专利名称：一种铸造加压装置、铸造加压系统及铸造加压方法
技术领域：
本发明涉及铸造设备技术领域，更具体地说，涉及一种铸造加压装置、铸造加压系统及铸造加压方法。
背景技术：
铸造充型是指铸造过程中熔融合金液通过一定的流动通道向铸造型腔中充填的过程。薄壁铸件在铸造过程中，通常存在着合金液充型困难的情况，导致最终的铸件出现浇不足、冷隔等缺陷，使得铸件报废。对于收缩倾向大和糊状凝固的合金，在铸造过程中又经常存在着补缩困难的情况，导致铸件出现缩孔和缩松等缺陷。上述两种情况极大的降低了铸件的成品率。对于轻合金，目前公知的高压、低压、 差压铸造能够使合金液在压力下充型和凝固，很大程度上的解决上述问题。对于铸铁、铸钢等高熔点的合金来说，无法采用高压和低压铸造，大部分还是重力下的铸造(传统的直接浇注铸造)，无法实现压力下的成型和凝固。针对上述问题，专利号为ZL200620104334. 4的中国发明专利公开了一种加压式铸造砂箱，如图I所示，其金属网2置于箱体I内腔下部，箱体I侧壁还设有排气口 3连通金属网2下方的空腔，箱体I上还密封盖有砂箱盖4，该砂箱盖4上设有进气口 5构成加压式结构。在砂箱盖4上还设有压力表6，控制更方便。铸造时，将铸型7放入箱体I内的砂中，关闭排气口 3，浇注金属液，快速密封盖上砂箱盖4.然后，开启进气口 5，通入压力气体，保压至接近凝固时，打开排气口 3，使热气经金属网2和排气口 3排出，同时保持压力至铸型7快速完全凝固后，降压开箱即可。该专利在一定程度上能够实现对金属液加压，但是该加压方法使得铸型上表面同样暴露在压力当中，这种压力与充型方向相反，起到反压力作用，不利于该处合金液的充型。另外，由于该方法采用专用的砂箱，需要将预先造好型的砂型放入该专用砂箱，对于批量生产则需要大量的专用砂箱，不但成本较高，而且工序也较为复杂。因此，如何避免由于铸型上表面同样暴露在压力当中，不利于该处金属液的充型的弊端，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种铸造加压装置，以避免由于铸型上表面同样暴露在压力当中，不利于该处合金液的充型的弊端；本发明的另一目的在于提供一种具有上述铸造加压装置的铸造加压系统；本发明的再一目的在于提供一种采用上述铸造加压装置的铸造加压方法。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案一种铸造加压装置，用于当金属液浇注结束后，对浇注系统内金属液施压，包括加压罩，一端具有用于与所述浇注系统的浇口杯连接的密封连接部；用于与压缩气源相连的压力管道，所述压力管道与所述加压罩的另一端密封连通。优选地，在上述铸造加压装置中，所述加压罩通过其法兰与所述压力管道的法兰连接。优选地，在上述铸造加压装置中，所述加压罩的法兰与所述压力管道的法兰之间设有第一耐火密封圈。优选地，在上述铸造加压装置中，所述密封连接部处设有第二耐火密封圈。优选地，在上述铸造加压装置中，所述第一耐火密封圈和所述第二耐火密封圈为岩棉、硅酸铝纤维、硅酸锆纤维或碳纤维，厚度为5-50mm。优选地，在上述铸造加压装置中，所述压力管道上设有调压阀。 一种铸造加压系统，包括浇口杯，所述浇口杯通过浇道与砂箱内的铸型相连通；如上任一项所述的铸造加压装置，所述加压罩通过其密封连接部与所述浇口杯密封连接。优选地，在上述铸造加压系统中，所述加压罩和所述浇口杯均为锥筒结构，且所述加压罩的大口端与所述浇口杯的大口端相连；还包括抱紧于所述加压罩和所述浇口杯结合处的抱紧装置。优选地，在上述铸造加压系统中，所述抱紧装置包括结构相同的第一半箍和第二半箍，所述第一半箍和第二半箍的一端铰接；所述第一半箍和第二半箍的上环面围成有与所述加压罩的外表面相同的斜度和倾斜方向的锥形孔；所述第一半箍和第二半箍的下环面围成有与所述浇口杯的外表面相同的斜度和倾斜方向的锥形孔。一种铸造加压方法，在金属液浇注结束后，包括以下步骤将与压缩空气连接的如上任一项所述的铸造加压装置的加压罩套在浇口杯上，并采用抱紧装置将加压罩与浇口杯紧密连接，然后开启压力管道上的调压阀，并调节压力到
