一种镁合金的铸造方法及其装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种镁合金的铸造方法，该方法包括：将镁合金熔炼除渣；将石膏铸型预热；用1-10%六氟化硫和90-99%氩气的混合气体、1～5Kpa的气压对所述下罐进行1～2分钟打压；对所述上罐抽真空，达到规定负压值k1，将1-10%六氟化硫和90-99%氩气的混合气体注入所述上罐，升到规定负压值k2；用压力为10～80KPa的气压对所述下罐进行加压，实现加压浇注。本发明公开了一种镁合金的铸造装置。本发明所公开的技术方案，生产的铸件平均壁厚为1.0～1.5mm，拉伸强度达到190MPa，延伸率达到2～3%，表面质量高，无氧化、冷隔和夹渣缺陷，内部组织致密，性能良好，且工艺简单，操作方便，成本低。
【专利说明】一种镁合金的铸造方法及其装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铸造技术，尤其涉及一种镁合金的铸造方法及其装置。
【背景技术】
[0002]镁合金密度低，具有高比强度/比刚度、尺寸稳定、导热导电性好、阻尼减振、电磁屏蔽等优点。目前，作为重要的结构材料，被广泛应用于航空、航天、汽车、电子通信等工业领域。国防领域中，由于目前对单兵作战要求比较高，作为减重材料，镁合金也占有一席之地。早在20世纪50年代，我国仿制的飞机和导弹的蒙皮、框架以及发动机机匣已采用镁稀土合金。70年代后，随着我国航空航天技术的迅速发展，镁合金也在强击机、直升机、导弹、卫星等产品上逐步得到推广和应用。目前，我国航空、航天、国防领域对减重的迫切需求为镁合金新材料、新工艺的开发与应用提供了机遇与挑战。
[0003]当前，限制镁合金材料在航空、航天、国防领域应用主要因素之一是镁合金铸件铸造困难，其铸造难点在于如何使复杂件能够顺利成形及保证在型腔中不燃烧，从而提高铸件的尺寸精度及降低表面粗糙度。但镁合金铸件主要由压铸和砂铸来制造，压铸是目前最普遍的镁合金成形工艺，但压铸只能成形尺寸较小、结构简单的铸件；由于气孔的存在，铸件不能进行热处理或焊接，也不能进行比较深的机加工；传统的砂型铸造能够成形出尺寸较大、形状复杂、壁厚较大的镁合金铸件，是目前大型复杂镁合金铸件广泛采用的成形工艺。但由于砂型的热导率较大，使得对于壁厚更小的镁合金铸件依靠砂型铸造进行减重无法实现；此外，砂型铸造铸件的尺寸精度低、表面质量差，加工余量大，增加了后续处理的工作量。石膏型熔模铸造，铸造工艺简单，复制性好，能够成形出外形内构极其复杂、壁厚很小的铸件，如果石膏质量好，可铸出精度高、表面质量好的铸件。但依靠现有的浇注手段，由于目前石膏型的防氧化效果较差，即使采用真空浇注，也很难保证镁合金熔液不与石膏发生反应甚至燃烧，阻碍了石膏型铸造镁合金的推广。
【发明内容】
[0004](一)要解决的技术问题
[0005]本发明所要解决的技术问题是:如何提供一种镁合金的铸造方法，以克服现有技术中镁合金在浇注过程中易氧化易燃烧的技术问题；以及提供一种镁合金的铸造装置。
[0006](二)技术方案
[0007]为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供了一种镁合金的铸造方法，该方法包括:在负压条件下进行浇注。
[0008]另一方面，本发明还提供了一种镁合金的铸造方法，该方法包括:
[0009]步骤1、将熔炼除渣后、温度为730°C?820°C的镁合金熔液放入坩埚，所述坩埚内置于下罐，用密封盖板密封所述下罐；
[0010]步骤2、将预热后的、温度为200°C?400°C石膏铸型放在所述密封盖板上，并用上罐盖上所述下罐；[0011]步骤3、用1-10%六氟化硫和90-99%氩气的混合气体、I?5Kpa的气压在所述密封盖板和所述坩埚之间对所述下罐进行I?2分钟打压，使所述六氟化硫浮在所述镁合金熔液上面，形成保护层；
