留在铸件12中，而且芯10以低成本生产，这是由于由聚碳酸酯芯体70构成的合成树脂芯10具有空间71。
下面说明本发明的改型。
上面实施例给出一种例子，其中，硅橡胶施加到位于铸件12厚部12a处的聚碳酸酯芯体70的表面，然而，硅橡胶也可由热固树脂替代，其可选自例如蜜胺树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂、硅酮树脂、聚氨酯树脂等。
上述实施例中，由聚碳酸酯芯体70构成的合成树脂芯10具有空间71，然而，并不限于此，芯体70的空间71可充填比聚碳酸酯便宜的材料构成的合成树脂中心体72，例如聚氯乙烯、人造橡胶(urethanerubber)等，以增加合成树脂芯10的强度。
所述中心体72可由合成树脂粒或整体构成。
如上所述，根据本发明，通过使用具有内空间的抗热合成树脂芯，可生产具有高精度的铸件，并且，该合成树脂芯可容易地于铸后从铸件移走，而不会在铸件中遗留任何屑碴。因此可很快形成铸件的出色的形状精度，并且材料的花费由于合成树脂芯体具有内部空间而得以降低。
另外，具有一切槽部分或一中空部分的铸件也肯定可以得到。
下面参照
本发明的第三个实施例。
图12-15表示本发明第三实施例，与第一实施例相同的某些部分冠以相同的参考号。如图4所示，铝模铸造设备提供有钢制静模41，动模43，它们分别固定于静止台板40及运动台板42，并且安置得当静模41、动模43达到闭合状态时，腔45形成于两模之间，与第一实施例相似。
汽缸50提供在静止台板40的静模41的对侧，活塞51可滑动地装在汽缸50中，汽缸50上提供有入口53，熔化的铝通过它放入汽缸。
汽缸50内部经浇口48连通于静模41、动模43之间的空间45，并且入口闸门46提供在腔45一侧的浇口48的出口处。
如图12、13所示，合成树脂芯10置入形成在静模41、动模43之间的腔45，并且合成树脂芯10被安置得形成铝模铸件12(图13)。该模铸件12为长形，并且，多个与入口闸46相连通的注入口46a、46b沿腔45的纵向提供在静模41上。
如图12、13所示，合成树脂芯10包括一合成树脂部分110b，由例如抗热性聚碳酸酯构成，以及一钢制金属部分110a，与合成树脂部分相连。其中，金属部分110a位于腔45端部、相应于铸件12法兰部分(端侧厚部)位置，从腔45内侧向外伸出。另外，合成树脂部分110b经腔45内侧从金属部分110a延伸。
下面说明使用合成树脂芯的铸造方法。首先，图4中，合成树脂芯10置位于静模41的预定位置，其后，运动台板42及动模43朝静止台板40及静模41运动，使动模43与静模41闭合。这时，腔45形成在静模41及动模43之间，从而将合成树脂芯10置入腔45。
接着，如图4所示，温度约为680℃的熔铝55经入口53放入汽缸50，之后，这样放入的熔铝由活塞51推向浇口48。进入浇口48的熔铝55经注入口46a、46b流入口闸门46注入腔45，以充满之(图12)。从注入口46a、46b流入腔45的熔铝55发生喷射，其温度变为约600℃。
下面参照图12对熔铝的注入进行更详细说明。如图12所示，静模41具有注入口46a、46b，位于腔45左端部及中心部，熔铝55首先通过注入口46a、46b注入腔45(第一注入步骤)。这时，在例如500吨(t)的较低压铝模铸造设备中，熔铝的注入压力约为300-400kg/cm2。经注入口46a注入的熔铝在腔45内侧向右方流进，而经入口46b注入的熔铝向左、右两侧流进。
当熔铝55充满了腔45内部几乎所有区域时，熔铝55的注入压力增加到约2000kg/cm2(第二注入步骤)。混合在熔铝55中的各种气体、包括空气存留在腔45中，然而，通过增加熔铝55的注入压力，腔45中存留的气体可经例如静模41、动模43及合成树脂芯10之间的间隙112从腔45内部排出腔外。
如上所述，在腔45大部分区域充满之前，熔铝55以较低压力注入，因此加在合成树脂芯10上的负荷为低水平的。而且，当腔45几乎全部充满熔铝后，注入压力增加，因此存留气体可从腔45内排出腔外。这样，可防止铸造期间芯10变形，或者防止产生多个小孔。
