CN1220565C - 还原铸造方法、还原铸造装置以及利用该方法的铸模 - Google Patents

Abstract

本发明公开了还原铸造方法、还原铸造装置以及利用该方法的铸模。在本发明的还原铸造方法中，熔融金属被浇注到铸模的型腔中，而铸造是在并且在熔融金属表面上形成的氧化膜通过使熔融金属和还原化合物彼此在铸模型腔中接触的同时进行的，其特征在于，在熔融金属被浇注到型腔中的时刻，这是在允许熔融金属处于紊流状态下进行的。

Description

还原铸造方法、还原铸造装置 以及利用该方法的铸模

                           技术领域

本发明涉及一种还原铸造方法和还原铸造装置，在熔融金属表面上形成的氧化膜被还原的同时在该装置内进行铸造，此外，本发明还涉及用于铝还原铸造方法中的铸模。

                           背景技术

存在各种铸造方法，而重力铸造方法具有很多优点，如：铸造产品质量较好、铸模简单等。图5示出了用于通过重力铸造方法铸造铝的铸模的示例。铸模100由金属制成并具有分离式的结构，包括下模102a和上模102b。这两个铸模102a和102b形成了一个型腔104，在该型腔内铸造所需形状的铸造产品。

在上模102b中，冒口部分108形成在注入口106和型腔104之间，而铝、铝的合金等熔融金属通过该注入口106浇注，同样，形成有用于在将熔融金属浇注到型腔104时将型腔104中存在的空气排出的通气孔110。

当熔融金属固化时，产生大约3％的收缩，对于这个特征，浇注到型腔104中的熔融金属固化所产生的收缩作为缺陷(如缩孔等)出现在已获得的铸造产品中。当填充在型腔104中的熔融金属随着固化收缩时，如图5所是布置在铸模100中的冒口部分108通过重力向型腔104中补充熔融金属，从而防止诸如缩孔等的缺陷产生。由于熔融金属从冒口部分108向型腔104中的补充动作是通过填充在冒口部分108中的熔融金属的重力实现的，传统铸造装置要确保一个较大的容积作为冒口部分108。

原因如下：由于熔融金属在铸造装置的铸模中的流动特性较差，从而要使冒口部分的重量较大，由此强行将熔融金属补充到型腔104中。例如，在铸造铝的情况下，由于铝极容易氧化，就会存在氧化铝薄膜形成在熔融金属表面上从而降低了熔融金属的流动特性的问题。为此，有时将作用为增强熔融金属流动特性的涂覆剂施加到型腔104内壁表面上。

参照如上所述的铸造铝的方法，本申请人提出了一种铝铸造方法(在日本专利公开第280063/2000号中)，该方法可以不使用涂覆剂而提高铝的流动特性，从而获得具有良好外观的铝铸造产品。如图6所示，这种铝铸造方法特征在于：在作为还原成分的镁-氮化合物(Mg₃N₂)引入到铸模100的型腔104中以后，铝或其合金的熔融金属被浇注到型腔104中以被铸造。镁-氮化合物具有还原铝或其合金的熔融金属表面上形成的氧化膜的作用，通过这个作用，熔融金属的表面张力减小，从而提高了熔融金属的流动特性和充型特性，并消除了表面褶皱，由此可以进行高质量的铸造。

在重力铸造方法中，在将熔融金属填充到型腔中时，为了防止空气或氧化物夹杂，通过使熔融金属处于层流状态下，将熔融金属填充到型腔中。为了在层流状态下将熔融金属填充到型腔中，在传统的铸模中，将连接注入口和型腔的浇道形成得较大，熔融金属从其下表面浇注到型腔中，使得熔融金属的表面逐渐上升，从而尽可能防止了紊流形成。根据图5，使冒口部分108的直径铸模100中较大的原因为确保冒口部分108中的熔融金属的冒口作用并在将熔融金属浇注到型腔104中时尽可能防止空气或氧化物的夹杂。此外，为了在层流状态下浇注熔融金属，广泛使用在铸模倾斜的同时浇注熔融金属的方法。

