一种液面上升速度可控的小型金属及合金铸件浇铸系统的制作方法

本发明属于金属浇铸技术领域，具体涉及到一种新型液面上升速度可控的小型金属及合金铸锭及铸件浇铸系统。

背景技术：

在小型金属铸件浇铸生产中，铸造设备及方法的选择应充分考虑铸锭和铸件的结构特点，充型过程及浇铸系统的特点，选择适当的铸造装置及方法，尽可能减少铸造缺陷。常用的铸造方法有顶注式和底注式两种。

底注式浇铸方法的内浇道位于铸件底部，金属液从型腔底部注入铸型。该浇铸方法的金属液充型平稳，不会产生激溅、结疤，型腔内的气体易从顶部排除，金属氧化少。底注式浇铸方法也有诸多缺陷，该方法充型速度慢，不利于铸件的顺序凝固，内浇口易过热，易产生缩松，对铸件的补缩效果较差，对于高而薄的铸件易产生浇不足等缺陷容，更严重的是直浇道、横浇道及内浇道均属于一次性耗材，从而提高了浇铸成本，因此对于小型铸锭和铸件很少采用底铸法。

目前，对于小型金属铸锭和铸件，常用的浇铸方式主要为顶注式，该方法的内浇道位于铸件上部，金属液由上部浇入型腔。顶注式浇铸系统结构简单紧凑，便于操作，金属消耗少，该方法能加强铸件的顺序凝固，有利于冒口补缩，可减少轴向缩松及减小冒口体积，易于充满型腔。但该方法亦有诸多缺陷：金属液体落差大，对铸型底部冲击力大，易冲坏铸型，浇铸时金属液激溅到型壁上形成结疤，铸锭或铸件表面质量差，此外金属液与空气接触面积大，易氧化导致氧化夹渣、砂眼等缺陷。

以上两种传统的浇铸方法均存在各自缺陷，很难生产高质量高性能小型合金铸锭及铸件。

技术实现要素：

本发明提出一种金属液面上升速度可以控制的小型金属及合金铸锭及铸件浇铸系统，浇铸设备结构简单紧凑，操作简便，金属液充型平稳，且易于充满型腔，更重要的是金属液面上升速度可以控制，无金属液激溅现象，可实现顺 序凝固，铸锭及铸件表面质量大幅度提高，金属液与空气接触面积较小，浇铸系统的浇道可反复使用，金属消耗小浇道无损耗，浇铸成本大大降低。

本发明所提供的液面上升速度可控的小型金属及合金铸锭及铸件浇铸系统，包括浇道、传动装置、支架及底座装置，其特征在于：

(一)采用漏斗式浇道；

(二)设计有带可垂直上下移动传动装置的支架；

(三)支架下端固定在底座上。

本发明的漏斗式浇道设置并固定在漏斗式托盘中，托盘通过可垂直上下移动的传动装置同支架相连接。

本发明的作垂直上下移动传动装置，其结构采用齿轮齿条传动。

本发明的作垂直上下移动传动装置，其结构采用链条传动。

本发明的作垂直上下移动传动装置，其结构采用滑轮转动。

本发明的作垂直上下移动传动装置，其结构采用丝杆转动。

本发明的转动装置的传动方式用摇柄用手摇方式驱动。

本发明的转动装置的传动方式用电机通过皮带传动。

本发明的漏斗式浇道材质可以是石墨粘土。

本发明的漏斗式浇道材质是石墨。

本发明的漏斗式浇道材质是氧化铝。

本发明的漏斗式浇道材质是耐火水泥。

本发明的漏斗式浇道材质是铸铁。

本发明浇铸系统浇铸金属及合金铸锭及铸件的具体实施方法为：将漏斗浇道置于漏斗托盘中并固定，将铸模置于漏斗浇道正下方，并将漏斗浇道根部置于铸模底部。向漏斗浇道内注入金属液体，金属液经漏斗浇道流入铸模底部。待漏斗浇道出液口被金属液浸没3mm～30mm，转动传动装置，使漏斗浇道上移，但一直保持漏斗浇道出液口浸没在金属液面以下3mm～30mm，保持金属液面氧化膜完整性，防止吸气氧化。在浇铸快结束时缓慢将漏斗浇道浇口升至金属液面2mm～10mm，并保持一段时间完成补缩。利用本发明浇铸系统及浇铸方法可获得表面光洁，内部无缩孔疏松及氧化物夹杂的金属及合金铸锭和铸件。