[0012]步骤4、通过位于所述上罐的上部的负压真空管道对所述上罐抽真空，使所述上罐的负压值达到规定负压值Ic1，然后将1-10%六氟化硫和90-99%氩气的混合气体从所述上罐的上部注入所述上罐，使所述上罐的负压升到规定负压值k2 ；
[0013]步骤5、用压力为10?SOKPa的气压从所述下罐的中下部对所述下罐进行加压，使所述镁合金熔液通过内置于所述坩埚的升液管进入位于所述上罐内的型腔中，实现加压浇注。
[0014]优选地，步骤3和步骤4中所述的混合气体为10%六氟化硫和90%氩气的混合气体；或5%六氟化硫和95%氩气的混合气体。
[0015]优选地，步骤4中所述的规定负压值Ii1为-20?-50KPa，所述规定负压值让2为-10 ?-30KPa。
[0016]优选地,步骤5还包括调整工艺参数,所述工艺参数包括:
[0017]升液速度为30?40mm/s、升液压力为5?8KPa、充型速度为30?60mm/s、充型压力为30?50KPa、结壳时间为2?5s、结壳增压压力为3?8KPa、结晶时间为150?350s、结晶增压压力为3?SKPa和阻力系数为1.2-1.5。
[0018]优选地，当生产壁厚为1.5mm的镁合金ZMlO铸件时，所述镁合金熔炼温度为780 V，所述石膏型预热温度为380°C时，所述规定值Ii1为-30KPa，所述规定值k2为_20KPa，所述升液速度为35m/s、升液压力为6KPa、充型速度为40mm/s、充型压力为38KPa、结壳时间为5s、结壳增压压力为3KPa、结晶时间为150s、结晶增压压力为3KPa和阻力系数为1.2。
[0019]优选地，当生产壁厚为1.4mm的镁合金ZM5铸件时，所述镁合金熔炼温度为820°C，所述石膏型预热温度为400°C，所述规定值Ic1为-20KPa，所述规定值k2为-lOKPa，所述升液速度为40m/s、升液压5KPa、充型速度为50mm/s、充型压力为40KPa、结壳时间为3s、结壳增压压力为5KPa、结晶时间为250s、结晶增压压力为5KPa和阻力系数为1.5。
[0020]又一方面，本发明还提供了一种镁合金的铸造装置，该装置包括:
[0021]下罐1，所述下罐I的中下部与加压装置2连接；所述下罐I的顶部采用密封隔板15密封；所述下罐I内置熔化炉3和用于盛放镁合金熔液的坩埚4，所述坩埚4内置升液管17，所述升液管17的下端与所述坩埚4的底部有一定距离，所述升液管17上端口部穿过密封隔板15 ;在所述坩埚4和密封隔板15之间，所述下罐I与第一保护气体管道7连接；
[0022]上罐13，所述上罐13的顶部或侧壁与负压真空管道12和第二保护气体管道16连接；所述上罐13内置带有型腔14的石膏铸型8，所述石膏铸型8直接放在所述密封隔板15上，所述石膏铸型8的上面依次设有石棉10和石棉压板11，所述石棉压板11与所述密封隔板15通过螺柱9固定连接；所述上罐13与所述密封隔板15通过锁紧机构5锁紧。
[0023]优选地，所述第一保护气体管道7和第二保护气体管道16分别与第一保护气体装置和第二保护气体装置连接；或与同一个保护气体装置6连接，通过控制系统进行控制，断开所述第二保护气体管道16，接通所述第一保护气体管道7，向所述下罐I注入保护气体；断开所述第一保护气体管道7，接通所述第二保护气体管道16，向所述上罐13注入保护气体。[0024]再一方面，本发明还提供了一种采用上述所述的铸造装置进行铸造的方法，该方法包括:
[0025]步骤1、将熔炼除渣后、温度为730°C?820°C的镁合金熔液放入坩埚4，所述坩埚4内置于下罐1，用密封盖板密封所述下罐I ;
[0026]步骤2、将预热后的、温度为200°C?400°C石膏铸型14放在所述密封盖板15上，并用上罐13盖上所述下罐I ;
[0027]步骤3、用1-10%六氟化硫和90-99%氩气的混合气体、I?5Kpa的气压通过所述第一保护气体管道7对所述下罐I进行I?2分钟打压，使所述六氟化硫浮在所述镁合金熔液上面，形成保护层；