如上所述，在重力铸造方法中，存在的问题是：由于浇道被做得较大以防止在浇注熔融金属是产生紊流，并且对浇道布置在浇注熔融金属的位置存在一定的限制，因此铸模或装置的自由度受到限制。此外，存在如下的问题，即，在进行倾斜型熔融金属浇注操作的情况下，装置变得较大并较复杂。此外，传统重力铸造方法的生产率一般从50％到60％，这与其他铸造方法相比很难令人满意。

                           发明内容

实现本发明以便解决如上所述的传统重力铸造的这种问题，本发明的目的是通过利用还原铸造方法提供一种高质量和高效率的铸造方法，该还原铸造方法是在熔融金属表面上形成的氧化膜利用上述还原化合物还原的同时进行铸造。在还原铸造方法的情况下，由于形成在熔融金属表面上的氧化膜减少，熔融金属的流动特性得以提高，且其充型特性得以改善，从而熔融金属在型腔中的填充特性变得令人满意。本发明提供了一种还原铸造方法，其能够使上述的还原方法得以有效地实现，本发明还提供了一种适于铝还原铸造方法的还原铸造装置和铸模。

为了实现本发明的上述目的，给出以下将描述的结构。

即，根据本发明，提供了一种还原铸造方法，其中，熔融金属被浇注到铸模的型腔中，并且在熔融金属表面上形成的氧化膜通过使熔融金属和还原化合物在铸模型腔中彼此接触进行还原的同时进行铸造，该方法包括以下步骤：

将熔融金属浇注到型腔中，而在熔融金属被浇注到型腔中时使其在型腔中呈紊流状态。

此外，根据本发明，提供了一种还原铸造方法，其中，熔融金属被浇注到铸模的型腔中，并且，在熔融金属表面上形成的氧化膜通过使熔融金属和还原化合物在铸模型腔中彼此接触而被还原的同时进行铸造，该方法包括以下步骤：

将具有比冒口部分小的流道直径的浇道布置在型腔的上游侧；以及

通过调节浇道的流道直径来调整要被浇注到型腔中的熔融金属的流量。

此外，根据本发明，在将熔融铝或熔融的铝合金用作熔融金属且镁-氮化合物用作还原化合物的条件下进行铸造，其中，镁-氮化合物是通过将镁的气体和氮气引入到型腔中，并然后使镁的气体和氮气在型腔中彼此反应而获得的。

此外，根据本发明，提供了一种还原铸造装置，其中，熔融金属被浇注到铸模的型腔中，并且在熔融金属表面上形成的氧化膜通过使熔融金属和还原化合物在铸模型腔中彼此接触的同时进行铸造，该装置包括一浇道，其流道直径小于布置在型腔上游侧的冒口部分的流道直径。

此外，根据本发明，冒口部分正好布置在型腔上游，而浇道与冒口部分连接。

此外，根据本发明，用于存放熔融金属的熔融金属储存池布置在注入口处，该注入口布置在浇道的上游侧，并布置了用于打开/关闭熔融金属储存池与浇道之间的连通开启/关闭元件。通过这些配置，存储在熔融金属储存池中的熔融金属可以一次浇注到型腔中，此时，熔融金属可以以增大的流速浇注到型腔中。

此外，根据本发明，浇道的内壁表面承受隔热处理或由隔热材料形成，隔热材料是从陶瓷、氧化铝板以及其他隔热材料构成的组中选取的。通过这种配置，熔融金属在浇道中的流动特性变得令人满意，从而可以增大熔融金属浇注入型腔时的流速。

此外，根据本发明，提供了一种用于铝还原铸造方法的铸模，其中，铝或其合金的熔融金属被浇注到型腔中，而在熔融金属表面上形成的氧化膜通过使镁-氮化合物与熔融金属在型腔中彼此接触而得以还原的同时进行铸造，而所述镁-氧化合物是通过使镁的气体和氮气彼此反应而制备的，其中，流道直径小于冒口部分流道直径的浇道布置在型腔的上游侧。