本发明设备设计原理简单、结构紧凑、操作简便，本发明工艺简单易操作，可以控制金属液面的上升速度，抑制金属液激溅现象发生，从而大幅度地提高了铸件的表面质量；无浇铸余料，节约了金属，大量减少了金属损耗；浇道可反复使用，节约了浇道材料，大幅度降低耗材成本并简化了工艺流程，浇铸成本大大降低，且安全可靠。

附图说明

图1为本发明浇铸系统主要部件图：1-1底座及支架；1-2传动齿轮；1-3摇柄；1-4三角托架；1-5漏斗托盘；1-6三角托架滚轴；1-7漏斗浇道；1-8铸模。图2为浇铸系统的三视图；图3为浇铸系统斜45°视图；图4、5、6分别为实施例1、2、3的结构示意图。

本发明浇铸系统主要部件如图7所示：7-1底座及支架；7-2丝杠；7-3漏斗浇道；7-4摇柄；7-5漏斗浇道托架。图8为浇铸系统的三视图；图9为浇铸系统斜45°视图；图10、11、12分别为实施例4、5、6的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作本发明的内容作进一步的说明和补充。

先按照如下步骤制造各个部件，然后，依序装配各部件构成本发明的液面上升速度可控的小型金属铸锭及铸件浇铸系统：

1.支撑架1垂直焊接在底座上，前、后、左侧为光滑无异物平面，右侧沿中心线加工若干个齿轮咬合凹槽，齿轮槽深度应大于齿全高5mm，保证齿轮精密且平稳啮合。

2.用两个带滚轮的轴6穿过两个三角托架4左侧卡环，漏斗浇道托盘5置于三角托架右侧，用螺栓连接，连接后如7所示。

3.将带轴摇柄3由前至后依次穿过三角托架下方的圆孔、传动齿轮2、三角托架下方的圆孔，并固定于三角托架。

4.将步骤3的组合件装配在支撑架右侧，传动轴的两个滚轮与支撑架左侧完全接触，保证传动平稳。

5.通过转动摇柄，带动传动齿轮转动，使三角托架、漏斗浇道托盘5做整体升降运动。

6.浇铸前需将漏斗浇道8安放至漏斗浇道托盘中，并最后加以固定。

下面进一步用实施例来说明本发明的结构和各项参数。

实施例1：

本实施例中的浇铸系统示于图4，它由底座及支撑架1、传动齿轮2、带轴摇柄3、三角托架4、漏斗托盘5、三角托架滚轴6、漏斗浇道7及铸模8组成。本实施例摇柄控制模式采用手动，漏斗采用石墨材质，铸模采用水冷铜模。

其浇铸工艺流程为：将漏斗浇道7置于漏斗托盘5中并固定，将铸模8置于漏斗浇道7正下方，并将漏斗浇道7根部置于铸模8底部。向漏斗浇道7 内注入金属液体，金属液经漏斗浇道7流入铸模8底部。待漏斗浇道7出液口被金属液浸没3mm～30mm，手动转动摇柄3，使漏斗浇道7上移，但一直保持漏斗浇道7出液口浸没在金属液面以下3mm～30mm。在浇铸快结束时缓慢将漏斗浇道7浇口升至金属液面2mm～10mm，停止转动摇柄3，保持当前位置一段时间完成补缩。

实施例2：

本实施例中的浇铸系统示于图5，它由底座及支撑架1、传动齿轮2、带轴摇柄3、三角托架4、漏斗托盘5、三角托架滚轴6、漏斗浇道7、铸模8、电机9及皮带10组成。本实施例摇柄控制模式采用电机传动，漏斗采用人造刚玉材质，铸模采用铸铁。

其浇铸工艺流程为：在漏斗浇道7置于漏斗托盘5中并固定，将铸模8置于漏斗浇道7正下方，并将漏斗浇道7根部置于铸模8底部。向漏斗浇道7内注入金属液体，金属液经漏斗浇道7流入铸模底部。待漏斗浇道7出液口被金属液浸没3mm～30mm，启动电机9，通过皮带10传动，摇柄3开始转动，使漏斗浇道7上移，但一直保持漏斗浇道7出液口浸没在金属液面以下3mm～30mm，保持金属液面氧化膜完整性，防止吸气氧化。在浇铸快结束时缓慢将漏斗浇道7浇口升至金属液面2mm～10mm，关闭电机9，摇柄3不再转动，保持当前位置一段时间完成补缩。