O.05-5MPa，此时压缩空气对金属液施压。从上述的技术方案可以看出，本发明提供的铸造加压装置，在金属液浇注结束后，立即将与压缩空气连接的加压罩套在浇口杯上，并使得加压罩的密封连接部与浇口杯紧密连接。本发明与现有技术加压方式相比，将压力加压在浇口杯内金属液上，并通过与浇口杯连接的浇道内金属液施压于铸型内金属液上。采用本发明的铸造加压装置对金属液施压，与现有技术的在砂箱内施压相比，避免了由于铸型上表面暴露在压力当中，不利于该处合金液的充型的弊端，可以对铸型内金属液施加压力，使得金属液在铸型中各部位均呈正压，使金属液在压力下凝固，不但提高了金属液的充型能力，而且提高了铸件的致密性，减少了铸件的浇不足、冷隔、缩松、缩孔等缺陷，提高了铸件成品率。另外，在本发明另一技术方案中，加压罩和浇口杯均为锥筒结构，且加压罩的大口端与浇口杯的大口端相连；抱紧装置抱紧于加压罩和浇口杯的结合处。抱紧装置包括结构相同的第一半箍和第二半箍，第一半箍和第二半箍的一端铰接；第一半箍和第二半箍的上环面围成有与加压罩的外表面相同的斜度和倾斜方向的锥形孔；第一半箍和第二半箍的下环面围成有与浇口杯的外表面相同的斜度和倾斜方向的锥形孔。本发明通过采用独特结构的抱紧装置，借助加压罩和浇口杯的锥筒结构，使得在抱紧装置抱紧在加压罩和浇口杯上后，便使得加压罩和浇口杯不可脱开。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为现有技术中的加压式铸造砂箱的结构示意图；图2为本发明实施例提供的加压装置使用过程中的结构示意图； 图3为本发明实施例提供的加压罩的结构示意图；图4为本发明实施例提供的筒形抱紧装置的结构示意图；图5为图4沿A-A线的半剖视图；图6为铸造过程的结构示意图。
具体实施例方式本发明的核心在于提供一种铸造加压装置，以对浇注后铸型内金属液施加压力，改善金属液在铸型中的充型性和补缩性，提高铸件的致密度；本发明的另一核心在于提供一种具有上述铸造加压装置的铸造加压系统；本发明的再一核心在于提供一种采用上述铸造加压装置的铸造加压方法。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。请参阅图2-图6，图2为本发明实施例提供的加压装置使用过程中的结构示意图；图3为本发明实施例提供的加压罩的结构示意图；图4为本发明实施例提供的筒形抱紧装置的结构示意图；图5为图4沿A-A线的半剖视图；图6为铸造过程的结构示意图。本发明实施例提供的铸造加压装置2，用于当金属液浇注结束后，对浇注系统内金属液施压，包括加压罩26和压力管道21。其中，加压罩26 —端具有用于与浇注系统的浇口杯4连接的密封连接部24，在该密封连接部与浇口杯4的开口端连接后，能够保持密封。现有技术中能够实现密封的方式有很多，例如添加密封圈、密封棉等措施，本文不进行限定，只要能够实现密封即可。加压罩26的材质可以为陶瓷、石墨、金属等。压力管道21在使用时与压缩气源(图中未示出)相连，用于将压缩气源内的压缩气体导入加压罩26，压力管道21与加压罩26的另一端密封连通，压力通道21用于连通加压罩26和压缩气源。而加压罩26用于与浇口杯4相连，因此可实现对浇注后金属液的施压作用。本发明提供的铸造加压装置2，在金属液浇注结束后，立即将与压缩空气连接的加压罩26套在浇口杯4上，并使得加压罩26的密封连接部24与浇口杯4紧密连接。