根据本发明的一个方面，提供一种还原铸造方法，包括以下步骤：

将熔融金属浇注到铸模的型腔中；

通过使熔融金属和还原性化合物在铸模的型腔中彼此接触而还原熔融金属表面上形成的氧化膜；以及

固化型腔中的熔融金属，

其中，在浇注步骤中，在使熔融金属于型腔中形成紊流的同时将熔融金属浇注到型腔中。

根据本发明的一个方面，提供一种还原铸造方法，包括以下步骤：

制备包括型腔和布置在型腔上游侧的至少一个浇道的铸模，所述至少一个浇道中的一个布置成垂直向下延伸到冒口部分，所述至少一个浇道的流道直径比冒口部分的流道直径小，使得熔融金属通过浇道被浇注到型腔中时在型腔内形成紊流；

将熔融金属浇注到铸模的型腔中；

通过使熔融金属和还原化合物在铸模的型腔中彼此接触还原熔融金属表面上形成的氧化膜；以及

固化型腔中的熔融金属，

其中，在浇注步骤中，被浇注到型腔中的熔融金属的流速通过调节所述至少一个浇道的流道直径进行调节。

根据本发明的一个方面，提供一种还原铸造装置，用于在通过允许熔融金属和还原化合物彼此接触而还原熔融金属表面上形成的氧化膜的同时进行铸造，该装置包括：

具有用于接收熔融金属的型腔、以及布置在型腔上游侧、用于将熔融金属浇注到型腔中的冒口部分和浇道的铸模，浇道的流道直径小于冒口部分的流道直径，从而熔融金属通过浇道被浇注到型腔中时在型腔内形成紊流，

其中，冒口部分正好布置在型腔的上游，而浇道布置成垂直向下延伸到冒口部分。

根据本发明的又一方面，提供一种用于铝还原铸造方法中的铸模，其中铝或其合金的熔融金属被浇注到型腔中，并且铸造是在熔融金属表面上形成的氧化膜通过使镁-氮化合物和熔融金属在型腔中彼此接触而被还原的同时进行的，镁-氮化合物是通过使镁的气体和氮气彼此反应而产生的，

其中，第一浇道布置成垂直向下延伸到正好位于型腔上游的冒口部分，第一浇道的流道直径小于冒口部分的流道直径，从而熔融金属通过浇道被浇注到型腔中时在型腔内形成紊流。

                           附图说明

图1是示出根据本发明的铸造装置的整个结构的示意图；

图2是要用于铸造装置中的铸模的结构的横截面图；

图3是示出熔融金属浇注到铸模中的状态的示意图；

图4是要用于铸造装置中的铸模的结构的另一示例的横截面图；

图5是用于传统铸造装置中的铸模的结构的示例的横截面图；以及

图6是示出通过铝的还原铸造方法的铸造方法的示意图。

                         具体实施方式

以下，将参照附图描述本发明优选实施例。

图1是示出根据本发明的铸造装置10的整个结构的示意图，该图说明了装置对铝铸造的应用。附图标记12标示铸模，其中填充铝或其合金的熔融金属以生产铸造产品。铸模12包括注入口12a、型腔12b以及浇道16，浇道16通过冒口部分15连通注入口12a和型腔12b。

铸模12通过管路22与包含氮气的钢瓶20相连，并且，氮气通过开启管路22的阀门24从铸模12的氮气引入口12d注入型腔12b中，从而使型腔12b内部成为氮气环境，即，大致为无氧的环境。

此外，包含氩气的钢瓶19通过管路26与作为产生金属气体的发生器的熔炉28连接，并且，通过开启管路26的阀门30，氩气被注入由加热器32加热的熔炉28中；在这种情况下，为了产生作为金属气体的镁的气体，熔炉28内的温度被设定为800℃或更高，在该温度下镁粉升华。注入熔炉28内的氩气的量可以通过阀门30调节。

包含氩气的钢瓶19通过管路34与包含镁粉的容器36相连，在管路34中插接有阀门33。容器36通过管路38与位于阀门30下游侧的管路26相连。控制要供给到熔炉28中的镁粉的量的阀门40置于管路38中。熔炉28经由管路42与铸模12的金属气体引入口12c连接。在这种情况下，在熔炉28中被气化的金属气体从金属气体引入口12c经由金属气体引入通道12e被引入型腔12b中。设置于管路42上的阀门45目的是调节被供给到铸模12的型腔12b中的金属气体量。

