负压上吸浇注方法
【技术领域】
[0001]本发明有关一种浇注方法，尤指一种利用负压将钢液上吸进入铸模内以形成铸件的负压上吸浇注方法。
【背景技术】
[0002]请参阅图5所示，现行的钢铁铸造工厂的重力浇注方法，主要以熔解炉将钢材熔融至1450?1700°C之后，将高温的钢液盛装在铁桶d内，再将钢液倾倒浇注在预先制作的铸模a内，让钢液通过重力作用，通过流路系统b的浇池bl、竖浇道b2及流道b3，而由进水口(gate) b4流进模穴c内，待钢液冷却凝固后从铸模a中取出，经适当的清理与加工，即可取得所需的铸件。
[0003]上述浇注方法大都使用在钢铁的铸造。惟，基于铸造成本及铸件品质的考量，其具有以下缺点:
[0004]1.针对肉厚约在3.5mm以下的铸件而言，以重力作用将钢液浇进砂模内时，钢液需要经过流路系统。而由于模穴内空气的阻挡，钢液的流速不会太快，且肉厚越薄流速越慢，流路越长将使得钢液越快冷却，因此，若是钢液的温度不高、流动性不足，将使得铸件薄肉成型困难，不容易铸造出优良的产品。
[0005]2.当熔解温度增加达到1700°C，甚至在更高的温度之后，虽然可以增加钢液流动性，以成型薄肉的铸件，但在熔解温度增加之后，不但会增加耗电量，且会大幅缩短熔解炉的耐火材料的寿命，让耐火材料的更换频率增加，如此一来，将增加耐火材料更换成本及因更换停工所造成的产能下降。再者，当钢液熔解温度超过1700°C时，熔解炉内的耐火材料会熔入钢液内，造成钢液内含氧化物杂质增加，而影响钢材铸件的纯度及机械性能。
[0006]3.在浇注过程中，钢液需要充满包括浇池、竖浇道及流道等流路系统，才能流进模穴内，而此流路系统内的钢液会与模穴内的钢液同时冷却凝固。钢液留存在流路系统内而多耗钢液，使铸件与总浇注钢液的比例(亦即步留率)无法有效提升，而步留率无法有效提升，即无法节省钢液，无法有效节省能源，降低生产成本。
【发明内容】
[0007]有鉴于此，为了提供一种有别于现行技术的结构，并改善上述的缺点，发明人积多年的经验及不断的研发改进，遂有本发明的产生。
[0008]本发明的一目的在提供一种负压上吸浇注方法，使能解决现行钢液的温度不高时，肉薄的铸件成型困难的问题，以满足铸件薄肉化的产品使用要求。
[0009]本发明的一目的在提供一种负压上吸浇注方法，使能解决现行钢液熔解温度过高的缺点，以降低耗电量、减少耐火材料耗损及更换频率、提高铸件纯度、机械性能，并可降低生产成本。
[0010]本发明的一目的在提供一种负压上吸浇注方法，使能解决现行过多的钢液停留在流路系统内，而使步留率无法提升的问题，以节省回收钢液再制的成本，并有效提高产量。[0011 ] 本发明的一目的在提供一种负压上吸浇注方法，使能解决现行浇注方法必须以铁桶进行浇注的缺点，无需再使用铁桶及相关的设备，以降低生产成本。
[0012]为达上述的目的，本发明所设的一种负压上吸浇注方法，供至少一铸模成型至少一铸件，其中，铸模内设有连通的模穴及流路系统，而该负压上吸浇注方法包括下列步骤:a.将具有吸管的平板盖合在熔解炉的顶端，该熔解炉内盛装有熔融的钢液，且吸管的底端伸入钢液中；b.在铸模上形成连通模穴的空气通道，并将铸模放置在平板上，使铸模的流路系统与吸管的顶端连通将一罩体盖合在铸模及平板的上方，并抽取罩体内的空气，使罩体及模穴内的空气压力降低，经由吸管向上抽取熔解炉内的钢液，使钢液流入模穴内；以及d.静置一段时间，让流路系统与模穴之间的进水口凝固，再解除罩体内的空气负压状态，使流路系统中的钢液逆流回熔解炉内。
[0013]实施时，本发明还包括一步骤，在d步骤之后，将罩体移开，并让铸模与平板分离。