[0028]步骤4、通过负压真空管道12对所述上罐抽真空，使所述上罐的负压值达到-20?-50KPa ;然后将1-10%六氟化硫和90-99%氩气的混合气体通过第二保护气体管道16注入所述上罐13，使所述上罐13的负压升到-10?-30KPa ；
[0029]步骤5、采用加压装置2，用10?80KPa的气压对所述下罐I进行加压，使所述镁合金熔液通过所述升液管17进入所述型腔14中，实现加压浇注。
[0030](三)有益效果
[0031]本发明所提供的一种镁合金的铸造方法及其装置具有如下优点:
[0032]本发明通过采用1-10%六氟化硫和90-99%氩气的混合气体对下罐进行打压保护，可使比重较重的六氟化硫浮于镁合金熔液上方，生成一层致密性的保护膜，既可以防止镁合金熔液继续反应或蒸发，由可以将镁合金熔液与空气隔离；对上罐进行抽真空，型腔内的空气通过石棉被排出；在上罐处于负压状态下，注入保护气体，防止了在型腔内的镁合金熔液发生燃烧、浇不足或冷隔等现象，有利于充型；并通过加压装置对下罐施压，使得镁合金熔液沿着升液管由下而上注入型腔中，并提供一个较大的外力，有利于充型和凝固，有利于薄壁件的生产。采用本发明所提供的技术方案，铸件平均壁厚为1.0?1.5mm，拉伸强度达到190MPa，延伸率达到2?3%，表面质量高，无氧化、冷隔和夹渣缺陷，内部组织致密，性能良好，且工艺简单，操作方便，成本低，易于批量生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1为实施例一的铸造方法流程示意图；
[0034]图2为实施例二的铸造方法流程示意图；
[0035]图3a为负压过大的燃烧铸件示意图；
[0036]图3b为负压在规定负压值的范围内成形铸件示意图；
[0037]图4为实施例四的铸造装置示意图。
【具体实施方式】
[0038]下面结合说明书附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例仅用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0039]实施例一
[0040]如图1所示，本实施例记载了一种镁合金近调压气体保护的铸造方法，该方法包括如下步骤:[0041]步骤101、将熔炼除渣后、温度为730°C?820°C的镁合金熔液放入坩埚，所述坩埚内置于下罐，用密封盖板密封所述下罐。
[0042]一方面，由于镁合金薄壁件浇注温度较高，使得镁合金熔液与石膏容易发生反应；另一方面，本方法在石膏铸型的型腔中事先注入了保护气体，能够阻止镁合金熔液与石膏的发生反应，因此，经过多次试验，本实施例将镁合金的熔炼温度为730°C?820°C。
[0043]步骤102、将预热后的、温度为200°C?400°C石膏铸型放在所述密封盖板上，并用上罐盖上所述下罐。
[0044]为了防止石膏铸型的温度过低，降低型腔内的镁合金熔液的温度，导致浇不足、冷隔等缺陷，因而先将石膏铸型进行预热，一般在200°C?400°C进行预热。
[0045]步骤103、用1-10%六氟化硫和90-99%氩气的混合气体、I?5Kpa的气压在所述密封盖板和所述坩埚之间对所述下罐进行I?2分钟打压，使所述六氟化硫浮在所述镁合金熔液上面，形成保护层。
[0046]在1-10%六氟化硫和90-99%氩气的混合气体中，比重较大六氟化硫浮于镁合金熔液的表面，与镁合金熔液发生反应，生产防护作用的致密性的保护膜，一方面，可阻止镁合金熔液继续反应，防止镁合金熔液的蒸发，又可将镁合金熔液与外界空气隔离，防止镁合金燃烧。
[0047]步骤104、通过位于所述上罐的上部的负压真空管道对所述上罐抽真空，使所述上罐的负压值达到规定负压值Ic1，然后将1-10%六氟化硫和90-99%氩气的混合气体从所述上罐的上部注入所述上罐，使所述上罐的负压升到规定负压值k2。