本发明与现有技术加压方式相比，将压力加压在浇口杯4内金属液上而不是加压在砂箱内，并通过与浇口杯4连接的浇道内金属液施压于铸型内金属液，因此也就避免了铸型上表面暴露在压力当中，铸型上表面处压力与充型方向相反，起到反压力作用的弊端。采用本发明的铸造加压装置2对金属液施压，与现有技术的在砂箱内施压相比，避免了由于铸型上表面暴露在压力当中，不利于该处合金液的充型的弊端，可以增大铸型内金属液压力，使得金属液在铸型中各部位均呈正压，使金属液在压力下凝固，不但提高了金属液的充型能力，而且提高了铸件的致密性，减少了铸件的浇不足、冷隔、缩松、缩孔等缺陷，提高了铸件成品率。此外，现有技术中必须采用特殊结构的专用砂箱，需要将预先造好型的砂型放入该专用砂箱，对于批量生产则需要大量的专用砂箱，不但成本较高，而且工序也较为复杂。本发明提供的铸造加压装置2则不存在上述问题，因为其加压方式与现有技术加压方式不同，该铸造加压装置2无需与砂箱相连，只需要与浇口杯4即可，因此对砂箱的结构无要求，不但成本较低，而且工序也较为简单。···进一步地，加压罩26通过其法兰23与压力管道21的法兰连接，并通过螺栓进行固定。采用法兰连接的方式，在管路连接中较常使用，其具有拆装方便，稳定性高的特点。在本发明一具体实施例中，加压罩26的法兰23与压力管道21的法兰之间设有第一耐火密封圈22，即加压罩26与压力管道21的结合处通过第一耐火密封圈22进行密封。相应地，密封连接部24处设有第二耐火密封圈25，即加压罩26与浇口杯4之间的结合处通过第二耐火密封圈25进行密封。耐火密封圈即由耐火材料制得的密封圈。其材质可为各种耐火纤维，如硅酸铝纤维、硅酸锆纤维、碳纤维等等，第一耐火密封圈22和第二耐火密封圈25的厚度优选为5-50mm。为了进一步优化上述技术方案，本发明实施例中压力管道21上还设有用于调节压缩气体压力的调压阀27。在加压罩26的密封连接部24与浇口杯4紧密连接后，开启调压阀27并调节压力到O. 05-5Mpa对金属液施压。本发明实施例还提供了一种铸造加压系统，包括浇口杯4和如上实施例公开的铸造加压装置2。浇口杯4通过浇道5与砂箱6内的铸型相连通，铸造加压装置2的加压罩26通过其密封连接部24与浇口杯4密封连接。浇口杯4为成型浇口杯，如陶瓷浇口杯、金属型浇口杯等，外形呈圆锥台形，其上开口直径大于下开口直径。本发明实施例提供的铸造加压系统由于采用了上述铸造加压装置，因此兼具上述铸造加压装置的所有技术效果，本文不再赘述。在本发明一具体实施例中，加压罩26和烧口杯4均为锥筒结构,且加压罩26的大口端与浇口杯4的大口端相连；本发明还可包括抱紧于加压罩26和浇口杯4结合处的抱紧装置3。本发明通过设置抱紧装置3能够使得加压罩26和浇口杯4连接的更加紧密。进一步地，抱紧装置3包括结构相同的第一半箍31和第二半箍32，第一半箍31和第二半箍32的一端通过销轴33铰接；第一半箍31和第二半箍32均具有上环面和下环面，上环面用于与加压罩26相连,下环面用于与烧口杯4相连。上环面围成有与加压罩26的外表面相同的斜度和倾斜方向的锥形孔；第一半箍31和第二半箍32的下环面围成有与浇口杯4的外表面相同的斜度和倾斜方向的锥形孔。上环面的内径尺寸介于加压罩26的小直径和大直径端的尺寸，下环面的内径尺寸介于浇口杯4的小直径和大直径端的尺寸。
本发明通过采用独特结构的抱紧装置，借助加压罩26和浇口杯4的锥筒结构，使得在抱紧装置3抱紧在加压罩26和浇口杯4上后，加压罩26和浇口杯4便不可脱开。因为加压罩26和浇口杯4若要脱开，需要发生向相反的方向偏移，由于抱紧装置3分别与加压罩26和浇口杯4锥面配合，会阻止二者的偏离移动，因此加压罩26和浇口杯4不可脱开。本发明实施例还公开了一种铸造加压方法，在金属液浇注结束后，包括以下步骤将与压缩空气连接的如上实施例公开的铸造加压装置2的加压罩26套在浇口杯4上，并采用抱紧装置3将加压罩26与浇口杯4紧密连接，然后开启压力管道21上的调压阀27，并调节压力到O. 