負壓上吸澆注方法
【技術領域】
[0001]本發明有關一種澆注方法，尤指一種利用負壓將鋼液上吸進入鑄模內以形成鑄件的負壓上吸澆注方法。
【背景技術】
[0002]請參閱圖5所示，現行的鋼鐵鑄造工廠的重力澆注方法，主要以熔解爐將鋼材熔融至1450?1700°C之后，將高溫的鋼液盛裝在鐵桶d內，再將鋼液傾倒澆注在預先制作的鑄模a內，讓鋼液通過重力作用，通過流路系統b的澆池bl、豎澆道b2及流道b3，而由進水口(gate) b4流進模穴c內，待鋼液冷卻凝固后從鑄模a中取出，經適當的清理與加工，即可取得所需的鑄件。
[0003]上述澆注方法大都使用在鋼鐵的鑄造。惟，基于鑄造成本及鑄件品質的考量，其具有以下缺點:
[0004]1.針對肉厚約在3.5mm以下的鑄件而言，以重力作用將鋼液澆進砂模內時，鋼液需要經過流路系統。而由于模穴內空氣的阻擋，鋼液的流速不會太快，且肉厚越薄流速越慢，流路越長將使得鋼液越快冷卻，因此，若是鋼液的溫度不高、流動性不足，將使得鑄件薄肉成型困難，不容易鑄造出優良的產品。
[0005]2.當熔解溫度增加達到1700°C，甚至在更高的溫度之后，雖然可以增加鋼液流動性，以成型薄肉的鑄件，但在熔解溫度增加之后，不但會增加耗電量，且會大幅縮短熔解爐的耐火材料的壽命，讓耐火材料的更換頻率增加，如此一來，將增加耐火材料更換成本及因更換停工所造成的產能下降。再者，當鋼液熔解溫度超過1700°C時，熔解爐內的耐火材料會熔入鋼液內，造成鋼液內含氧化物雜質增加，而影響鋼材鑄件的純度及機械性能。
[0006]3.在澆注過程中，鋼液需要充滿包括澆池、豎澆道及流道等流路系統，才能流進模穴內，而此流路系統內的鋼液會與模穴內的鋼液同時冷卻凝固。鋼液留存在流路系統內而多耗鋼液，使鑄件與總澆注鋼液的比例(亦即步留率)無法有效提升，而步留率無法有效提升，即無法節省鋼液，無法有效節省能源，降低生產成本。
【發明內容】
[0007]有鑒于此，為了提供一種有別于現行技術的結構，并改善上述的缺點，發明人積多年的經驗及不斷的研發改進，遂有本發明的產生。
[0008]本發明的一目的在提供一種負壓上吸澆注方法，使能解決現行鋼液的溫度不高時，肉薄的鑄件成型困難的問題，以滿足鑄件薄肉化的產品使用要求。
[0009]本發明的一目的在提供一種負壓上吸澆注方法，使能解決現行鋼液熔解溫度過高的缺點，以降低耗電量、減少耐火材料耗損及更換頻率、提高鑄件純度、機械性能，并可降低生產成本。
[0010]本發明的一目的在提供一種負壓上吸澆注方法，使能解決現行過多的鋼液停留在流路系統內，而使步留率無法提升的問題，以節省回收鋼液再制的成本，并有效提高產量。[0011 ] 本發明的一目的在提供一種負壓上吸澆注方法，使能解決現行澆注方法必須以鐵桶進行澆注的缺點，無需再使用鐵桶及相關的設備，以降低生產成本。
[0012]為達上述的目的，本發明所設的一種負壓上吸澆注方法，供至少一鑄模成型至少一鑄件，其中，鑄模內設有連通的模穴及流路系統，而該負壓上吸澆注方法包括下列步驟:a.將具有吸管的平板蓋合在熔解爐的頂端，該熔解爐內盛裝有熔融的鋼液，且吸管的底端伸入鋼液中；b.在鑄模上形成連通模穴的空氣通道，并將鑄模放置在平板上，使鑄模的流路系統與吸管的頂端連通將一罩體蓋合在鑄模及平板的上方，并抽取罩體內的空氣，使罩體及模穴內的空氣壓力降低，經由吸管向上抽取熔解爐內的鋼液，使鋼液流入模穴內；以及d.靜置一段時間，讓流路系統與模穴之間的進水口凝固，再解除罩體內的空氣負壓狀態，使流路系統中的鋼液逆流回熔解爐內。
[0013]實施時，本發明還包括一步驟，在d步驟之后，將罩體移開，并讓鑄模與平板分離。