[0048]对上罐抽真空，型腔内的空气通过石棉被排出，使上罐处于负压状态，然后再注入1-10%六氟化硫和90-99%氩气的混合气体，该混合气体通过石棉进入型腔内，与进入型腔内的镁合金熔液反应生成一层保护膜，既可以阻止镁合金熔液继续反应，又可将镁合金熔液和石膏铸型隔离，同时使上罐处于负压状态，消除充型过程中产生反压力的条件，使得在外力驱动下的镁合金熔液很容易克服自身重量、粘滞力和型腔内的压力等其他外力，有利于实现反重力浇注。规定负压值kl 一般为-20?-50KPa，规定负压值k2 —般为-10?-30KPa。取值过大，升液管中空气扰动大，容易引起镁合金熔液在升液管中燃烧，形成大量夹杂，不利于充型，图3a所示的负压过大的燃烧铸件示意图，图3b所示的负压在规定负压值范围内的成形铸件图；过小，易引起浇不足或冷隔现象。
[0049]步骤105、用压力为10?SOKPa的气压从所述下罐的中下部对所述下罐进行加压，使所述镁合金熔液通过内置于所述坩埚的升液管进入位于所述上罐内的型腔中，实现加压浇注。
[0050]在下罐的中下部进行加压，以避免将镁合金熔液上方的六氟化硫吹开，起不到保护作用；同时，对下罐施加一定的外力，使镁合金熔液表面的压力大于升液管内的压力，在外力的驱动下镁合金熔液克服自身的重力、粘滞力和型腔内的压力等其他外力，在升液管内沿着重力的相反方向流动，由下而上进入型腔，从而实现了反重力浇注，在铸件的充型和凝固中，为镁合金熔液提供较大的外力，以克服薄壁铸件、复杂铸件内的阻力，提高镁合金熔液的补缩能力，降低缩孔、气孔和针孔等铸造缺陷，有利于薄壁件的形成。
[0051]本实施例步骤105中还包括调整工艺参数，具体选择原则如下:
[0052]1、升液速度，升液速度是指熔体在升液管中的上升速度。当镁合金熔液进入型腔的升液速度过大时，由于铸型浇口口径一定，当充型速度一定时，容易出现喷射；过小，镁合金熔液在升液管中的温降太大，容易浇不足或冷隔现象。
[0053]2、升液压力，升液压力指熔体完成升液过程，到达升液管口，接通底部触点时对应的压力。该参数的取值与镁合金熔液的多少有关，镁合金熔液越少，该参数取值越大。装置根据该值来确定升液过程结束，充型开始，以保证铸件的充型质量。
[0054]3、充型速度指熔体在型腔中的上升速度。该参数的取值对铸件质量至关重要，取值太大，会造成充型不平稳，引起熔体飞溅或憋气；取值太小，会造成冷隔或欠铸。具体大小与铸件高度、壁厚、复杂程度有关。一般情况下，铸件平均壁厚较大，取值较小；铸件平均壁厚较小，取值较大。
[0055]4、充型压力指熔体到达型腔顶部时的压力。该参数的取值与熔化保温炉内熔体的多少及铸件的高度有关。炉内熔体越少，该值越大；铸件越高，该值越大。
[0056]5、结壳时间指从充满铸型到铸件表面凝固结壳所需要的时间。该参数取值太大，结壳太厚，甚至使铸件处于糊状凝固阶段，影响凝固补缩，最终导致出现缩松、微缩松。
[0057]6、结壳增压压力指为了使铸件在一定的压力下结壳而提供的压力增量，也就是在熔体充满型腔的基础上，再增加一定的压力。可保证熔体在压力下结壳的同时，提高补缩能力。该参数取值太大，会出现粘砂现象，甚至会使铸型发生变形。
[0058]7、结晶时间指铸件完成结壳凝固后，最终完全凝固所需要的时间。该参数取值太小，铸件不能完全凝固，过早的泄压，会导致铸件组织不致密，达不到补缩目的；取值太大，会使升液管冻结，影响工作效率。该参数的具体取值与铸件重量、壁厚等有关。
[0059]8、结晶增压压力指为了使铸件在较大的压力下结晶而提供的较大的增压值，单位为KPa。之所以提供该增压值，是为了使铸件在凝固过程中达到更好的补缩，使组织更加致密。根据所使用的工装和设备的额定工作压力，尽可能给予较大的值。
[0060]9、阻力系数取值主要是为了考虑型腔的复杂程度。对于相同的充型高度，型腔越复杂，需要的压力越大，所以，铸件越复杂，该参数取值越大。
[0061]经过多次试验，根据镁合金熔液量、铸件平均壁厚、铸件的高度、铸件重量和所使用的工装和设备的额定工作压力，本实施例中的升液速度可为30?40mm/s，升液压力可为5?8KPa，充型速度可为30?60mm/s，充型压力可为30?50KPa，结壳时间可为2?5s，结壳增压压力可为3?8KPa，结晶时间可为150?350s，结晶增压压力可为3?8KPa，阻力系数可为1.2-1.5。
