铸造方法和铸造用铸模的制作方法_2

文档序号:8913210阅读:来源:国知局
面在长度方向上平齐。若为这样的形状,则在所形成 的铸坯上不会作用有多余的应力,因此能够防止凝固壳发生断裂而使表面粗糙。石墨套筒 没有必要在自模具的空间部上部到空间部下部为止的整个范围内内接于模具的内壁,只要 内接于模具的内壁的位于熔渣和熔融合金的边界附近、即与铸模接触的位置附近的部分即 可。例如,只要在自模具的空间部上部到设想为熔融合金的液面的位置(弯月面上表面位 置)下方IOOmm为止的范围内内接石墨套筒即可。
[0034] 绝热层配置在模具内壁与石墨套筒之间。通过配置为这样,绝热层发挥绝热作用, 从而能够缓和弯月面位置附近的排热,能够缓慢地形成凝固壳,从而能够改善铸坯的表面 粗糙。另外,在使铸坯的拉出速度为低速来进行铸造时,利用绝热层的绝热效果能够确保熔 渣的流动性。结果,能够使熔渣壳薄膜化,能够改善得到的铸坯的表面粗糙。绝热层能够设 在通过使模具的内壁的一部分为凹部形状而形成的间隙内,也能够设在通过使石墨套筒的 内接于模具的面的一部分为凹部形状而形成的间隙内。并且,还能够将绝热层设在通过在 模具和石墨套筒这两者均设置凹部形状而形成的间隙内。绝热层没有必要自石墨套筒的上 部设到下部,只要设在熔渣和熔融合金的边界附近、即与铸模接触的位置附近、也就是熔融 合金的弯月面位置附近即可。例如,只要在自设想为熔融合金的液面的位置(弯月面上表 面位置)上方IOOmm处到弯月面上表面位置下方IOOmm处为止的范围内设置绝热层即可。 例如在模具的截面为圆形的情况下,绝热层能够采用在模具内壁与石墨套筒之间环绕一周 的环状。通过采用这样的形状,能够均匀地缓和排热。另外,在模具的截面为多边形形状的 情况下,能够将绝热层设为在模具内壁与石墨套筒之间环绕一周的环状的多边形形状,另 外,为了重点进行角部的排热,也能够仅在角部设置绝热层。
[0035] 所述绝热层由空隙和/或绝热材料构成。在仅由空隙构成的情况下发挥绝热作 用,在由绝热材料构成或者由空隙和绝热材料组合成的情况下也发挥绝热作用。在组合空 隙与绝热材料的情况下,能够采用例如在形成在石墨套筒与模具之间的间隙的靠石墨套筒 侧设置绝热材料、使靠模具侧为空隙的、绝热材料层和空隙层这双层构造的绝热层。并且, 能够采用在靠石墨套筒侧设置空隙、使靠模具侧为绝热材料的、绝热材料层和空隙层这双 层构造的绝热层、组合多组空隙和绝热材料而成的多层构造的绝热层。另外,还能够列举出 这样的例子:仅在间隙的上半部分内设置绝热材料并使下半部分为空隙的绝热层、仅使间 隙的上半部分为空隙并仅在下半部分内设置绝热材料的绝热层。
[0036] 在本发明的铸造方法中,所述铸模具有所述结构,除此之外,从冷却效率的观点而 言,还能够包括用于冷却模具的冷却部件等。例如,能够使用冷却水在模具的内部循环的水 冷式模具。
[0037] 在本发明的铸造方法中,所述铸坯形成工序包括液面位置控制工序,在该液面位 置控制工序中,进行控制以使所述熔融合金的液面位于配置有所述绝热层的范围内。即,通 过进行控制以使熔融合金的液面位于铸模的设有绝热层的区域的范围内,绝热层发挥绝热 作用,从而能够缓和弯月面位置附近的排热,能够缓慢地形成凝固壳,从而能够改善铸坯的 表面粗糙。能够利用任意的液面控制部件对液面进行控制。
[0038] 在本发明的铸造方法中,在所述注入工序中每单位时间注入铸模的所述熔融合金 的注入高度、即注入熔融合金时的注入速度能够为〇. Olm/分~0.1 m/分。即使在熔融合金 的注入速度低于〇. Olm/分的情况下,也能够防止发生偏析,能够形成微细组织,但生产效 率降低。另外,在熔融合金的注入速度高于0.1m/分的情况下,有时发生偏析。若熔融合金 的注入速度为0.0 lm/分~0.1 m/分的范围,则能够防止发生中心偏析、倒V形偏析等合金 组成在凝固时不均匀的偏析,能够形成微细组织。
