专利名称：一种包覆型镁合金铸件铸造装置及其铸造方法
技术领域：
本发明涉及一种铸造装置及其铸造方法，尤其涉及一种包覆型镁合金铸件铸造装置及其铸造方法。
背景技术：
镁合金具有高比强度、比刚度，优良的阻尼性能、电磁屏蔽能力强、导电性能好且资源丰富易于回收等特点，其产品在航空、航天、汽车制造业等领域的应用日渐广泛。然而， 镁合金同时也存在耐腐蚀性差、耐磨性差、易燃、室温塑性变形困难等缺点。尤其是镁合金的耐腐蚀性差，已成为制约其发挥性能优势的主要因素之一。为提高镁合金的耐腐蚀性，一方面可以通过改变合金的成分和组织结构，提高材料的耐腐蚀性能；另一方面通过表面处理提高合金的耐蚀性，例如采用表面镀覆、化学转化膜等技术。现有技术中，中国专利200810146745. 3公开了 “一种镁合金电镀方法”，该方法在电镀之前，将镁合金置于前处理溶液中适当时间，再进行电镀。由于镁合金与前处理溶液反应平缓，使得生成的中间过渡层与基体以及后续的镀层结合良好。但该方法处理液环保性较差。中国专利200710012340.6公开了一种“镁基层状复合材料及复合铸造制备方法”，该方法通过设计组元材料的合理配比，对固相材料结合面施以预处理，再对固相材料的表面进行活化处理，最终在镁或镁合金的一侧或者两侧复合不同成分和性能的合金材料，各层之间以冶金方式结合，获得的镁合金层状复合材料表现出优异的综合性能，满足不同场合对材料提出的要求。但是，该方法只能制得层状复合材料半成品，不能获得复杂铸件。
发明内容
针对现有技术中的不足之处，本发明的目的之一在于提供环保性好，易获得复杂零件的一种包覆型镁合金铸件铸造装置。本发明的目的之二在于提供环保性好，易获得复杂零件的一种包覆型镁合金铸件铸造方法，该铸造方法解决镁合金腐蚀破坏严重、表面强度差等问题。本发明的目的之一是通过以下技术方案实现的
一种包覆型镁合金铸件铸造装置，包括模具装置、排气系统、浇注装置和控制装置； 所述模具装置包括安装在动模板上的动模和安装在定模板上的定模，在定模上设有外层金属液浇注口和内层金属液浇注口 ；
所述排气系统包括设置在模具装置上且与型腔相通的排气槽；
所述浇注装置包括保温炉I、电磁泵I、输液管I、保温炉II、电磁泵II和输液管II ;所述电磁泵I的进液口与保温炉I的出液口连通，所述输液管I的一端与电磁泵I的出液口连通，输液管I的另一端与外层金属液浇注口连接并通过外层金属液浇注口与型腔连通； 所述电磁泵II的进液口与保温炉II的出液口连通，所述输液管II的一端与电磁泵II的出
3液口连通，输液管II的另一端与内层金属液浇注口连接并通过内层金属液浇注口与型腔连通；
所述控制装置包括控制阀I和控制阀II，所述控制阀I安装在输液管I上并靠近外层金属液浇注口，所述控制阀II安装在输液管II上并靠近内层金属液浇注口。作为本发明的一种优选方案，所述排气系统还包括安装在定模上且靠近外层金属液浇注口和内层金属液浇注口的排气砖安装槽内的排气砖，所述排气砖由树脂砂制成，所述型腔内通过排气砖和排气槽与外界相通。作为本发明的另一种优选方案，所述电磁泵I、输液管I、电磁泵II、输液管II、夕卜层金属液浇注口和内层金属液浇注口均采用保温材料包裹。本发明的目的之二是通过以下技术方案实现的
一种包覆型镁合金铸件铸造方法，包括如下步骤
(1)将动模安装在支架的动模板上，将定模安装在支架的定模板上；
(2)将电磁泵I的进液口与保温炉I的出液口连通，将输液管I的一端与电磁泵I的出液口连通，输液管I的另一端通过设置在定模上的外层金属液浇注口与型腔连通，将控制阀I安装在输液管I上并靠近外层金属液浇注口 ；将电磁泵II的进液口与保温炉II的出液口连通，将输液管II的一端与电磁泵II的出液口连通，输液管II的另一端通过设置在定模上的内层金属液浇注口与型腔连通，将控制阀II安装在输液管II上并靠近内层金属液浇注口 ；
(3)在动模和定模上分别涂覆乳化液，并合模；
(4)在保温炉I内装入外层金属液，在保温炉II内装入内层金属液；
(5)开启控制阀I和电磁泵I，保温炉I内的外层金属液进入型腔内；
(6)首先关闭电磁泵I，待输液管I内的外层金属液退后到保温炉I后，关闭控制阀 I，在型腔的内表面上形成一定厚度的外层金属壳；
(7)开启控制阀II和电磁泵II，保温炉II内的内层金属液进入型腔内并充满型腔；
(8)待型腔内的内层金属液冷却凝固，关闭控制阀II和电磁泵II；
(9)开模，从型腔内取出铸件，从而获得一种包覆型铸件。 与现有技术中的镁合金铸件铸造装置及其方法相比，本发明的一种包覆型镁合金铸件铸造装置及其铸造方法具有如下优点