由于注入口46a、46b提供在静模41的腔45左端部及中部，熔铝55可均匀地充填在腔45中，并且即使在一低注入压力下也可被完全地充满所有腔部45。
充入腔45的熔铝55被静模41及动模43所迅速冷却，形成铝铸件12。
其间，热传递也发生在从熔铝55至合成树脂芯10，特别是至聚碳酸酯的合成树脂部分110b。然而，由于合成树脂部110b的导热率一般远小于钢制静模41及动模43(例如，聚碳酸酯的导热率为4.6×10-4Cal/S.Cm.℃，而铁的是0.18Cal/S.Cm.℃)，从熔铝55至合成树脂部110b的传热量很小。这样，铸造期间合成树脂部110b不会熔化，并且相应地形成出色形状精度的铸件12。
铸件12端侧的厚部12a的热散发较慢。因此，如果合成树脂部110b被安置在相应的端侧厚部12a，将会产生从熔铝55至静模41动模43以及至芯10传热量的不平衡，这将引起厚部12a的收缩。与之相反，当金属部110a布置在相应于厚部12a处，从熔铝55至静模41动模43以及至芯10的传热量之间的差别将会变小，所以，厚部12a的收缩可被防止。
接着，动模43从静模41分开，铝铸件12及合成树脂芯10一起从静模41动模43之间的腔45取出。
随后，以喷燃器27对铸件12整体加热，使芯10，特别是聚碳酸酯的合成树脂部110b达到约280-350℃。由于聚碳酸酯的软化点为160℃，熔点为380-400℃，所以当被加热至280-350℃时，合成树脂部110b变为半熔融状态。合成树脂芯10之外的金属部110a没被加热得这么厉害。
接着，芯10的金属部110a被夹紧装置120夹住。在这种状态，装置120移离铸件12，因此芯10的位于铸件12内的合成树脂部110b以半熔融状态被拉出铸件12。
下面参照图14、15说明本发明另一实施例。如图14、15所示，铝铸件12有一端厚部12a，以及内厚部113，位于其长向的中部;一个金属埋置部111位于芯10的合成树脂110b相应于内厚部113处。其余部分基本上与示于图12-13中的实施例相同。
如图14、15所示，芯的合成树脂部分110b中，铝的金属埋置部111，如所示出的埋置在相应于合成树脂110b表面中内厚部113处。由于这种安排，图14、15中的芯放入静模41动模43之间的腔45中，之后熔铝注入腔45。铸件12内厚部113中不会引致收缩。
即，尽管内厚部113处热传递慢，这种设置，即铝的金属埋置部111埋在合成树脂部分110b中相应于内厚部113处，可减少从熔铝55至静模41动模43以及至金属埋置部111之间的传热量差别，因此在内厚部113不会出现收缩。
接着，铝模铸件12与合成树脂芯10一起取出静模41动模43之间的腔45，其后对铸件12整体加热，使芯10，特别是其聚碳酸酯合成树脂部110b变为半熔融状态，并从铸件12中抽出。
上述实施例示出使用模铸芯10作为铝模铸造的方法，然而材料并不仅限于铝。例如可以是铅、锌、镁、锰或它们的合金。
根据本发明，不存在从熔化金属至模以及从熔化金属至相应于端侧厚部的至芯的金属部分之间的传热量的不平衡，所以防止了金属铸件端侧厚部的收缩。而且，不存在从熔化金属至模以及从熔化金属至芯的埋置金属部(埋置在相应于内厚部位置)，因此防止了金属铸件在内厚部的收缩。
下面参照
本发明的第四实施例。
图16-23示出本发明的一个实施例。与第一实施例相同的部分标以相同的参考号。如图4示，铝模铸造设备提供有钢制静模41，固定到静止台板40;以及钢铁动模43，固定到运动台板42，并且安置得当静模41及动模43达到闭合状态时，在二模之间形成腔45，与第一实施例相同。
汽缸50提供在静止台板40中静模41的对侧，活塞51可滑动地安装在汽缸50中。汽缸50提供有入口53。熔铝经其放入汽缸。
汽缸50内部经浇口48与腔45连通，闸门46提供在腔45一侧的浇口48的出口。