[0014]實施時，該鑄模為砂模，鑄模上的空氣通道為砂模的各砂間隙，而該熔解爐內熔融鋼液的溫度介于1400?1550°C之間。
[0015]為進一步了解本發明，以下舉較佳的實施例，配合附圖、圖號，將本發明的具體構成內容及其所達成的功效詳細說明如下。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明的較佳實施例所使用各元件的元件分解圖；
[0017]圖2為本發明的較佳實施例所使用各元件的組合剖面示意圖；
[0018]圖3為本發明的較佳實施例在形成負壓時的使用狀態圖；
[0019]圖4為本發明的較佳實施例的鋼液逆流回熔解爐的使用狀態圖；
[0020]圖5為現行砂模鑄造法將鋼液澆注在鑄模內的使用狀態示意圖。
[0021]附圖標記說明:
[0022]2:恪解爐；
[0023]3:平板；
[0024]4:吸管；
[0025]5:鑄模；
[0026]51:模穴；
[0027]52:空氣通道；
[0028]53:流路系統；
[0029]531:入口；
[0030]54:進水口；
[0031]6:罩體；
[0032]61:抽氣管；
[0033]9:鋼液；
[0034]a:鑄模；
[0035]b:流路系統；
[0036]bl:饒池；
[0037]b2:豎澆道；
[0038]b3:流道；
[0039]b4:進水口；
[0040]c:模穴；
[0041]d:鐵桶。
【具體實施方式】
[0042]請參閱圖1至圖4所示，其為本發明負壓上吸澆注方法的較佳實施例，包括下列步驟:
[0043]a.將具有吸管4的平板3蓋合在熔解爐2的頂端，熔解爐2內盛裝有熔融的鋼液9，且吸管4的底端伸入鋼液9中。
[0044]b.在鑄模5上形成連通模穴51的空氣通道52，并將鑄模5放置在平板3上，使鑄模5的流路系統53與吸管4的頂端連通。
[0045]c.將罩體6蓋合在鑄模5及平板3的上方，并抽取罩體6內的空氣，使罩體6及模穴51內的空氣壓力降低，經由吸管4向上吸取熔解爐2內的鋼液9，使鋼液9流入模穴51內以成型鑄件。以及
[0046]d.靜置一段時間，讓流路系統53與模穴51之間的進水口 54凝固，再解除罩體6內的空氣負壓狀態，使流路系統53中的鋼液9逆流回熔解爐2內。
[0047]其中，步驟a的熔解爐2為線圈加熱的熔解爐；鋼液9的熔融溫度控制在介于1400?1550°C之間；吸管4垂直穿過平板3，且吸管4的底端開口伸入鋼液9中，吸管4的頂端開口與平板3的頂面概略在同一水平面上。
[0048]步驟b的鑄模5為砂模，鑄模5上的空氣通道52為砂模各砂粒之間的間隙，供產生透氣作用；鑄模5的流路系統53的入口 531形成在鑄模5的底面，藉以在鑄模5放置在平板3上時，使該入口 531對齊吸管4的頂端開口，從而使鑄模5的流路系統53與吸管4的頂端連通。
[0049]在步驟c中，該罩體6為底面形成開口的中空容器，罩體6的頂端連接一抽氣管61，藉以在罩體6蓋合在鑄模5及平板3的上方時，以真空栗抽取罩體6內的空氣，而由于鑄模5的透氣性，可使罩體6內的空氣壓力與模穴51、流路系統53及吸管4內的空氣壓力相同。因此，利用負壓抽取熔解爐2內的鋼液9，可使鋼液9經由吸管4向上流動，再經由流路系統53流入模穴51內。實施時，該模穴51也可設有多個，以同時成型多個鑄件。
[0050]在步驟d中，當鋼液9流入模穴51內之后，先靜置一段時間，并在模穴51內的鋼液9尚未完全凝固，而流路系統53與模穴51之間的進水口 54已凝固時，解除罩體6內的空氣負壓狀態，使流路系統53中尚未凝固的鋼液9向下逆流回熔解爐2內。