图2以放大的形式示出铸模12的结构。铸模12通过由金属制成的模具部分13与诸如硫酸钙等陶瓷制成的适配器14结合而构成。在这种情况下，模具部分13和适配器14布置成他们可以在它们之间的交界处分开。此外，模具部分13以剖分形式形成，从而在熔融金属在型腔12b中固化后，通过打开模具而可以将铸造产品从模具中取出。

冒口部分15布置在模据部分13的型腔12b的头部。冒口部分15和型腔12b经由浇道15a彼此相连，浇道的直径小于冒口部分15的直径。

在根据本发明的铸模12中，布置在模具部分13内的冒口部分15的容量远小于布置在传统重力铸造装置中所用的铸模中的冒口部分的容量。在本实施例中，冒口部分15可以形成为如此小的容量的原因为：由于在铸造是利用还原铸造方法进行的情况下，熔融金属的充型特性(running property)在浇注熔融金属非常好，熔融金属可以容易地注满型腔而无需利用冒口的作用。因此，在本实施例中，在模具部分13中形成的冒口部分15的容量可以被设定为足以将熔融金属补充到缩孔中的尺寸，而缩孔有可能在熔融金属于型腔12b中固化时形成。

浇道16布置在适配器14中，以允许型腔12和注入口12a彼此经由冒口部分15而连通，并用于调节从注入口12a浇注入型腔12b中的熔融金属的流速和流量。在本实施例中，浇道16布置成垂直向下延伸到冒口部分15，而熔融金属垂直地从注入口12a落到型腔12b中。浇道16的流道直径小于冒口部分15的直径的原因在于使被浇注到型腔12b中的熔融金属的流速高于在熔融金属简单地从注入口12a经由冒口部分15浇注到型腔12b中的情况下的流速。熔融金属在从浇道16浇注到型腔12b时的流速和流量可以通过调整浇道16的流道直径、长度等予以控制。

此外，在本实施例中，为了在熔融金属从注入口12a浇注到型腔12b中时实现熔融金属可以以预定流速浇注，在注入口12a中设置了可以存放预定量的熔融金属的熔融金属储存池，作为开启/关闭元件的开启/关闭挡块18布置在浇道16的开口部分中，其开启或关闭熔融金属储存池与浇道16之间的连通，将熔融金属浇注到型腔12b中是通过在预定量的熔融金属填入注入口12a是时打开开启/关闭挡块18开始的，并且熔融金属于型腔12b中的这种浇注进行的同时进行熔融金属的补充使得熔融金属储存池中的熔融金属表面维持在预定高度上。

此外，为了改善熔融金属穿过浇道16时的流动特性，进行如下方法，其中浇道16的内表面通过利用具有隔热特性的涂覆剂进行隔热处理，或适配器14由诸如陶瓷、氧化铝板等隔热材料形成，从而使浇道16的隔热特性高于其内形成型腔12b的模具部分。

作为本实施例中所示的铸模12，当注入口12a和型腔12b彼此经由浇道16连通且随后熔融金属通过浇道16浇注到型腔12b中时，如上所述，在浇注时熔融金属的流速变快，于是熔融金属以紊流状态被浇注。在本发明中，采取其中在浇道16被设置为具有较小直径并且熔融金属的流速增大的同时将熔融金属浇注到型腔12b中的原因在于熔融金属在浇注的同时型腔12b内的熔融金属内主动产生紊流。如上所述，在将熔融金属浇注到型腔12b时产生紊流的浇注熔融金属的方法极有利于应用到利用还原铸造方法的铸造方法中。

将描述利用如图1所示的铸造装置10进行的铝的还原铸造。

首先，阀门24开启，氮气从包含氮气的钢瓶20经由管道22被引入铸模12的型腔12b中，以借助于氮气清除型腔12b内存在的空气。型腔12b内存在的空气通过排气孔(未示出)排出，于是，型腔12b内部变成氮气环境，即，大致为无氧的环境。此后，阀门24再次关闭。

在铸模12型腔12b内存在的空气被清除的同时，阀门30开启，而氩气从包含氩气的钢瓶19被注入到熔炉28中，以使熔炉28内部成为无氧条件。

接着，阀门30关闭，然后阀门40开启，从而将包含在容器30中的镁粉借助于氩气的压力送入熔炉28中。熔炉28预先被加热器32加热到镁粉得以升华的800℃或更高的温度。通过这种结构，送入熔炉28内的镁粉升华成镁的气体。