[0014]实施时，该铸模为砂模，铸模上的空气通道为砂模的各砂间隙，而该熔解炉内熔融钢液的温度介于1400?1550°C之间。
[0015]为进一步了解本发明，以下举较佳的实施例，配合附图、图号，将本发明的具体构成内容及其所达成的功效详细说明如下。
【附图说明】
[0016]图1为本发明的较佳实施例所使用各元件的元件分解图；
[0017]图2为本发明的较佳实施例所使用各元件的组合剖面示意图；
[0018]图3为本发明的较佳实施例在形成负压时的使用状态图；
[0019]图4为本发明的较佳实施例的钢液逆流回熔解炉的使用状态图；
[0020]图5为现行砂模铸造法将钢液浇注在铸模内的使用状态示意图。
[0021]附图标记说明:
[0022]2:恪解炉；
[0023]3:平板；
[0024]4:吸管；
[0025]5:铸模；
[0026]51:模穴；
[0027]52:空气通道；
[0028]53:流路系统；
[0029]531:入口；
[0030]54:进水口；
[0031]6:罩体；
[0032]61:抽气管；
[0033]9:钢液；
[0034]a:铸模；
[0035]b:流路系统；
[0036]bl:饶池；
[0037]b2:竖浇道；
[0038]b3:流道；
[0039]b4:进水口；
[0040]c:模穴；
[0041]d:铁桶。
【具体实施方式】
[0042]请参阅图1至图4所示，其为本发明负压上吸浇注方法的较佳实施例，包括下列步骤:
[0043]a.将具有吸管4的平板3盖合在熔解炉2的顶端，熔解炉2内盛装有熔融的钢液9，且吸管4的底端伸入钢液9中。
[0044]b.在铸模5上形成连通模穴51的空气通道52，并将铸模5放置在平板3上，使铸模5的流路系统53与吸管4的顶端连通。
[0045]c.将罩体6盖合在铸模5及平板3的上方，并抽取罩体6内的空气，使罩体6及模穴51内的空气压力降低，经由吸管4向上吸取熔解炉2内的钢液9，使钢液9流入模穴51内以成型铸件。以及
[0046]d.静置一段时间，让流路系统53与模穴51之间的进水口 54凝固，再解除罩体6内的空气负压状态，使流路系统53中的钢液9逆流回熔解炉2内。
[0047]其中，步骤a的熔解炉2为线圈加热的熔解炉；钢液9的熔融温度控制在介于1400?1550°C之间；吸管4垂直穿过平板3，且吸管4的底端开口伸入钢液9中，吸管4的顶端开口与平板3的顶面概略在同一水平面上。
[0048]步骤b的铸模5为砂模，铸模5上的空气通道52为砂模各砂粒之间的间隙，供产生透气作用；铸模5的流路系统53的入口 531形成在铸模5的底面，藉以在铸模5放置在平板3上时，使该入口 531对齐吸管4的顶端开口，从而使铸模5的流路系统53与吸管4的顶端连通。
[0049]在步骤c中，该罩体6为底面形成开口的中空容器，罩体6的顶端连接一抽气管61，藉以在罩体6盖合在铸模5及平板3的上方时，以真空栗抽取罩体6内的空气，而由于铸模5的透气性，可使罩体6内的空气压力与模穴51、流路系统53及吸管4内的空气压力相同。因此，利用负压抽取熔解炉2内的钢液9，可使钢液9经由吸管4向上流动，再经由流路系统53流入模穴51内。实施时，该模穴51也可设有多个，以同时成型多个铸件。
[0050]在步骤d中，当钢液9流入模穴51内之后，先静置一段时间，并在模穴51内的钢液9尚未完全凝固，而流路系统53与模穴51之间的进水口 54已凝固时，解除罩体6内的空气负压状态，使流路系统53中尚未凝固的钢液9向下逆流回熔解炉2内。