[0051]在鋼液9完全逆流回熔解爐2內之后，將罩體6移開，并讓鑄模5與平板3分離，使鑄模5內的鋼液9繼續冷卻，再重新放置新的鑄模5在平板3上時，可以再次進行澆注作業。
[0052]因此，本發明具有以下的優點:
[0053]1、本發明以負壓上吸的方式將鋼液吸入模穴內，而可使鑄件的肉厚縮減2.5mm以下，因此，針對有特殊需求的產品而言，能因鑄件的薄肉化而滿足使用的要求。
[0054]2、本發明以負壓上吸的方式將鋼液吸入模穴內，縱然鋼液的溫度介于1400?1550°C之間，仍可在流路系統內順暢的流動，因此，經由鋼液熔解溫度的降低，不但可以降低耗電量以節省能源，可以減少耐火材料耗損而熔入鋼液內，以提高鑄件純度及機械性能，且可以減少熔解爐耐火材料的更換頻率以降低生產成本。
[0055]3、本發明可以在澆注完成之后，讓尚未凝固的鋼液逆流回熔解爐內，以提供下一次澆注使用，因此，能有效提升步留率，不但能節省回收再制的成本，且能提高產量。
[0056]4、本發明以負壓上吸的方式將鋼液吸入模穴內，可以減少鋼液的熔解溫度，并使用較短的流路系統，當尚未凝固的鋼液逆流回熔解爐內時，不會有雜質混合在鋼液內，因此，可避免雜質對鋼材鑄件的機械性能造成影響。
[0057]5、本發明的熔解爐是線圈加熱的熔解爐，可以直接提供熔解的鋼液，讓吸管吸取以成型鑄件，因此，不但在澆注程序上更為簡單而有效率，且無需再使用鐵桶及相關的設備，而可降低生產成本。
[0058]綜上所述，依上文所揭示的內容，本發明確可達到預期的目的，提供一種不僅能使鑄件薄肉化、降低生產成本、提高產量、制程簡易，且可確保鑄件品質的負壓上吸澆注方法，極具產業上利用的價值，于是依法提出發明專利申請。
[0059]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。
【主權項】
1.一種負壓上吸澆注方法，供至少一鑄模成型至少一鑄件，該鑄模內設有連通的模穴及流路系統，其特征在于，該負壓上吸澆注方法包括下列步驟: a.將一具有吸管的平板蓋合在一熔解爐的頂端，該熔解爐內盛裝有熔融的鋼液，且該吸管的底端伸入該鋼液中； b.在鑄模上形成連通模穴的空氣通道，并將該鑄模放置在該平板上，使該鑄模的流路系統與該吸管的頂端連通； c.將一罩體蓋合在該鑄模及該平板的上方，并抽取罩體內的空氣，使罩體及模穴內的空氣壓力降低，經由該吸管向上吸取熔解爐內的鋼液，使鋼液流入模穴內；以及 d.靜置一段時間，讓流路系統與模穴之間的進水口凝固，再解除罩體內的空氣負壓狀態，使流路系統中的鋼液逆流回熔解爐內。2.根據權利要求1所述的負壓上吸澆注方法，其特征在于，該還包括一步驟，在d步驟之后，將罩體移開，并讓鑄模與平板分離。3.根據權利要求1所述的負壓上吸澆注方法，其特征在于，該鑄模為砂模，該鑄模上空氣通道為砂模的各砂粒的間隙。4.根據權利要求1所述的負壓上吸澆注方法，其特征在于，該熔解爐內熔融鋼液的溫度介于1400?155CTC之間。
【專利摘要】本發明提供一種負壓上吸澆注方法，先在熔解爐內盛裝熔融的鋼液，并將具有吸管的平板蓋合在熔解爐的頂端，吸管的底端伸入鋼液中；而一透氣的鑄模放置在平板上，使鑄模的流路系統與吸管的頂端連通之后，再將一罩體蓋合在鑄模及平板的上方，并抽取罩體內的空氣，使罩體及模穴內的空氣壓力降低。通過罩體內所形成的負壓，將熔解爐內的鋼液經由吸管及流路系統吸入模穴內，冷卻形成鑄件。
【IPC分類】B22D18/06
【公開號】CN105268951
【申請號】CN201510060581
【發明人】陳友三
【申請人】天津新偉祥工業有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年2月5日