合成树脂芯10置于静模41动模43之间的腔45中，具有内空间18(图20)的铝铸件12借助于合成树脂芯10形成(图16、17)、而且，一个伸入内空间18的、缩小的直径16形成在铸件12的接近中部处。
下面参照图16、17说明合成树脂芯10。图16、17中，芯10由合成树脂构成，例如抗热的聚碳酸酯，并且芯10具有外伸部10a，其铸后稍稍伸出铸件12。
芯10表面之外，相应于(或接触于)铸件12厚部12a的部分，涂覆有强抗热的硅橡胶。厚部12a处热散发较慢。因此，聚碳酸酯芯10可能在接近厚部12a处熔化，这样，涂覆硅橡胶可防止其熔化。而且，芯10如图16示具有一内部的中心部件，例如钢制压缩弹簧15。其作用是拉拔芯10对其起加强作用，以将其一起拉出而不造成芯10的任何分离，如下所述。
下面参照图18说明芯的拉拔设备，图中，拉拔设备具有锁定装置20，用于铸后锁住铸件12，一个喷燃器27用于对锁定装置20锁住的铸件12进行加热，将与铸件12的中空部12b啮合的啮合销21(图16、17)固定在锁定装置20。
而且，如图18示，用于夹紧并拉拔从铸件12伸出的芯10的外伸部10a的夹紧装置30提供在夹紧装置20侧部。夹紧装置30有一对夹持爪22、22安置得可经架28上的轴23、23摇摆，并且爪22、22夹持芯10的外伸部10a。即，这对爪22、22经连接轴25相互连接，并且当一未示出的气动缸沿图18箭头L方向拉引轴25时，被驱动闭合。
架18被安置得由一未示出的液压缸驱动轴31而在图18的水平方法运动，并且，这一水平运动由一对引导件32、32所引导。
下面说明使用合成树脂芯的铸造法。首先，在图4中，合成树脂芯10放入静模41中一预定位置，然后，使运动台板42及动模43朝静止台板40及静模41运动，以使动模43与静模41闭合。这时，腔45形成在静模41及动模43之间，从而芯10被置入腔45中。
接着，约为680℃的熔化铝经入口53放入汽缸50，然后，熔铝55被活塞51推向浇口48、进入浇口48的熔铝55经闸门46注入腔45，填充由静模41、动模43及芯10形成的铸造空间(图19)。从闸门46流入腔45的熔铝喷射，并且其温度变为约600℃。
随后，充入腔45的熔铝55被静模41及动模43迅速冷却，形成铝铸件12。
在这一期间，热传递也发生在从熔铝55至聚碳酸酯的合成树脂芯10之间。然而，由于合成树脂芯10的热导率一般远小于钢制静、动模的热导率(例，聚碳酸酯的热导率为4.6×10-4Cal/S.Cm.℃，而铁的热导率为0.18Cal/S.Cm.℃)，所以从熔铝传向芯10的热量很小。这样芯10在铸造期间不会熔化，并且铸件12因之形成出色的精确形状。
由于芯10在接近铸件12的厚部12a处的表面涂覆有非常高抗热性的硅橡胶11，即使厚部12a的热散发很低，合成树脂芯10也不会熔化。
接着，动模43从静模41分开，铸件12及芯10一起从腔45取出(图16、17)随后，铸件12及芯10放到图18的锁定装置20上，这时铸件12的中空部12与装置20的啮合销21相啮合，以固定在那里。
然后用喷燃器27对铸件12整体加热，使聚碳酸酯芯10热到约280-350℃，由于聚碳酸酯的软化点为160℃，而熔化点为380°-400℃，所以当芯10被加热至280-350℃时，其整体呈半熔融状态。合成树脂芯10之外，其外伸部10a没被加热得如此厉害，以保持坚硬状态。
随后，夹紧装置30的架28被整个地朝铸件12运动，然后一对夹持爪22、22夹住芯10的外伸部10a，在这种状态下驱动轴31将整个架28移离铸件12。这样铸件12内的合成树脂芯10，以半熔化状态被整体地从铸件12拉向图3的右方。
这时，由于芯10内部有压缩弹簧15，芯10被弹簧15所加强。通过这种安置，芯10可一块拉出铸件之外而不造成分离。
如上所述，有内部空间18的铸件12就这样得到，然后铸件12从夹紧装置20取下。如前所述，伸入内空间18的直径减少部分16被形成在铸件12的接近中心的部分，所以，一些残存的芯10可能留存在内空间18接近直径减少部分16处。即，当合成树脂芯10以半熔融态拉出铸件之外时，芯10的一部分可能会被凸入内空间18的直径减少部分16卡住，这样会留存一些残部。在这种情况下，内空间18中的残存部分芯需要移除。下面说明其移除办法。