实施例3：

本实施例中的浇铸系统示于图6，它由底座及支撑架1、传动齿轮2、带轴摇柄3、三角托架4、漏斗托盘5、三角托架滚轴6、漏斗浇道7、铸模8及滑轮9组成。本实施例摇柄控制模式采用滑轮传动，漏斗采用人造刚玉材质，铸模采用砂型。

其浇铸工艺流程为：在漏斗浇道7置于漏斗托盘5中并固定，将铸模8置于漏斗浇道7正下方，并将漏斗浇道7根部置于铸模8底部。向漏斗浇道7内注入金属液体，金属液经漏斗浇道7流入铸模8底部。待漏斗浇道7出液口被金属液浸没3mm～30mm，下拉滑轮9拉绳，摇柄3开始转动，漏斗浇道7上移，一直保持漏斗浇道7出液口浸没在金属液面以下3mm～30mm。在浇铸快结束时缓慢将漏斗浇道7浇口升至金属液面2mm～10mm，停止滑轮9转动，漏斗浇道7保持当前位置一段时间完成补缩。

实施例4：

本实施例中的浇铸系统示于图10，它由底座及支架1、丝杠2、摇柄3、漏斗浇道托架4、漏斗浇道5、铸模6组成。本实施例传动方式采用丝杠，转动装置的传动方式采用摇柄手摇驱动，漏斗采用石墨材质，铸模采用水冷铜模。

具体工艺流程为：将漏斗浇道5置于漏斗浇道托盘4中并固定，将铸模6置于漏斗浇道5正下方，并将漏斗浇道5根部置于铸模6底部。向漏斗浇道5内注入金属液体，金属液经漏斗浇道5流入铸模6底部。待漏斗浇道5出液口被金属液浸没3mm～30mm，手动摇动摇柄3，使漏斗浇道托架4和漏斗浇道5同时上移，但一直保持漏斗浇道5出液口浸没在金属液面以下3mm～30mm。在浇铸快结束时缓慢将漏斗浇道5浇口升至金属液面2mm～10mm，停止转动摇柄3，保持当前位置一段时间完成补缩。

实施例5：

本实施例中的浇铸系统示于图11，它由底座及支架1、齿条立柱2、传动齿轮3、摇柄4、三角托架5、漏斗浇道托架6、漏斗浇道7、铸模8组成。本实施例传动方式齿轮齿条传动，转动装置的传动方式采用摇柄手摇驱动，漏斗采用氧化铝材质，铸模采用铸铁。

其具体工艺流程为：将漏斗浇道7置于漏斗浇道托盘6中并固定，将铸模8置于漏斗浇道7正下方，并将漏斗浇道7根部置于铸模8底部。向漏斗浇道7内注入金属液体，金属液经漏斗浇道7流入铸模底部。待漏斗浇道7出液口被金属液浸没3mm～30mm，手动摇动摇柄4，使三角托架5、漏斗浇道托架6及漏斗浇道7同时上移，但一直保持漏斗浇道7出液口浸没在金属液面以下3mm～30mm，保持金属液面氧化膜完整性，防止吸气氧化。在浇铸快结束时缓慢将漏斗浇道7浇口升至金属液面2mm～10mm，停止手动摇柄3，保持当前位置一段时间完成补缩。

实施例6：

本实施例中的浇铸系统示于图12，它由底座及支架1、漏斗浇道托架2、漏斗浇道3、铸模4、链轮及链条5、皮带6、电机7组成。本实施例传动方式采用链条传动，转动装置的传动方式采用电机带动皮带驱动，漏斗采用耐火水泥材质，铸模采用砂型。

其具体工艺流程为：在漏斗浇道3置于漏斗浇道托盘2中并固定，将铸模4置于漏斗浇道3正下方，并将漏斗浇道3根部置于铸模4底部。向漏斗浇道3内注入金属液体，金属液经漏斗浇道3流入铸模4底部。待漏斗浇道3出液口被金属液浸没3mm～30mm，启动电机7，通过皮带6带动链条5传动，漏斗浇道托架2及漏斗浇道3同时上移，但一直保持漏斗浇道3出液口浸没在金属液面以下3mm～30mm。在浇铸快结束时缓慢将漏斗浇道3浇口升至金属液面2mm～10mm，关闭电机7，链条5不在传动，漏斗浇道3保持当前位置一段时间完成补缩。