專利名稱：一種立體工藝字及工藝品澆鑄成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬鑄造成型工藝方法，具體涉及一種立體工藝字及工藝品澆鑄成型方法，屬于金屬鑄造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，金屬物品通常采用鑄造成型方法而為。良好的鑄造方法和工藝對于保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約成本、提高效率和保持產(chǎn)品的一致性，具有重要的意義。傳統(tǒng)的鑄造方法通常包括以下工藝1、根據(jù)產(chǎn)品的形狀和特點制作模型；2、將模型印制在模具中，一般需要制成上、下模或陰、陽模；3、將熔融后的金屬液如鋼水、鋁水等通過模具上的澆鑄口注入模具的型腔中；4、待金屬液冷卻固化成型后，開模(打開上、下?；蜿?、陽模)取出鑄件。這種方法尤其適用于鑄造機器零部件，而且直接鑄造出來的產(chǎn)品一般較粗糙，根據(jù)需要得進行精加工。對于立體工藝字及工藝品的鑄造采用這種方法，不但模具加工復雜、耗費材料，而且開模過程要求高、時間長，費時費力，明顯存在成本高的問題；而且對于鑄造的立體工藝字及工藝品本身來說產(chǎn)品的硬度和厚度并無特殊要求，只對產(chǎn)品的光潔度有要求，所以對金屬金象組織要求并不高，如果采用傳統(tǒng)鑄造方法實不可取。所以金屬立體工藝字及工藝品還采用金屬板材進行手工敲打制作而成，但這種方法明顯存在工作效率低，而且外形不規(guī)范、難以對藝術(shù)家的作品保持原樣，不能保真等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
針對立體工藝字及工藝品的鑄造的特殊要求，本發(fā)明的目的是提供一種鑄造工藝簡單、降低鑄造成本的新型鑄造方法，該方法特別適合于殼形鑄件且對其內(nèi)表面無要求的立體工藝字及工藝品的鑄造。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種立體工藝字及工藝品澆鑄成型方法，包括下述步驟將高溫熔融的金屬液注入模具的型腔中，然后快速將未凝固的金屬液倒出，根據(jù)模具和金屬液的溫差，以及在模具中的金屬液冷卻過程在模具上凝固形成立體工藝字及工藝品。
具體工藝為根據(jù)立體工藝字的形狀和特點制作模型；在金屬模具箱體的模砂中印制模型形狀，然后取出模型；將印制模型形狀的模具及模砂送入烤室成型并預熱；將熔爐中熔融的高溫金屬液注入模具的型腔中，然后立即將金屬液倒回熔爐中，冷卻成型；開模取出鑄件，根據(jù)需要切邊、打磨。
所述模型為可拆取的石膏、玻璃鋼模型或為可熔化的蠟制模型。
采用本發(fā)明的鑄造方法來鑄造殼形或空心立體工藝字及工藝品鑄件時，由于只考慮鑄件外表面有形狀光度的要求，并不考慮鑄件的內(nèi)部要求，所以可以選擇金象組織要求并不高的各種回收廢棄金屬進行熔融，通過控制模具溫度和熔融金屬的溫度，掌握固化成型時間即可形成殼體狀的立體工藝字及工藝品鑄件。本鑄造方法還具有模具制造簡單、生產(chǎn)效率高的特點。采用本發(fā)明方法可以一次完成整個作品的澆鑄；也可制作多個零部件，然后進行整體組裝形成一個完整的字牌或相關(guān)產(chǎn)品。


圖1是本發(fā)明工藝流程圖。
圖2是本發(fā)明一具體實施方式
結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖2中鑄鐵箱1的俯視圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發(fā)明的工藝流程如下1、根據(jù)立體工藝字的形狀和特點制作模型；2、在金屬模具箱體的模砂中印制模型形狀；3、取出模型；4、定型、預熱模砂將印制模型形狀的模具及模砂送入烤室定型并預熱；5、將熔融的高溫金屬液注入(滿)模具的型腔中；6、快速(控制在1分鐘之內(nèi)，最好在20～40秒鐘內(nèi))將金屬液倒回熔爐中；7、冷卻成型；8、開模取出鑄件，根據(jù)需要切邊、打磨。
