技术领域
[0001] 本
发明涉及低压
铸造技术领域,特指一种用于型材、尤其是铝型材加工的液面悬浮式低压铸造工艺。
背景技术
[0002] 型材加工一般有加工
挤压、重
力铸造等方式,但一般只能加工出一些正规形体的标准件,且壁较厚,不能满足当前对型材多样化之要求。尤其是
散热用的铝型材,其需要尽可能获得最大的散热面,这样就会要求铝型材形状多样和壁要薄,就目前的挤压、铸造工艺还是难以完成,所以实为有必要进行改进。
[0003] 本
申请人有鉴于上述习知型材加工之缺失与不便之处,秉持着研究创新、精益求精之精神,利用其专业眼光和专业知识,研究出一种应用范围广,符合产业利用的液面悬浮式低压铸造工艺。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种工艺简单、可提高铸件
质量,可铸出各种形状且壁相对较薄的型材的液面悬浮式低压铸造铝型材工艺。
[0005] 为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
[0006] 液面悬浮式低压铸造铝型材工艺,其特征在于:该工艺以
单片机控制,包括如下步骤:
[0007] a、将铝锭放入
坩埚内熔炼成液态铝,并在高温下保持2~7小时;
[0008] b、采用
氧气和甲烷混合燃烧给浇注模具升温,模具
温度升至500℃或加热到铝锭沸点之温度,模具满足外部燃烧加热和内部可通入液氮冷媒循环冷却的设计要求;
[0009] c、利用加压方式,向坩埚内通入3~6公斤的气压,将坩埚内的液态铝经过升液管由下往上压出,并注入步骤b的模具内;
[0010] d、浇注完成后,将步骤c的模具进行冷却,冷却是采用液氮冷媒在模具腔壁中循环冷却实现,使模具内的液态铝冷却成型;
[0011] e、脱模出成品。
[0012] 上述方案中,模具安装在多工位滚动成型机上,模具为
钢质模具;升液管与模具
浇注口活动接驳,模具开有排气孔。
[0013] 本发明提供的铸造工艺以加压方式压出熔炉中的液态金属进行铸型,可有效避免杂质(氧化物)进入模腔中,确保铸件纯度,提高高了铸件质量;对模具升温以保证液态金属在模腔中的流动性,以确保铸出各种形状型材及获得较薄的壁,对模具快速冷却可保证成型及提升产率,降低制作成本。
[0014] 本发明另一优点是采用氧气和甲烷混合燃烧进行加热,而采用液氮冷媒在模具腔壁中循环冷却,可实现快速升温及快速冷却,满足薄壁铸型之需要,同时也提高铸型效率;采用多工位滚动成型,实现流
水线制作,工艺简单,产率高。
[0016] 附图1为本发明之工艺流程示意图。
[0017] 具体实施方式:
[0018] 本发明提供的液面悬浮式低压铸造工艺,是以单片机控制,包括如下步骤:
[0019] a、将固态金属材料放入坩埚内熔炼成液态金属,操作时由单片机控制加热装置,加热温度达到该金属沸点,固态金属材料
熔化成液态金属,并保持相应长的时间,使金属材料充分熔炼,以满足铸造要求。
[0020] b、给浇注模具升温,模具温度升至不低于铸造金属之沸点温度的50%,使之接近金属之沸点温度,利于液态金属注入模腔;模具安装在多工位滚动成型机上,实现滚动成型制作,模具为采用钢质模具,以满足升温及冷却之要求。
[0021] c、利用加压方式,将坩埚内的液态金属经过升液管由下往上压出,并注入步骤b的模具内。单片机对加压控制可借鉴于中国第03131724.3
专利中所介绍的控
制模式,在密封的坩埚上安装加压管道和减压管道,以实现通入气压和卸压,气压作用坩埚内的液面,使液态金属经过升液管由下往上运动,用于铸型。
[0022] d、浇注完成后,将步骤c的模具进行冷却,使模具内的液态金属冷却成型。
[0023] e、脱模出成品。
[0024] 上述方案中,模具升温采用氧气和甲烷混合燃烧进行加热,而步骤d之冷却是采用液氮冷媒在模具腔壁中循环冷却实现。
[0026] 为了使审查委员能对本发明之目的、特征及功能有更进一步了解,兹举较佳实施例并配合图式详细说明如下:
[0027] 请参阅图1所示,系为本发明的较佳实施例的示意图,以铸造铝型材为例,采用6063号铝材,沸点温度为800℃左右。首先是将铝锭放入
石墨坩埚10内,进行加热熔炼,加热温度达到沸点温度,使铝锭熔
化成液态铝,并在高温下保持相应长的时间,如2~7小时,使金属材料充分熔炼,以满足铸造要求。然后给浇注模具升温,模具温度升至500℃左右,当然也可加热到铝锭沸点之温度;采用氧气和甲烷混合燃烧进行加热,温升快,有效缩短工艺时间。接着利用加压方式,向坩埚内通入3~6公斤的气压,将坩埚内的液态金属经过升液管
20由下往上压出,注入到已经升温好的模具内,模具温度与铝液温度接近,可保证铝液顺畅的注入模腔中,不至于中途
固化断开,这样可保证铝液注满模腔,产品饱满,满足既定规定尺寸,也就能铸出较为薄的型材。接着,浇注完成的模具在多工位滚动成型机30上移动到下一工位,进行冷却,采用液氮冷媒在模具腔壁中循环冷却实现,使模具内的液态铝迅速冷却成型;最后再脱模出成品即可。整个过程以单片机程序化控制,包括铝锭熔化
温度控制、保持时间控制,及往坩埚10内通入气压大小及时间,再到模具升温、冷却、换位等均由单片机程序化控制,辅助有相应的继电器、感应器等
电子元件。多工位滚动成型机30设有转盘,模具对应转盘上多个工位安装,实现连续性铸造,产率高,降低制作成本,升液管20与模具浇注口活动接驳,可实现模具轮换浇注,模具开有排气孔。模具满足外部燃烧加热和内部可通入液氮冷媒循环冷却的设计要求,以配合升温及冷却的铸造过程。
[0028] 采用上述铸造工艺,以6063号铝材制作
散热器来说,传统的工艺只能制作标准形状的铝材散热器,且散热齿片较厚,高度受限,一般为30mm以下,片与片之间的间距较宽;而本工艺可铸造标准件、异形件、薄件,对于散热齿片的片厚可达到1.0 mm以下,最薄可达到0.5mm,而片距可达到1.0mm,甚至达到0.8 mm;对于片厚为1.0mm的型材,片高可达到
80~120mm,以此获得了较大的散热面,铸造的铝材散热器散热功效高,尤其是可满足目前社会较为关注的环保形LED大功率照明灯使用,可降低使用成本,延长使用寿命,具有极高的经济效益和社会效益。