I、本发明提供的一种包覆型镁合金铸件铸造装置及其铸造方法，在型腔内通过浇注外层金属液和内层金属液直接获得包覆型铸件，环保性好，易获得复杂零件。2、本发明提供的一种包覆型镁合金铸件铸造装置及其铸造方法，可通过控制电磁泵的电流、电压和开启电磁泵的时间及模具的预热温度，根据需要调整包覆层合金的厚度， 操作也十分方便。
图I为一种包覆型镁合金铸件铸造装置的结构示意图。附图中I一保温炉I ; 2—外层金属液；3—电磁泵I ; 4一输液管I ; 5—控制阀I; 6—动模；7—排气砖；8—定模；9 一控制阀II; 10—输液管II; 11 一电磁泵 II; 12 —内层金属液；13—保温炉II; 14一出气槽；15—外层金属液浇注口； 16—内层金属液烧注口。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细地描述。如图I所示，一种包覆型镁合金铸件铸造装置，包括模具装置、排气系统、浇注装置和控制装置。其中，模具装置包括安装在动模板上的动模6和安装在定模板上的定模8，动模6 与定模8之间形成型腔。排气系统包括设置在模具装置且与型腔内相通的排气槽14，在定模8上设有外层金属液浇注口 15和内层金属液浇注口 16。浇注装置包括保温炉I I、电磁泵I 3、输液管I 4、保温炉II 13、电磁泵II 11和输液管II 10。电磁泵I 3的进液口与保温炉I I的出液口连通，输液管I 4的一端与电磁泵
I3的出液口连通，输液管I 4的另一端与外层金属液浇注口 15连接并通过外层金属液浇注口 15与型腔连通。电磁泵II 11的进液口与保温炉II 13的出液口连通，输液管II 10的一端与电磁泵II 11的出液口连通，输液管II 10的另一端与内层金属液浇注口 16连接并通过内层金属液浇注口 16与型腔连通。控制装置包括控制阀I 5和控制阀II 9。控制阀I 5安装在输液管I 4上并靠近外层金属液烧注口 15,控制阀II 9安装在输液管II 10上并靠近内层金属液烧注口 16。在浇注外层金属时易堵塞模具装置上的排气槽14，为了在浇注时好排出型腔内的气体，排气系统还包括设置在定模8上且靠近外层金属液浇注口 15和内层金属液浇注口 16 设置的排气砖安装槽内的排气砖7，排气砖7由树脂砂制成，型腔内通过排气砖7和排气槽 14与外界相通。本实施例中,在定模8上、且在外层金属液烧注口 15和内层金属液烧注口 16之间设置排气砖7。为了避免外层金属液2和内层金属液12在浇注过程中，金属液在电磁泵I 3、输液管I 4、电磁泵II 11、输液管II 10、外层金属液浇注口 15和内层金属液浇注口 16内冷却而堵塞浇注通道，同时也有利于多余的金属液回流于保温炉内，电磁泵I 3、输液管I 4、电磁泵II 11、输液管II 10、外层金属液浇注口 15和内层金属液浇注口 16均采用保温材料包裹。一种包覆型镁合金铸件铸造方法，该方法中以AZ91D镁合金为内层金属液12， A356铝合金为外层金属液2为例，具体包括如下步骤
(I)将动模6安装在支架的动模板上，将定模8安装在支架的定模板上。(2)将电磁泵I 3的进液口与保温炉I I的出液口连通，将输液管I 4的一端与电磁泵I 3的出液口连通，输液管I 4的另一端通过设置在定模8上的外层金属液浇注口 15与型腔连通，将控制阀I 5安装在输液管I 4上并靠近外层金属液浇注口 15。将电磁泵
II11的进液口与保温炉II13的出液口连通，将输液管II 10的一端与电磁泵II 11的出液口连通，输液管II 10的一端通过设置在定模8上的内层金属液浇注口 16与型腔连通，将控制阀II 9安装在输液管II 10上并靠近内层金属液浇注口 16。(3)在动模6和定模8上分别涂覆乳化液，并合模。(4)在保温炉I I内装入外层金属液2，在保温炉II 13内装入内层金属液12。(5)开启控制阀I 5和电磁泵I 3，按设计要求控制电磁泵I 3的电流、电压和开泵时间，使保温炉I I内的外层金属液进入型腔内。