首先图20说明一种借助喷丸法剥除残存芯部的方法。
如图20所示，一种有喷嘴92的喷丸设备91放到接近铸件12的开口90a处，并且大量的喷丸93经喷嘴92射入铸件12的内空间18。这些射入的喷丸93剥除掉残存于内空间18的聚碳酸酯芯部，特别是那些位于接近直径减小部分的表面上的残存芯部。那些从内空间18内表面上剥除掉的残存芯部随后与喷丸93经另一出口90b一起排出。
在上述用设备91进行的喷丸操作中，铸件12可被加热到约200℃，所以使残存芯的剥离变得容易。喷丸93可以是铝粉粒，沙粒、硅粒、石墨粒、盐粒或其他防锈金属粉粒。
下面说明一种借助高温高压汽流剥除残存芯部的方法。
如图21所示，一种蒸汽喷射设备95放到铸件12开口90a近旁，之后将高温高压蒸汽97(例如300-500℃的蒸汽)经一喷嘴96喷入。如此喷入的汽流97剥离掉残存于内空间18内表面上接近直径减小部分16处的聚碳酸酯芯。该剥离的残存芯然后经另一出口90b与蒸汽一起排出。
下面参照图22说明以溶剂剥离残存芯的方法。
如图22示，溶剂101注入一个容器98，铸件12浸入溶剂101内，这种情况下，残存于铸件12内空间18的内表面上的聚碳酸酯芯将被溶解并冲出。
用于溶解并去除聚碳酸酯残余芯的溶剂选自如下的烃类溶剂氯化亚甲(Methylenechloride)，NMP(N-methyl-2-olefin)，DMP(NN-dimethy(formamide)，MFK(methylethylketone)以及ethylaceate(ester)。
而且，一个超声波发生器100放入溶剂101，其在溶剂101中产生超声波，这样很快地溶解并移除掉残存于内部空间18内表面上的聚碳酸酯芯。
上述实施例中，可见应用聚碳酸酯构成的合成树脂芯10，能够容易而精确地制成铸件12。完成铸造后，可简单地通过加热铸件12，并且在半熔融状态拉出芯10而将其从铸件中移出。而且，通过应用喷丸、高温高压蒸汽或溶剂可容易而简单地移除残存于铸件12内空间18内表面上的遗留芯10。
下面参照附图23说明本发明另一个实施例。如图23所示，该实施例与图16-22的实施例基本相同，它们的不同仅在于合成树脂芯10为没有压缩弹簧的聚碳酸酯芯，并且，铝铸件12及芯10从静模41及动模43间的腔45取出，这么取出的铸件12及芯10在一个炉子中加热。
如图23所示，合成树脂10为一不具压缩弹簧的聚碳酸酯芯，当芯10置入静模41动模43之间的腔45中时(图4)进行铸造，其后，铝铸件12及合成树脂芯10从腔45中取出。接着，铸件12及芯10被放到炉80中的容器81上，并且将它们加热至超过聚碳酸酯熔点(380-400℃)的600℃。
一般地，当加热至约600℃时，在铝铸件12内侧将会出现缩误，但使用无细孔铝铸件12时，其可完全耐受600℃而无缩误。
当在炉80内被加热时，合成树脂芯10被熔化流出铸件12，芯10中的聚碳酸酯成份被收集在容器81中。
另一种安排是，当铸件12及合成树脂芯10从静模41动模43之间的腔45取出之后，将它们浸入溶剂101中(图22)，代替在炉中加热，这样合成树脂芯10被溶出铝铸件12。
在上述实施例中，铝模铸造法作为一种模铸法加以说明，然而，本发明的方法也可应用于任何其它模铸法，例如压铸法，低压模铸法，精模铸法等。而且，铸件可以不仅是铝，也可是铅、锌、镁、锰或它们的合金。
如上所述，根据本发明，遗留在铸件内部空间的残存芯可容易而简单地去除掉。因此，可得到有不含残留芯的清洁内表面的铸件。并且，合成树脂可在炉中从铸件熔出去掉。用这种方法也可得到有清洁内表面的铸件。以及，合成树脂芯也可以溶剂从铸件去除掉，这种方法也可制出具有清洁内表面的铸件。而且，芯也可不发生断裂地整体地位出铸件。这样，残存在铸件内部空间的遗留芯的数量被控制在一最低水平。
权利要求