[0051]在钢液9完全逆流回熔解炉2内之后，将罩体6移开，并让铸模5与平板3分离，使铸模5内的钢液9继续冷却，再重新放置新的铸模5在平板3上时，可以再次进行浇注作业。
[0052]因此，本发明具有以下的优点:
[0053]1、本发明以负压上吸的方式将钢液吸入模穴内，而可使铸件的肉厚缩减2.5mm以下，因此，针对有特殊需求的产品而言，能因铸件的薄肉化而满足使用的要求。
[0054]2、本发明以负压上吸的方式将钢液吸入模穴内，纵然钢液的温度介于1400?1550°C之间，仍可在流路系统内顺畅的流动，因此，经由钢液熔解温度的降低，不但可以降低耗电量以节省能源，可以减少耐火材料耗损而熔入钢液内，以提高铸件纯度及机械性能，且可以减少熔解炉耐火材料的更换频率以降低生产成本。
[0055]3、本发明可以在浇注完成之后，让尚未凝固的钢液逆流回熔解炉内，以提供下一次浇注使用，因此，能有效提升步留率，不但能节省回收再制的成本，且能提高产量。
[0056]4、本发明以负压上吸的方式将钢液吸入模穴内，可以减少钢液的熔解温度，并使用较短的流路系统，当尚未凝固的钢液逆流回熔解炉内时，不会有杂质混合在钢液内，因此，可避免杂质对钢材铸件的机械性能造成影响。
[0057]5、本发明的熔解炉是线圈加热的熔解炉，可以直接提供熔解的钢液，让吸管吸取以成型铸件，因此，不但在浇注程序上更为简单而有效率，且无需再使用铁桶及相关的设备，而可降低生产成本。
[0058]综上所述，依上文所揭示的内容，本发明确可达到预期的目的，提供一种不仅能使铸件薄肉化、降低生产成本、提高产量、制程简易，且可确保铸件品质的负压上吸浇注方法，极具产业上利用的价值，于是依法提出发明专利申请。
[0059]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种负压上吸浇注方法，供至少一铸模成型至少一铸件，该铸模内设有连通的模穴及流路系统，其特征在于，该负压上吸浇注方法包括下列步骤: a.将一具有吸管的平板盖合在一熔解炉的顶端，该熔解炉内盛装有熔融的钢液，且该吸管的底端伸入该钢液中； b.在铸模上形成连通模穴的空气通道，并将该铸模放置在该平板上，使该铸模的流路系统与该吸管的顶端连通； c.将一罩体盖合在该铸模及该平板的上方，并抽取罩体内的空气，使罩体及模穴内的空气压力降低，经由该吸管向上吸取熔解炉内的钢液，使钢液流入模穴内；以及 d.静置一段时间，让流路系统与模穴之间的进水口凝固，再解除罩体内的空气负压状态，使流路系统中的钢液逆流回熔解炉内。2.根据权利要求1所述的负压上吸浇注方法，其特征在于，该还包括一步骤，在d步骤之后，将罩体移开，并让铸模与平板分离。3.根据权利要求1所述的负压上吸浇注方法，其特征在于，该铸模为砂模，该铸模上空气通道为砂模的各砂粒的间隙。4.根据权利要求1所述的负压上吸浇注方法，其特征在于，该熔解炉内熔融钢液的温度介于1400?155CTC之间。
【专利摘要】本发明提供一种负压上吸浇注方法，先在熔解炉内盛装熔融的钢液，并将具有吸管的平板盖合在熔解炉的顶端，吸管的底端伸入钢液中；而一透气的铸模放置在平板上，使铸模的流路系统与吸管的顶端连通之后，再将一罩体盖合在铸模及平板的上方，并抽取罩体内的空气，使罩体及模穴内的空气压力降低。通过罩体内所形成的负压，将熔解炉内的钢液经由吸管及流路系统吸入模穴内，冷却形成铸件。
【IPC分类】B22D18/06
【公开号】CN105268951
【申请号】CN201510060581
【发明人】陈友三
【申请人】天津新伟祥工业有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年2月5日