(6)到达设计的时间后，首先关闭电磁泵I 3，待输液管I 4内的外层金属液退后到保温炉I I后，关闭控制阀I 5，在型腔的内表面上形成一定厚度的外层金属壳。(7)开启控制阀II 9和电磁泵II 11，按设计要求控制电磁泵II 11的电流、电压和开启时间，保温炉II 13内的内层金属液进入型腔内并充满型腔。(8)待型腔内的内层金属液冷却凝固，关闭控制阀II 9和电磁泵II 11。(9)开模，从型腔内取出铸件，从而获得一种包覆型铸件。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种包覆型镁合金铸件铸造装置，包括模具装置和排气系统，所述模具装置包括安装在动模板上的动模(6)和安装在定模板上的定模(8)，在定模(8)上设有内层金属液浇注口(16)和外层金属液浇注口(15)，所述排气系统包括设置在模具装置且与型腔内相通的排气槽(14)，其特征在于还包括浇注装置和控制装置；所述浇注装置包括保温炉I (I)、电磁泵I (3)、输液管I (4)、保温炉II (13)、电磁泵 II (11)和输液管II (10);所述电磁泵I (3)的进液口与保温炉I (I)的出液口连通，所述输液管I (4)的一端与电磁泵I (3)的出液口连通，输液管I (4)的另一端与外层金属液浇注口(15)连接并通过外层金属液浇注口(15)与型腔连通；所述电磁泵II (11)的进液口与保温炉II (13 )的出液口连通，所述输液管II (10 )的一端与电磁泵II (11)的出液口连通，输液管II (10)的另一端与内层金属液浇注口( 16)连接并通过内层金属液浇注口( 16)与型腔连通；所述控制装置包括控制阀I (5)和控制阀II (9)，所述控制阀I (5)安装在输液管I (4)上并靠近外层金属液浇注口(15)，所述控制阀II (9)安装在输液管II (10)上并靠近内层金属液烧注口( 16)。
2.根据权利要求I所述的一种包覆型镁合金铸件铸造装置，其特征在于所述排气系统还包括安装在定模(8)上且靠近外层金属液浇注口(15)和内层金属液浇注口(16)的排气砖安装槽内的排气砖(7)，所述排气砖(7)由树脂砂制成，所述型腔内通过排气砖(7)和排气槽(14)与外界相通。
3.根据权利要求I或2所述的一种包覆型镁合金铸件铸造装置，其特征在于所述电磁泵I (3)、输液管I (4)、电磁泵II (11)、输液管II (10)、外层金属液浇注口(15)和内层金属液浇注口( 16)均采用保温材料包裹。
4.一种包覆型镁合金铸件铸造方法，其特征在于，包括如下步骤(1)将动模(6)安装在支架的动模板上，将定模(8)安装在支架的定模板上；(2)将电磁泵I(3)的进液口与保温炉I (I)的出液口连通，将输液管I (4)的一端与电磁泵I (3)的出液口连通，输液管I (4)的另一端通过设置在定模(8)上的外层金属液浇注口(15)与型腔连通，将控制阀I (5)安装在输液管I (4)上并靠近外层金属液浇注口(15);将电磁泵II(11)的进液口与保温炉II (13)的出液口连通，将输液管II (10)的一端与电磁泵II (11)的出液口连通，输液管II (10)的另一端通过设置在定模(8)上的内层金属液浇注口( 16)与型腔连通，将控制阀II (9)安装在输液管II (10)上并靠近内层金属液浇注口(16)；(3)在动模(6)和定模(8)上分别涂覆乳化液，并合模；(4)在保温炉I(I)内装入外层金属液(2)，在保温炉II (13)内装入内层金属液(12);(5)开启控制阀I(5)和电磁泵I (3)，保温炉I (I)内的外层金属液进入型腔内；(6)关闭电磁泵I(3)，待输液管I (4)内的外层金属液退后到保温炉I (I)后，关闭控制阀I (5),在型腔的内表面上形成一定厚度的外层金属壳；(7)开启控制阀II(9)和电磁泵II (11)，保温炉II (13)内的内层金属液进入型腔内并充满型腔；(8 )待型腔内的内层金属液冷却凝固，关闭控制阀II (9 )和电磁泵II (11);(9 )开模，从型腔内取出铸件，从而获得一种包覆型铸件。
全文摘要
本发明公开了一种包覆型镁合金铸件铸造装置，包括模具装置、排气系统、浇注装置和控制装置；在定模上设有外层金属液浇注口和内层金属液浇注口；排气系统包括设置在模具排气砖安装槽内的排气砖和与排气槽；浇注装置包括保温炉Ⅰ、电磁泵Ⅰ、输液管Ⅰ、保温炉Ⅱ、电磁泵Ⅱ和输液管Ⅱ；控制装置包括控制阀Ⅰ和控制阀Ⅱ。同时，本发明还公开了一种包覆型镁合金铸件铸造方法。本发明提供的一种包覆型镁合金铸件铸造装置及其铸造方法，在型腔内通过浇注外层金属液和内层金属液直接获得包覆型铸件，环保性好，易获得复杂零件；同时可通过控制电磁泵的电流、电压和开启电磁泵的时间及模具的预热温度，根据需要调整包覆层合金的厚度，操作也十分方便。
文档编号B22D19/08GK102601345SQ201210104649
公开日2012年7月25日 申请日期2012年4月11日 优先权日2012年4月11日
发明者王亚军, 赵建华 申请人:重庆大学