接着，阀门40关闭，然后阀门30和阀门45开启已将镁的气体从铸模12的金属气体引入口12c经由金属气体引入通道12e注入型腔12b中，同时调节氩气的压力和流速。

在镁的气体被注入型腔12b之后，阀门45关闭而阀门24开启以将氮气从氮气引入口12d注入到型腔12b中。通过将氮气注入到铸模12中，使镁的气体和氮气在型腔12b中彼此反映，从而产生镁-氮化合物(Mg₃N₂)。由此产生的镁-氮化合物作为粉末沉积在型腔12b的内壁表面上。

氮气在被注入型腔12b的同时其压力和流速被适当地调节，氮气可以在其被注入型腔12b中之前预热，以使氮气和镁的气体更容易彼此反应，从而防止铸模12的温度降低。

在镁-氮化合物沉积在型腔12b的内壁表面上的状态下，铝的熔融金属50浇注到注入口12a。在如此浇注熔融金属50时，浇道16被开启/关闭挡块18封闭，并在预定量的熔融金属存储在注入口12a内设置的熔融金属储存池内之后，开启/关闭挡块18打开，允许熔融金属50从注入口12a流下，由此熔融金属可以以较高的流速浇注到型腔12b中。

图3示出熔融金属50从注入口12a浇注到型腔12b中的状态。熔融金属50在其流动通过使熔融金属50穿过浇道16而缩窄以便提高其流速的状态下浇注到型腔12b中。

被浇注到型腔12b中的铝的熔融金属与型腔12b中的镁-氮化合物接触，熔融金属表面上的氧化膜由于镁-氮化合物的作用而脱氧，从而熔融金属的表面还原成纯铝。

铝的熔融金属具有容易与氧气结合从而形成其氧化膜的特性，而由于形成氧化膜，其在型腔12b中的充型特性受阻滞，导致砂眼或表面褶皱。相反，其中铸造在使铝的熔融金属接触镁-氮化合物从而还原形成在铝表面上的氧化膜的同时进行的方法(还原铸造方法)的特征在于：形成在熔融金属表面上的氧化膜被还原成纯铝的表面，从而防止了形成氧化膜而增大熔融金属的表面张力，其充型特性变得良好，熔融金属可以在较短的时间内填满型腔12b以消除未被熔融金属填充的部分，结果，可以获得没有表面褶皱等得令人满意的铸造产品。

在本实施例中，通过将熔融金属通过浇道16浇注到型腔12b中，铝的熔融金属以紊流状态被浇注到型腔12b中。当熔融金属50以如上所述的紊流状态浇注到型腔12b中时，镁-氮化合物和铝的熔融金属50之间的还原反应被加速，铝的熔融金属的流动特性提高，结果，有可能较之以前在更短的时间内用熔融金属填满型腔12b。如上所述，当熔融金属50以紊流状态浇注到型腔12b中时，即使对于陆续浇注到型腔12b中的熔融金属，镁-氮化合物的还原反应被维持并作用其上，从而能够进行令人满意的铸造。图3示出熔融金属50以紊流状态浇注的状态。

当铸造通过还原铸造方法进行时，铝的流动特性变得非常好，于是，熔融金属填满型腔12b仅用几秒钟即可完成。因此，在熔融金属通过浇道16浇注在型腔12b并且熔融金属50填满冒口部分15时，浇道16被开启/关闭挡块18封闭，然后允许型腔12b内的熔融金属固化。

在利用还原铸造方法的情况下，由于熔融金属在型腔12b中的填满仅在几秒钟内完成，不需要像传统铸造方法中那样将铸模保持在较高的温度以便防止型腔12b内的熔融金属固化。因此，填满在型腔12b内的熔融金属的固化在较短的时间段内完成。实际上，在利用根据本发明的还原铸造方法的情况下，铸造可以在铸模12维持在室温的情况下进行，从而可以获得没有表面褶皱、砂眼等的令人满意的铸造产品。