05-5MPa，此时压缩空气对金属液施压。本发明与现有技术加压方法相比，将压力加压在浇口杯4上而不是加压在砂箱内，并通过与浇口杯4连接的浇道施压于铸型，因此也就避免了铸型上表面暴露在压力当中，压力与充型方向相反，起到反压力作用的弊端。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1.一种铸造加压装置，用于当金属液浇注结束后，对浇注系统内金属液施压，其特征在于，包括 加压罩(26)，一端具有用于与所述浇注系统的浇口杯(4)连接的密封连接部(24)； 用于与压缩气源相连的压力管道(21)，所述压力管道(21)与所述加压罩(26)的另一端密封连通。
2.如权利要求I所述的铸造加压装置，其特征在于，所述加压罩(26)通过其法兰(23)与所述压力管道(21)的法兰连接。
3.如权利要求2所述的铸造加压装置，其特征在于，所述加压罩(26)的法兰(23)与所述压力管道(21)的法兰之间设有第一耐火密封圈(22)。
4.如权利要求3所述的铸造加压装置，其特征在于，所述密封连接部(24)处设有第二耐火密封圈(25)。
5.如权利要求4所述的铸造加压装置，其特征在于，所述第一耐火密封圈(22)和所述第二耐火密封圈(25)为岩棉、硅酸铝纤维、硅酸锆纤维或碳纤维，厚度为5-50_。
6.如权利要求1-5任一项所述的铸造加压装置，其特征在于，所述压力管道(21)上设有调压阀(27)。
7.—种铸造加压系统，其特征在于，包括 浇口杯(4)，所述浇口杯(4)通过浇道(5)与砂箱(6)内的铸型相连通； 如权利要求1-6任一项所述的铸造加压装置(2)，所述加压罩(26)通过其密封连接部(24)与所述浇口杯(4)密封连接。
8.如权利要求7所述的铸造加压系统，其特征在于，所述加压罩(26)和所述浇口杯(4)均为锥筒结构，且所述加压罩(26)的大口端与所述浇口杯(4)的大口端相连； 还包括抱紧于所述加压罩(26 )和所述浇口杯(4 )结合处的抱紧装置(3 )。
9.如权利要求8所述的铸造加压系统，其特征在于，所述抱紧装置(3)包括结构相同的第一半箍(31)和第二半箍(32)，所述第一半箍(31)和第二半箍(32)的一端铰接； 所述第一半箍(31)和第二半箍(32)的上环面围成有与所述加压罩(26)的外表面相同的斜度和倾斜方向的锥形孔； 所述第一半箍(31)和第二半箍(32)的下环面围成有与所述浇口杯(4)的外表面相同的斜度和倾斜方向的锥形孔。
10.一种铸造加压方法，其特征在于，在金属液浇注结束后，包括以下步骤 将与压缩空气连接的如权利要求1-6任一项所述的铸造加压装置(2)的加压罩(26)套在浇口杯(4)上，并采用抱紧装置(3)将加压罩(26)与浇口杯(4)紧密连接，然后开启压力管道(21)上的调压阀(27)，并调节压力到O. 05-5MPa，此时压缩空气对金属液施压。
全文摘要
本发明公开了一种铸造加压装置，用于当金属液浇注结束后，对浇注系统内金属液施压，包括加压罩，一端具有用于与浇注系统的浇口杯连接的密封连接部；用于与压缩气源相连的压力管道，压力管道与加压罩的另一端密封连通。与传统的重力下砂型或金属型铸造相比，本发明能够对铸型内金属液施加压力，使得金属液在铸型中的各部位均呈正压，使金属液在压力下凝固，不但提高了金属液的充型能力，而且提高了铸件的致密性，减少了铸件的浇不足、冷隔、缩松、缩孔等缺陷，提高了铸件成品率。本发明还公开了一种具有上述铸造加压装置的铸造加压系统和采用上述铸造加压装置的铸造加压方法。
文档编号B22D18/00GK102941334SQ20121049037
公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月27日 优先权日2012年11月27日
发明者祝建勋, 王致明 申请人:山东圣泉化工股份有限公司