[0062]采用本实施例的技术方案，铸件平均壁厚为1.0?1.5mm,拉伸强度达到190MPa，延伸率达到2?3%，表面质量高，无氧化、冷隔、夹渣缺陷，内部组织致密，性能良好，且工艺简单，操作方便，成本低，易于批量生产。
[0063]实施例二
[0064]下面以ZMlO镁合金、石膏型配料(质量分数)为:15%?20%的石英粉、6%?8%的滑石粉、60%?85%的α半水石膏、18%?25%的MgSO4，水及其他材料，混合气体配比为10%六氟化硫和90%氩气为原料，结合图4所示的铸造装置结构图，具体介绍本实施例，如图2所示，本实施例记载的一种镁合金近调压气体保护的铸造方法的具体步骤如下:
[0065]步骤201，将ZMlO镁合金在780°C进行熔炼、出渣，将除渣后的镁合金熔液放入坩埚中，用密封隔板密封下罐。[0066]步骤202，在380°C对石膏铸型进行预热，合箱并将上罐盖上下罐。
[0067]步骤203，用10%六氟化硫和90%氩气的混合气体、压力为5KPa的气压对下罐进行I分钟打压。
[0068]步骤204，对上罐进行抽真空，使上罐的负压达到_30KPa，然后将所述10%六氟化硫和90%氩气的混合气体注入上罐，使上罐的负压升到-20Kpa。
[0069]步骤205，调整工艺参数，用压力为50KPa的气压对下罐进行压力浇注。
[0070]其中，升液速度为35m/s，升液压力为6KPa，充型速度为40mm/s，充型压力为38KPa，结壳时间为5s，结壳增压压力为3KPa，结晶时间为150s，结晶增压压力为3KPa，阻力系数为1.2。通过加压装置2对下罐I进行加压，其施加的压力为50KPa，以实现加压浇注。
[0071]采用本实施例记载的技术方案生产一模四件石膏型薄壁铸件，铸件平均壁厚1.5mm,表面光洁度为3.6。
[0072]实施例三
[0073]本实施例记载的一种镁合金近调压气体保护的铸造方法，与上述优选实施例记载的技术方案基本相同，不同之处在于原料和工艺参数有所不同:
[0074]一、原料不同，镁合金为ZM5、混合气体配比为5%六氟化硫+95%氩气；
[0075]二、镁合金ZM5熔液温度为820°C，石膏型的预热温度为400°C ；
[0076]三、对上罐进行抽真空，使上罐的负压达到_20KPa，然后将所述混合气体注入上罐，使上罐的负压升到-1OKpa ；
[0077]四、用5%六氟化硫和95%氩气的混合气体、压力为3Kpa的气压对下罐进行2分钟打压
[0078]五、用压力为55KPa的气压对下罐进行压力浇注，升液速度为40m/s，升液压力为5Kpa，充型速度为50mm/s，充型压力为40Kpa，结壳时间为3s，结壳增压压力为5Kpa，结晶时间为250s，结晶增压压力为5Kpa，阻力系数为1.5。
[0079]采用本实施例记载的技术方案生产一模一件石膏型薄壁铸件，铸件平均壁厚1.4mm,表面光洁度为3.6。
[0080]实施例四
[0081]如图4所示，本实施例记载的一种镁合金的铸造装置，如图4所示，该装置包括:下罐1，下罐I的中下部与加压装置2连接；下罐I的顶部采用密封隔板15密封；下罐I内置熔化炉3和用于盛放镁合金熔液的坩埚4，坩埚4内置升液管17，升液管17的下端与所述坩埚4的底部有一定距离，升液管17上端口部穿过密封隔板15 ;在坩埚4和密封隔板15之间，下罐I与第一保护气体管道7连接。
[0082]上罐13，上罐13的顶部或侧壁与负压真空管道12和第二保护气体管道16连接；上罐13内置带有型腔14的石膏铸型8，石膏铸型8直接放在密封隔板15上，石膏铸型8的上面依次设有石棉10和石棉压板11，石棉压板11与密封隔板15通过螺柱9固定连接；上罐13与密封隔板15通过锁紧机构5锁紧。