下面以兩個實施例來具體說明本鑄造方法的應用。
實施例1在平面上鑄造凹凸形立體字或圖案。
具體工藝流程如下根據(jù)凹凸形立體字或圖案的形狀和特點用石膏或玻璃鋼制作模型；參見圖3，鑄鐵箱體1為矩形箱體由耐熱材料制成，箱體1的側(cè)壁上設有提把9和提把10。在鑄鐵箱體1的模具中置入模型2、墊塊3后，填實模砂4，然后依次取出墊塊3、模型2，將模型顯現(xiàn)面印制在模具的模砂中。參見圖2，將裝有定型模砂的鑄鐵箱體1由行車送入烤室加熱至300℃至500℃，一方面讓模砂定型，同時也使其預熱，以防止模砂硬度不夠發(fā)生變形和箱體突然受高溫產(chǎn)生爆裂；4、將熔爐5內(nèi)高溫熔融的金屬液注入鑄鐵箱體1的型腔中；然后用提升機6將鑄鐵箱體1提升至高于熔爐5的位置，立即(20秒鐘以內(nèi))啟動提升機7使鑄鐵箱體1傾斜將其內(nèi)的金屬熔液倒回熔爐5中；留于模具的模砂型腔的凝固殼體即為所需立體工藝字及圖案。附圖中省略加熱烤室等其他部件，其中8是行車軌道，用于控制提升機的來回運動；軌道8上可以有多組提升系統(tǒng)以形成流水作業(yè)；另外還省略熔爐5的提升機構(gòu)等。
當把熔融金屬倒入模具模砂的型腔里，由于模具的溫度低，金屬液的溫度高，熔融金屬冷卻的過程中會在模具上固化形成一層殼體，然后將型腔內(nèi)的熔融金屬再倒回熔爐內(nèi)。通過控制模具溫度和熔融金屬的溫度配合，就可以掌握固化形成殼體的厚度，模具和金屬液溫度越低、厚度越厚；反之越薄。但有一個基本要求，金屬能流動，即溫度不能太低。
這樣做出的凹凸形立體字或圖案形狀與模具完全一樣，不但能保持作品原樣、有立體感、表面光潔，而且節(jié)省材料、省工省時，具有成本低、效果好等優(yōu)點。
實施例2，以鑄造城市人物雕塑為例，該人物雕塑為空心殼體結(jié)構(gòu)，可以分成若干部件；殼體厚度為3mm，外表面形狀及光潔度有要求，內(nèi)表面因看不見無任何特殊要求。其鑄造方法為A、在模具中制造模型。把人物雕塑的蠟模放入預先準備好的鑄鐵箱內(nèi)，在蠟模的底部和四邊加入模砂并打緊；待模砂打緊成型后，將蠟模熔化倒出蠟液，完成模型工作。蠟模熔化有兩種方式，一種是對鑄鐵箱加溫，通過熱傳遞使其熔化，另一種方式是將鐵棒燒得通紅，然后直接將鐵棒伸入模型中使其在高溫下融化。
B、將成型的模具送入在300-500℃溫度條件下，加熱烘干2小時，保持這種溫度狀態(tài)留待下一步用；C、把金屬原料如不銹鋼等置于熔爐內(nèi)高溫熔化，使其處于熔融狀態(tài)，該狀態(tài)應能滿足澆鑄所需；D、將熔融金屬通過熔爐的出料口倒入模具型腔內(nèi)，倒?jié)M為止；E、將鑄鐵箱提升一定高度或?qū)⑷蹱t下降一定高度，使兩者有一高度差，正好能將模具型腔內(nèi)的鋼水回倒入熔爐。在回倒的過程中，因模具溫度和金屬液溫度適宜，與模具接觸的那層金屬液在溫度下降的過程中固化收縮，因而不會倒回電爐內(nèi)，其結(jié)果是在模具型腔內(nèi)形成了所需的3.0mm左右的殼形鑄件，其誤差允許為±0.8mm。
F、分模取件。將殼形鑄件從模具中分開，取出成型鑄件，根據(jù)需要進行切邊，打磨或進一步的精加工處理。
上述第B步和第C步可以同時進行，也可以先進行第C步，即B、C步交換秩序，當然，這得根據(jù)統(tǒng)籌原理，實現(xiàn)時間最優(yōu)化為原則。