[0039] 在连续铸造方法中,能够分别控制熔融合金的注入和铸坯的拉出。其中,若所述注 入速度与铸坯的拉出速度相差过大,则难以连续地进行铸造。因此,优选的是,带有一定程 度的关联性地控制熔融合金的注入和铸坯的拉出。即,优选熔融合金的所述注入速度与铸 坯的拉出速度大致相同。例如,若在注入速度为0.0 lm/分时拉出速度也为0.0 lm/分,则能 够顺利地进行铸造。其中,连续铸造的铸造速度与拉出速度相同,若拉出速度为0.0 lm/分, 则铸造速度也为0.0 lm/分。在铸造速度为0.0 lm/分~0.1 m/分的情况下,以低速进行铸 造。
[0040] 在本发明的铸造方法中,所述绝热层的厚度能够为1mm~3mm。在绝热层的厚度薄 于Imm的情况下,缓和排热的效果较小,有时难以改善铸坯的表面粗糙。另外,在绝热层的 厚度厚于3mm的情况下,缓和排热的效果较大,但基于铸模的冷却受到抑制而导致熔融合 金难以冷却,而有可能使凝固壳的形成出现问题。若绝热层的厚度为1mm~3mm的范围,则 能够在不影响铸模的冷却效果的前提下得到缓和排热的效果。在此,在绝热层是通过组合 空隙和绝热材料而成的情况下,能够将绝热材料的厚度设为1mm~2_,使剩余的绝热层的 厚度为空隙。
[0041] 在本发明的铸造方法中,所述绝热材料能够为陶瓷片材。若为陶瓷片材,则能够充 分发挥绝热效果。
[0042] 本发明的铸造方法能够为连续铸造方法,除包括所述工序外,还能够至少包括拉 出工序、冷却工序。所述拉出工序是用于将所述铸坯自所述铸模拉出的工序。通过该工序 拉出的铸坯能够在接下来的工序中被冷却,并且能够依次向取出铸坯的铸模内注入熔融金 属。所述冷却工序是所述拉出工序后的用于冷却所述铸坯的工序。通过该工序,能够冷却 凝固壳,并且还能够冷却未凝固部而使未凝固部凝固。冷却可以根据得到的铸坯的热容量 而利用二次冷却带等冷却设备强制地冷却,但只要在铸造环境下的室温气氛下自然冷却即 可。若是包括这些工序的连续铸造方法,则能够连续地对熔融合金进行铸造而制造铸坯。
[0043] 本发明的铸造方法能够应对铁系、铝系和铜系合金等各种合金材料。
[0044] 接着,说明本发明的铸造用铸模。本发明的铸造用铸模至少包括:模具;石墨套 筒,其内接于该模具的内壁;绝热层,其位于所述内壁与所述石墨套筒之间。模具能够使用 具有这样的形状的模具,即:具有能够供熔融合金注入的沿上下方向贯通模具的空间部。这 是因为,能够自该空间部上部向模具内注入熔融合金,并且自该空间部下部沿垂直方向拉 出将被注入的熔融合金冷却而制造成的铸坯,从而能够提高制造效率。模具的截面能够为 圆形状、多边形形状等考虑到合金的种类、凝固的均匀性等的任意形状。作为模具的材质, 能够使用导热性优良的铁、铜等。
[0045] 石墨具有不易与熔渣发生反应的性质。因此,使加工石墨材料而成的石墨套筒内 接于模具的内壁,从而石墨套筒的内表面不会被熔渣侵蚀,能够通过冷却熔融合金而得到 表面平滑的铸坯。优选的是,石墨套筒的截面形状是对应模具并与模具相同的截面形状,并 且石墨套筒的内表面与模具的内表面平齐。若为这样的形状,则在所形成的铸坯上不会作 用有多余的应力,因此能够防止凝固壳发生断裂而使表面粗糙。石墨套筒没有必要在自模 具的空间部上部到空间部下部为止的整个范围内内接于模具的内壁,只要内接于模具的内 壁位于熔渣和熔融合金的边界附近、即与铸模接触的位置附近的部分即可。例如,只要在自 模具的空间部上部到设想为熔融合金的液面的位置(弯月面上表面位置)下方IOOmm为止 的范围内内接石墨套筒即可。
[0046] 绝热层配置在模具内壁与石墨套筒之间。通过配置为这样,绝热层发挥绝热作用, 从而能够缓和弯月面位置附近的排热,能够缓慢地形成凝固壳,从而能够改善铸坯的表面 粗糙。另外,在使铸坯的拉出速度为低速来进行铸造时,利用绝热层的绝热效果能够增大熔 渣的流动性。结果,能够使熔渣壳薄膜化,能够改善得到的铸坯的表面粗糙。绝热层能够设 在通过使模具的内壁的
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