[0083]本实施例的第一保护气体管道7和第二保护气体管道16可分别与第一保护气体装置和第二保护气体装置连接，也可与同一个保护气体装置6连接，通过控制系统进行控制。断开第二保护气体管道16，接通第一保护气体管道7，向下罐I注入保护气体；断开第一保护气体管道7，接通第二保护气体管道16，向上罐13注入保护气体。[0084]实施例五
[0085]本实施例记载了一种采用上述所述的装置铸造进行铸造的方法，该方法包括。
[0086]步骤501、步骤1、将熔炼除渣后、温度为730°C?820°C的镁合金熔液放入坩埚4，所述坩埚4内置于下罐1，用密封盖板密封所述下罐I。
[0087]步骤502、将预热后的、温度为200°C?400°C石膏铸型14放在所述密封盖板15上，并用上罐13盖上所述下罐I。
[0088]步骤503、用1-10%六氟化硫和90_99%氩气的混合气体、I?5Kpa的气压通过所述第一保护气体管道7对所述下罐I进行I?2分钟打压，使所述六氟化硫浮在所述镁合金熔液上面，形成保护层。
[0089]步骤504、通过负压真空管道12对所述上罐抽真空，使所述上罐的负压值达到-20?-50KPa ;然后将1-10%六氟化硫和90-99%氩气的混合气体通过第二保护气体管道16注入所述上罐13，使所述上罐13的负压升到-10?-30KPa。
[0090]步骤505、采用加压装置2，用10?80KPa的气压对所述下罐I进行加压，使所述镁合金熔液通过所述升液管17进入所述型腔14中，实现加压浇注。
[0091]注入下罐的保护气体中的六氟化硫，与镁合金熔液发生反应，生成具有防止镁合金熔液继续燃烧或蒸发的致密性的保护膜，在使上罐处于负压状态下，注入的保护气体通过石棉和石棉压板进入石膏铸型内，从而将型腔内的空气排出，既可以实现将镁合金熔液和石膏铸型隔离，有助于实现负压浇注，下罐中的镁合金熔液，在加压装置施加的外力下，一方面避免了吹开镁合金熔液表面的六氟化硫，另一方面，使得镁合金熔液在外力的驱动下，克服自身重力、粘滞力和型腔内的压力等外力，沿着升液管由下而上注入型腔中，进行加压浇注。
[0092]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种镁合金的铸造方法，其特征在于，该方法包括:在负压条件下进行浇注。
2.一种镁合金的铸造方法，其特征在于，该方法包括如下步骤: 步骤1、将熔炼除渣后、温度为730°C~820°C的镁合金熔液放入坩埚，所述坩埚内置于下罐，用密封盖板密封所述下罐； 步骤2、将预热后的、温度为200°C~400°C石膏铸型放在所述密封盖板上，并用上罐盖上所述下罐； 步骤3、用1-10%六氟化硫和90-99%氩气的混合气体、I~5Kpa的气压在所述密封盖板和所述坩埚之间对所述下罐进行I~2分钟打压，使所述六氟化硫浮在所述镁合金熔液上面，形成保护层； 步骤4、通过位于所述上罐的上部的负压真空管道对所述上罐抽真空，使所述上罐的负压值达到规定负压值h，然后将1-10%六氟化硫和90-99%氩气的混合气体从所述上罐的上部注入所述上罐，使所述上罐的负压升到规定负压值k2 ； 步骤5、用压力为10~SOKPa的气压从所述下罐的中下部对所述下罐进行加压，使所述镁合金熔液通过内置于所述坩埚的升液管进入位于所述上罐内的型腔中，实现加压浇注。
3.根据权利要求2所述的铸造方法，其特征在于，步骤3和步骤4中所述的混合气体为10%六氟化硫和90%氩气的混合气体；或5%六氟化硫和95%氩气的混合气体。
4.根据权利要 求2或3所述的铸造方法，其特征在于，步骤4中所述的规定负压值Ic1为-20~-50KPa，所述规定负压值k2为-10~_30KPa。
5.根据权利要求1~4任一项所述的铸造方法，其特征在于，步骤5还包括调整工艺参数，所述工艺参数包括: 升液速度为30~40mm/s、升液压力为5~8KPa、充型速度为30~60mm/s、充型压力为30~50KPa、结壳时间为2~5s、结壳增压压力为3~8KPa、结晶时间为150~350s、结晶增压压力为3~8KPa和阻力系数为1.2-1.5。