在第F步中，模具溫度和金屬液溫度可以通過時間來控制。型腔澆鑄完成后，模具和金屬液的溫度是可測的，經(jīng)過一個確切的時間后，其變化后的溫度仍為一個可測的確切值。掌握這一點后，只要對模具溫度和金屬液溫度變化到使金屬液在模具上形成符合要求的殼體這一過程的時間確定，反過來，經(jīng)過該確定的時間將鋼水回倒入熔爐，就必然會在模具上得到所需的殼形鑄件。其原因就在于，金屬液在溫度降低到一定程度時會固化收縮，而與型腔結(jié)合的金屬液溫度比中間部分降得多，這就存在一個比較短暫的時可段，在該時間段內(nèi)，當與模具接觸的一層已經(jīng)固化形成殼體時，中間金屬液卻還可以流動而倒出，倒出的結(jié)果就是，在模具上得到一層殼體鑄件。只要掌握好模具溫度和金屬液的溫度，就會在模具上得到所需厚度的殼形鑄件。
實施例2與實施例1的鑄造原理相同，即與型腔結(jié)合的金屬液溫度比中間部分低，其固化有先后之分，越是外側(cè)的越易固化，存在時間差，同時它們均利用了該類鑄件有一面無要求的特點。兩個實施例的差別只在于模具的成型過程不一樣，其余的均相同。
本發(fā)明方法中，其中制模、印模、成型及清理均為成熟技術(shù)，按常規(guī)操作方法即可。所采用的設備也可多種多樣，如提升機的選用、鑄鐵箱模具的結(jié)構(gòu)、熔爐的結(jié)構(gòu)等只是實現(xiàn)本發(fā)明的工具，其工藝條件要求所述領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以從本說明書中獲知，本發(fā)明的創(chuàng)新點不但是原理，更在于具體的方法即將高溫熔融的金屬液注滿模具的型腔中，然后快速將金屬液倒出，根據(jù)模具和金屬液的溫差，以及在模具中的金屬液冷卻過程會在模具上固化形成殼體狀，達到本發(fā)明成型的目的；而且，通過控制模具溫度和熔融金屬的溫度，可以掌握固化形成殼體的厚度。
權(quán)利要求
1.一種立體工藝字及工藝品澆鑄成型方法，其特征在于包括下述步驟將高溫熔融的金屬液注入模具的型腔中，然后快速將未凝固的金屬液倒出，根據(jù)模具和金屬液的溫差，以及在模具中的金屬液冷卻過程在模具上固化形成殼體狀立體工藝字及工藝品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的澆鑄成型方法，其特征在于具體步驟包括如下A、根據(jù)立體工藝字的形狀和特點制作模型；B、在金屬模具箱體的模砂中印制模型形狀，并取出模型；C、將印制模型形狀的模具及模砂送入烤室定型和預熱；D、將熔融的高溫金屬液注滿模具的型腔中，然后快速將金屬液倒出絕大部分，冷卻成型；E、開模取出鑄件，根據(jù)需要切邊、打磨。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的澆鑄成型方法，其特征在于，所述模型為可拆分的石膏或玻璃鋼模。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的澆鑄成型方法，其特征在于，所述模型為可熔化的蠟制模。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的澆鑄成型方法，其特征在于所述快速為1分鐘之內(nèi)，最好為20～40秒鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開一種立體工藝字及工藝品澆鑄成型方法，包括如下步驟將高溫熔融的金屬液注入模具的型腔中，然后快速將未凝固的金屬液倒出，根據(jù)模具和金屬液的溫差，以及在模具中的金屬液冷卻過程在模具上凝固形成殼體狀立體工藝字及工藝品。本發(fā)明的鑄造方法可以選擇金象組織要求并不高的各種回收廢棄金屬進行熔融，通過控制模具溫度和熔融金屬的溫度，掌握固化成型時間即可形成殼體狀的立體工藝字及工藝品鑄件。還具有模具制造簡單、生產(chǎn)效率高的特點。
文檔編號B44C3/06GK1706667SQ20051005709
公開日2005年12月14日 申請日期2005年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月31日
發(fā)明者舒宏璋, 舒文峰 申請人:舒宏璋