1.一种使用合成树脂芯的铸造方法，包括如下步骤将合成树脂芯放入模具；对内部放了合成树脂芯的模具充入熔融金属；以模具冷却熔融金属，形成铸件；以及将铸件及合成树脂芯从模具取出，然后加热铸件及合成树脂芯，在半熔融状态将合成树脂芯从铸件拉出，从而在铸件内形成一内部空间。
2.根据权利要求1的铸造方法，其特征在于，该合成树脂芯为聚碳酸酯芯，以及将铸件加热，使合成树脂芯在250-350℃的半熔融状态从铸件抽出。
3.根据权利要求1的铸造方法，其特征在于，还包括以喷丸剥除留在铸件内部空间的残余芯的步骤。
4.根据权利要求3的铸造方法，其特征在于，加热铸件，以喷丸剥除留在铸件内部空间的残余芯
5.根据权利要求1的铸造方法，其特征在于，还包括以高温高压蒸汽吹除留在铸件内部空间的残余芯的步骤。
6.根据权利要求5的铸造方法，其特征在于，该合成树脂芯为聚碳酸酯芯，并且该高温高压蒸汽为300-500℃的蒸汽。
7.根据权利要求1的铸造方法，其特征在于，还包括将铸件浸入一溶剂中，从而洗除留在铸件内部空间的残余芯的步骤
8.根据权利要求7的铸造方法，其特征在于，以溶剂洗除残余芯时，在溶剂中产生超声波，以洗除残余芯。
9.一种使用合成树脂芯的铸造方法，包括如下步骤将合成树脂芯放入模具，对内部放了合成树脂芯的模具充入熔融金属;以模具冷却熔融金属，以形成铸件，以及将铸件及合成树脂芯从模具取出，然后在一炉子中加热铸件及合成树脂芯，以熔化合成树脂芯，然后将其从铸件去除。
10.一种使用合成树脂芯的铸造方法，包括如下步骤将合成树脂芯放入模具;对内部放了合成树脂芯的模具充入熔融金属;以模具冷却熔融金属，以形成铸件，以及将铸件及合成树脂芯从模具取出，然后将它们浸入一溶剂中，以溶解合成树脂芯，并将其从铸件去除。
11.一种由合成树脂芯构成的芯。
12.根据权利要求11的合成树脂芯，其特征在于，所述芯由聚碳酸酯构成。
13.根据权利要求12的合成树脂芯，其特征在于，相应于铸件厚部位置的芯涂覆有硅橡胶。
14.根据权利要求11的合成树脂芯，其特征在于，所述芯包括一热塑内树脂及覆盖于其表面的一抗热树脂。
15.根据权利要求11的铸造方法，其特征在于，所述芯可分成几个部分。
16.根据权利要求11的合成树脂芯，其特征在于，所述芯由可生物降解的塑料构成。
17.根据权利要求11的铸造方法，其特征在于，所述芯由热塑树脂粉粒及抗热树脂粉粒混合、并烘烤硬化制成。
18.根据权利要求11的铸造方法，其特征在于，所述芯在其内部具有一中心件。
19.根据权利要求18的铸造方法，其特征在于，所述中心件为一弹簧。
20.一种合成树脂做的芯，包括，一抗热合成树脂芯体以及，其内部具有一内空间。
21.根据权利要求20的合成树脂芯，其特征在于，所述内空间充有填充物。
22.根据权利要求21的铸造方法，其特征在于，所述填充物包括合成树脂粉粒。
23.根据权利要求21的铸造方法，其特征在于，所述填充物为一种合成树脂整体。
24.用于形成一模铸件、放入模具腔中去的用于模铸的芯，包括一合成树脂部分，在模具腔中延伸;以及一金属部分，连接于该合成树脂部分，提供在模具腔的端部，并相应于铸件端侧厚部位置，从腔向外伸出。
25.用于形成一模铸件，放入模具腔中去的用于模铸的芯，包括一合成树脂芯部分，安排i)在模具腔中延伸，其中，一金属埋置部分，埋置在合成树脂部分，相应于铸件的内侧厚部位置。
26.根据权利要求25的芯，其特征在于，所述金属埋置部分由铝做成，
27.根据权利要求25的芯，其特征在于，还包括一金属部分，连接于合成树脂部分，提供在模具腔一端部，相应于铸件一端侧厚部位置，并从腔向外伸出。
28.一种铸件，具有一内部空间，由权利要求1所述方法铸出。
全文摘要
由合成树脂做的芯10放入模具中，在模具中充入熔化金属，熔化金属被模具冷却，从而得到包含合成树脂芯10的铸件12。整体加热铸件12，夹住并拉拔合成树脂芯10的外伸部10a，从而将半熔融状态的芯10拉出铸件12。
文档编号B22C9/10GK1111550SQ9510364
公开日1995年11月15日 申请日期1995年4月4日 优先权日1994年4月13日
发明者根本贤 申请人:根本贤