6.根据权利要求5所述的铸造方法，其特征在于，当生产壁厚为1.5mm的镁合金ZMlO铸件时，所述镁合金熔炼温度为780V，所述石膏型预热温度为380°C时，所述规定负压值Ic1为_30KPa，所述规定负压值k2为_20KPa，所述升液速度为35m/s、升液压力为6KPa、充型速度为40mm/s、充型压力为38KPa、结壳时间为5s、结壳增压压力为3KPa、结晶时间为150s、结晶增压压力为3KPa和阻力系数为1.2。
7.根据权利要求5所述的铸造方法，其特征在于，当生产壁厚为1.4mm的镁合金ZM5铸件时，所述镁合金熔炼温度为820°C，所述石膏型预热温度为400°C，所述规定负压值Ic1为-20KPa，所述规定负压值k2为-lOKPa，所述升液速度为40m/s、升液压力5KPa、充型速度为50mm/s、充型压力为40KPa、结壳时间为3s、结壳增压压力为5KPa、结晶时间为250s、结晶增压压力为5KPa和阻力系数为1.5。
8.一种镁合金的铸造装置，其特征在于，该装置包括: 下罐(1)，所述下罐(I)的中下部与加压装置(2)连接；所述下罐(I)的顶部采用密封隔板(15)密封；所述下罐(I)内置熔化炉(3)和用于盛放镁合金熔液的坩埚(4)，所述坩埚(4)内置升液管(17)，所述升液管(17)的下端与所述坩埚(4)的底部有一定距离，所述升液管(17)上端口部穿过密封隔板(15);在所述坩埚(4)和密封隔板(15)之间，所述下罐(I)与第一保护气体管道(7)连接；上罐(13)，所述上罐(13)的顶部或侧壁与负压真空管道(12)和第二保护气体管道(16)连接；所述上罐(13)内置带有型腔(14)的石膏铸型(8)，所述石膏铸型(8)直接放在所述密封隔板(15)上，所述石膏铸型(8)的上面依次设有石棉(10)和石棉压板(11)，所述石棉压板(11)与所述密封隔板(15)通过螺柱(9)固定连接；所述上罐(13)与所述密封隔板(15 )通过锁紧机构(5 )锁紧。
9.根据权利要求8所述的铸造装置，其特征在于，所述第一保护气体管道(7)和第二保护气体管道(16)分别与第一保护气体装置和第二保护气体装置连接；或与同一个保护气体装置(6)连接，通过控制系统进行控制，断开所述第二保护气体管道(16)，接通所述第一保护气体管道(7)，向所述下罐(I)注入保护气体；断开所述第一保护气体管道(7)，接通所述第二保护气体管道(16)，向所述上罐(13)注入保护气体。
10.一种采用权利要求8~9任一项所述的装置进行铸造的方法，其特征在于，该方法包括: 步骤1、将熔炼除渣后、温度为7300C~8200C的镁合金熔液放入坩埚(4)，所述坩埚(4)内置于下罐(1)，用密封盖板密封所述下罐(I)； 步骤2、将预热后的、温度为200°C~400°C石膏铸型(14)放在所述密封盖板(15)上，并用上罐(13 )盖上所述下罐(I); 步骤3、用1-10%六氟化硫和90-99%氩气的混合气体、I~5Kpa的气压通过所述第一保护气体管道(7) 对所述下罐(I)进行I~2分钟打压，使所述六氟化硫浮在所述镁合金熔液上面，形成保护层； 步骤4、通过负压真空管道12对所述上罐抽真空，使所述上罐的负压值达到-20~-50KPa ;然后将1-10%六氟化硫和90-99%氩气的混合气体通过第二保护气体管道(16)注入所述上罐(13)，使所述上罐(13)的负压升到-10~-30KPa ； 步骤5、采用加压装置(2)，用10~SOKPa的气压对所述下罐(I)进行加压，使所述镁合金熔液通过所述升液管(17进入所述型腔(14)中，实现加压浇注。
【文档编号】B22D18/04GK103691911SQ201310692358
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】王狂飞, 许广涛, 历长云, 周志杰, 张锦志, 米国发, 刘宝忠, 王有超 申请人:河南理工大学