在根据上述实施例的铸造装置中，通过利用其中浇道16与恰好布置在型腔12b上游的冒口部分15相连的铸模12，从浇道16浇注的熔融金属最终填满冒口部分15，而铸造可以在熔融金属固化时有可能产生的缩孔被来自冒口部分15的熔融金属填充的同时进行。此外，在进行铸造之后，铸造产品可以通过分离冒口部分15而予以获得。在还原铸造方法的情况下，由于冒口部分15的容量被设定得较小，在熔融金属固化后分离冒口部分15内固化的金属是简单易行的。

此外，布置在铸模12中的浇道16的位置可以根据产品而适宜地选定，只要其定位成与型腔12b连通。图4示出用于铸造装置10中的铸模12的另一实施例。这个铸模12特征在于，除了经由冒口部分15与型腔12b连通的熔融金属通道(第一浇道)之外，布置了直接将浇道16(第二浇道)与型腔12b连接的另一熔融金属通道。如上所述，根据本发明的铸模12特征在于熔融金属在其于型腔12b中成为紊流状态的方式浇注。因此，在图4所示的铸模12中，浇道16在熔融金属50由之注入到型腔12b的位置的上游测直接与型腔12b相连，在这种情况下，允许浇道16的直径小于冒口部分15的直径，从而使熔融金属在被浇注时的流速增大，于是，熔融金属可以在被浇注的同时被允许于型腔中12b成为紊流。

当使用根据本发明的铸模12时，以如上相同的方式，在镁-氮化合物沉积到型腔12b内壁的表面上之后，首先，铝的熔融金属50浇注到注入口12f中，然后通过浇道16从该处浇注到型腔12b中。当熔融金属通过浇道16被浇注到型腔12b中时，其在紊流状态下进行，促进了镁-氮化合物与型腔12b内的熔融金属表面上形成的氧化膜之间的还原反应，并且型腔在其流动特性增强的状态下予以填充。

另一方面，铝的熔融金属50在其浇注到注入口12f的同时或稍晚一些也浇注到注入口12a中，于是，如此浇注到注入口12a中的铝的熔融金属50经由冒口部分15注入型腔12b中。最终，在通过利用填充在冒口部分1 5中的熔融金属防止熔融金属固化时产生的缩孔同时熔融金属固化。在利用还原铸造方法的情况下，由于熔融金属的充型特性非常好，有可能在几乎不配置冒口部分15的情况下进行铸造。

如上所述，有可能通过根据产品来设置浇道16或选择性地设置冒口部分15来进行令人满意的铸造。

在还原铸造方法中，形成在熔融金属表面上的氧化膜被还原成纯金属是一重要因素，然后，可以使所形成的纯金属填充型腔。在上述实施例的每一个中，铝的熔融金属50经由浇道16注入型腔12且同时该浇注是在允许熔融金属50成为紊流的同时进行的原因在于还原反应得以促进，并且，由于还原反应被促进，熔融金属的流动特性得以提高，并使熔融金属的润湿特性和充型特性令人满意，从而能够实现相对于型腔12b的内壁表面具有良好的连续特性(平滑性)并且没有表面褶皱等的铸造产品。

在浇道布置于型腔上游侧并且于是熔融金属经由该浇道浇注到型腔中的铸模的情况下，有可能通过调节浇道流动通道的直径和/或长度来调节熔融金属进入型腔的流速和流量，因此，通过在设计铸模时适宜地设定浇道流动通道的直径和/或长度，有可能通过以相应于每个产品的最优的流速和流量将熔融金属浇注入型腔进行铸造。

此外，如上所述，在还原铸造方法中，由于熔融金属的充型特性令人满意，从而容易用熔融金属来填充铸模的型腔，而不需象传统铸造装置中所用的铸模那样保持铸模温暖，并且由于在装置结构中不需要加热装置，可以简化铸造装置的结构。此外，还具有的优点为：由于不需要将涂覆剂施加到铸模上，铸模本身的结构可以得以简化。

迄今，已经描述了使用铝或其合金的熔融金属作为熔融金属的铸造方法，但是本发明不限于此，并可以应用于使用任何其他金属，诸如镁、铁等或他们的合金的熔融金属的模制方法中。

