专利名称：一种金属型覆壳铸造模具及其铸造方法
技术领域：
本发明涉及铸造技术领域，具体地说是一种金属型覆壳铸造模具及其铸造方法。
背景技术：
关于铸造模具，一般来说，可以分为纯金属模具、普通砂型模具、蜡模，纯金属模具仅可适用于低温合金(800度以下熔点)铸造，无法应用于高温合金材料的浇注，而且由于纯金属模溶液冷却速度太快，无法同时应用多模，生产效率非常低；纯金属模具散热太快，不适用于大面积的薄铸件，因为金属溶液未流到模具深部就凝固成型；在铸造时溶液的高温会对纯金属模具造成热冲击，无法保证纯金属模具的使用寿命；在工件表面要求细部刻画 (字头、图案)时纯金属模具是无法做到的。普通砂型模具最大的特点就是劳动强度过大，每铸造一次就要重新制作模具，属于一次性的模具，增加了劳动强度的同时生产效率也根本上不去，而且必须要占用大量平整的地面，沙尘遍布车间，生产环境极其恶劣，每次浇注都会产生很多砂眼，铸件的粗糙度和精度无法保证，废品率较高。最后对于蜡模，其缺点就是工艺过于复杂，制作周期长，同时铸件的表面粗糙度和尺寸精度经常达不到要求。以上三种模具只有纯金属模具所具有的优点多，适合于广泛应用，但是基于纯金属模具具有较多的缺点，因此必须要克服掉。所以必须要开发一种即可铸造低温合金又可铸造高温合金、实现多模连续生产、可铸造薄铸件、使用寿命长、铸件表面粗糙度及精度较高的金属型覆壳铸造模具，同时依据本模具引出一种全新的铸造方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单、成本低、可以实现多模连续生产、 适用范围广的金属型覆壳铸造模具，以及利用这种模具的铸造方法。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种金属型覆壳铸造模具，包括金属型本体，所述金属型本体内部设置有至少一层树脂砂壳，该树脂砂壳的外表面贴合于金属型本体的内表面，而树脂砂壳的内部则为和铸件形状相吻合的浇注内腔。进一步地，所述树脂砂壳对应铸件中肥厚的部分设有冒口砂壳。进一步地，所述冒口砂壳由多层砂壳构成。进一步地，所述冒口砂壳处设有单独的浇注口。进一步地，所述金属型本体内表面开设有排气槽。进一步地，所述排气槽有多个，多个排气槽之间相连通，所述排气槽还与所述金属型本体的外部空间连通。进一步地，所述树脂砂壳为覆膜砂、呋喃树脂自硬砂、水玻璃砂中的一种。本发明还提供一种利用上述金属型覆壳铸造模具的铸造方法，包括
A、制造金属型本体，并制造树脂砂壳；
B、将所述树脂砂壳贴合于所述金属型本体内部，所述树脂砂壳的内部为和铸件形状相吻合的浇注内腔；树脂砂壳的浇注内腔中浇入熔化的铸造材料；
D、待铸造材料凝固后，拆开金属型本体，并清除树脂砂壳。进一步地，所述方法还包括
E、向金属型本体内装入新的树脂砂壳，返回步骤C。进一步地，所述步骤A中，制造树脂砂壳时，对于需要降低铸件冷凝速度的部分， 增加对应该部分的树脂砂壳的厚度；对于需要增加铸件冷凝速度的部分，减小对应该部分的树脂砂壳的厚度。本发明的金属型覆壳铸造模具不但适合低温合金的铸造，而且由于应用了树脂砂壳，还可以扩大应用于高温合金材料的浇注，并且实现了多模连续生产，提高了生产效率， 解决了由于金属型散热太快，不适用于大面积的薄铸件的问题。本发明可以利用树脂砂壳铸造很薄的铸件。对于铸件中肥厚的部分可以设置冒口砂壳，并可配合单独的浇涛口解决铸件产生缩孔及缩松问题。另外，树脂砂壳可以阻止溶液高温对金属模具的热冲击，保护金属模具，实现金属模具的长久重复使用。在铸件表面要求细部刻画(字头、图案)时，本发明可大幅提高铸件表面粗糙度及尺寸精度。另外，相对于普通砂型模具，本发明可降低劳动强度，避免反复填砂，占地面积小，减少沙尘，改善生产环境。由于外部金属型本体的激冷作用提高了铸件的密度及机械强度。