在还原铸造方法中，根据本发明的还原铸造装置和其内使用的铸模，如上所述，通过进行与传统的重力铸造方法完全不同的、特点在于在熔融金属被浇注到型腔中被允许处于紊流的浇注熔融金属方法，促进了型腔中产生的还原化合物和熔融金属表面上的氧化膜之间的还原反应，且型腔内的熔融金属的流动特性和充型特性变得令人满意，从而获得不带有未被熔融金属填充的部分、表面褶皱等的理想的产品。此外，由于熔融金属的流动特性和充型特性变得令人满意，从而有可能提高产量。此外，参照铸模，通过将浇道布置在型腔的上游侧，可以获得如下的显著效果，即，通过在允许熔融金属成为紊流的同时将其浇注到型腔中等，可以进行令人满意的还原铸造。

Claims (10)

1.一种还原铸造方法，包括以下步骤：

将熔融金属浇注到铸模的型腔中；

通过使熔融金属和还原性化合物在铸模的型腔中彼此接触而还原熔融金属表面上形成的氧化膜；以及

固化型腔中的熔融金属，

其中，在浇注步骤中，在使熔融金属于型腔中形成紊流的同时将熔融金属浇注到型腔中。

2.如权利要求1所述的还原铸造方法，其特征在于，熔融铝或熔融的铝合金被用作熔融金属，而通过将镁的气体和氮气引入型腔中并允许镁的气体和氮气在型腔内彼此反应而获得的镁-氮化合物被用作还原化合物。

3.一种还原铸造方法，包括以下步骤：

制备包括型腔和布置在型腔上游侧的至少一个浇道的铸模，所述至少一个浇道中的一个布置成垂直向下延伸到冒口部分，所述至少一个浇道的流道直径比冒口部分的流道直径小，使得熔融金属通过浇道被浇注到型腔中时在型腔内形成紊流；以及

将熔融金属浇注到铸模的型腔中；

通过使熔融金属和还原化合物在铸模的型腔中彼此接触还原熔融金属表面上形成的氧化膜；以及

固化型腔中的熔融金属，

其中，在浇注步骤中，被浇注到型腔中的熔融金属的流速通过调节所述至少一个浇道的流道直径进行调节。

4.如权利要求3所述的还原铸造方法，其特征在于，熔融铝或熔融的铝合金被用作熔融金属，而通过将镁的气体和氮气引入型腔中并允许镁的气体和氮气在型腔内彼此反应而获得的镁-氮化合物被用作还原化合物。

5.一种还原铸造装置，用于在通过允许熔融金属和还原化合物彼此接触而还原熔融金属表面上形成的氧化膜的同时进行铸造，该装置包括：

具有用于接收熔融金属的型腔、以及布置在型腔上游侧、用于将熔融金属浇注到型腔中的冒口部分和浇道的铸模，浇道的流道直径小于冒口部分的流道直径，从而熔融金属通过浇道被浇注到型腔中时在型腔内形成紊流，

其中，冒口部分正好布置在型腔的上游，而浇道布置成垂直向下延伸到冒口部分。

6.如权利要求5所述的还原铸造装置，其特征在于，用于存放熔融金属的熔融金属储存池布置在注入口处，该注入口布置在浇道的上游侧，而用于打开/封闭熔融金属储存池与浇道之间的连通的开启/关闭元件布置在其间。

7.如权利要求6所述的还原铸造装置，其特征在于，铸模包括限定型腔和冒口部分的金属模具部分和限定浇道和注入口的陶瓷适配器。

8.如权利要求5所述的还原铸造装置，其特征在于，浇道内壁的表面经受隔热处理或由隔热材料形成，隔热材料是从由陶瓷、氧化铝板以及其他隔热材料构成的组中选取的。

9.一种用于铝还原铸造方法中的铸模，其中铝或其合金的熔融金属被浇注到型腔中，并且铸造是在熔融金属表面上形成的氧化膜通过使镁-氮化合物和熔融金属在型腔中彼此接触而被还原的同时进行的，镁-氮化合物是通过使镁的气体和氮气彼此反应而产生的，

其中，第一浇道布置成垂直向下延伸到正好位于型腔上游的冒口部分，第一浇道的流道直径小于冒口部分的流道直径，从而熔融金属通过浇道被浇注到型腔中时在型腔内形成紊流。

10.如权利要求9所述的铸模，其特征在于，用于将熔融金属浇注到型腔中的第二浇道在型腔的上游侧直接与型腔相连。

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