图1是本发明的一种水平分型时暗冒口及模具实施例的结构示意图。图2是本发明的一种垂直分型时暗冒口及模具实施例的结构示意图。图中1.排气槽，2.排气孔，3.冒口砂壳，4.金属型本体，5.树脂砂壳，6.铸件。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。如图1所示，是一种水平分型的金属型覆壳铸造模具的实施例。在本实施例中，金属型覆壳铸造模具包括位于外侧的金属型本体4，金属型本体4内部设置有至少一层树脂砂壳5，该树脂砂壳5的外表面贴合于金属型本体4的内表面，而树脂砂壳5的内部则为和铸件6形状相吻合的浇注内腔。对于铸件6中较肥厚可能产生缩松缩孔的上半部分，在树脂砂壳5相对应的部分设置冒口砂壳3，然后在冒口砂壳3处设置单独的浇涛口，对铸件6的肥厚部分进行补浇，从而消除缩松和缩孔现象。冒口砂壳3可以由多层砂壳构成，方便制造和使用。另外，可以在金属型本体4内表面开设有排气槽1，排气槽1可以有多个，多个排气槽1之间相连通，并通过排气孔2与金属型本体4的外部空间连通。排气槽1用于排除浇涛过程中由于高温而产生的气体，平衡模具内外的压力，以避免模具损坏，同时还可避免气体的占据空间造成铸件不完整。其中的树脂砂壳5可以选自覆膜砂、呋喃树脂自硬砂、水玻璃砂中的一种。如图2所示实施例，是一种垂直分型的金属型覆壳铸造模具的实施例。在该实施例中，铸件6中较肥厚可能产生缩松缩孔的部分位于右侧，因此其冒口砂壳3也相应地设置在右侧。利用上述的金属型覆壳铸造模具进行铸造的步骤包括
A、制造金属型本体，并制造树脂砂壳，设计制作合模的定位结构，同时设计制作外部壳体的排气孔；
B、将树脂砂壳贴合于所述金属型本体内部，树脂砂壳的内部为和铸件形状相吻合的浇注内腔，进行合模；
C、向树脂砂壳的浇注内腔中浇入熔化的铸造材料(例如钢水、铁水、铝水、其它合金熔液等)；
D、待铸造材料凝固后，拆开金属型本体，并清除树脂砂壳。在完成上述步骤后，可以向金属型本体内装入新的树脂砂壳，返回步骤C，继续下一轮铸造，从而实现连续铸造。在步骤A中，制造树脂砂壳时，对于需要降低铸件冷凝速度的部分，增加对应该部分的树脂砂壳的厚度；对于需要增加铸件冷凝速度的部分，减小对应该部分的树脂砂壳的厚度。这样，通过树脂砂壳的厚度可以控制铸件各部分的冷凝速度，使铸件各部分冷凝均勻，保证铸件质量。以上所述仅是为说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种金属型覆壳铸造模具，包括金属型本体，其特征在于所述金属型本体内部设置有至少一层树脂砂壳，该树脂砂壳的外表面贴合于金属型本体的内表面，而树脂砂壳的内部则为和铸件形状相吻合的浇注内腔。
2.根据权利要求1所述的金属型覆壳铸造模具，其特征在于所述树脂砂壳对应铸件中肥厚的部分设有冒口砂壳。
3.根据权利要求2所述的金属型覆壳铸造模具，其特征在于所述冒口砂壳由多层砂壳构成。
4.根据权利要求2或3所述的金属型覆壳铸造模具，其特征在于所述冒口砂壳处设有单独的浇注口。
5.根据权利要求1所述的金属型覆壳铸造模具，其特征在于所述金属型本体内表面开设有排气槽。
6.根据权利要求5所述的金属型覆壳铸造模具，其特征在于，所述排气槽有多个，多个排气槽之间相连通，所述排气槽还与所述金属型本体的外部空间连通。
7.根据权利要求1所述的金属型覆壳铸造模具，其特征在于所述树脂砂壳为覆膜砂、 呋喃树脂自硬砂、水玻璃砂中的一种。
8.一种利用权利要求广7中任意一项金属型覆壳铸造模具的铸造方法，包括A、制造金属型本体，并制造树脂砂壳；B、将所述树脂砂壳贴合于所述金属型本体内部，所述树脂砂壳的内部为和铸件形状相吻合的浇注内腔；C、向所述树脂砂壳的浇注内腔中浇入熔化的铸造材料；D、待铸造材料凝固后，拆开金属型本体，并清除树脂砂壳。
9.根据权利要求8所述的铸造方法，其特征在于还包括E、向金属型本体内装入新的树脂砂壳，返回步骤C。
10.根据权利要求8所述的铸造方法，其特征在于所述步骤A中，制造树脂砂壳时，对于需要降低铸件冷凝速度的部分，增加对应该部分的树脂砂壳的厚度；对于需要增加铸件冷凝速度的部分，减小对应该部分的树脂砂壳的厚度。
全文摘要
本发明公开了一种金属型覆壳铸造模具，包括金属型本体，所述金属型本体内部设置有至少一层树脂砂壳，该树脂砂壳的外表面贴合于金属型本体的内表面，而树脂砂壳的内部则为和铸件形状相吻合的浇注内腔。本发明的金属型覆壳铸造模具不但适合低温合金的铸造，而且由于应用了树脂砂壳，还可以扩大应用于高温合金材料的浇注，并且实现了多模连续生产，提高了生产效率，解决了由于金属型散热太快，不适用于大面积的薄铸件的问题。
文档编号B22C9/06GK102389945SQ201110347618
公开日2012年3月28日 申请日期2011年11月7日 优先权日2011年11月7日
发明者陈显鹏 申请人:陈显鹏