CN101658915A - 真空差压铸造的分级变压充型和凝固工艺 - Google Patents

真空差压铸造的分级变压充型和凝固工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN101658915A
CN101658915A CN200910186024A CN200910186024A CN101658915A CN 101658915 A CN101658915 A CN 101658915A CN 200910186024 A CN200910186024 A CN 200910186024A CN 200910186024 A CN200910186024 A CN 200910186024A CN 101658915 A CN101658915 A CN 101658915A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pressure
filling
type
casting
vacuum differential
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN200910186024A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101658915B (zh
Inventor
余欢
俞子荣
严青松
徐志锋
蔡长春
郑玉惠
熊博文
吴开志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanchang Hangkong University
Original Assignee
Nanchang Hangkong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanchang Hangkong University filed Critical Nanchang Hangkong University
Priority to CN200910186024XA priority Critical patent/CN101658915B/zh
Publication of CN101658915A publication Critical patent/CN101658915A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101658915B publication Critical patent/CN101658915B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Casting Devices For Molds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种真空差压铸造的分级变压充型和凝固工艺，它是在真空差压铸造的充型阶段，采用分级变压充型工艺，适时改变充型压差，在满足完整充型的基础上，一方面有利于型腔内气体的排除；另一方面，也可有效避免金属液的喷射和飞溅，减少了充型过程液态金属的紊流和卷入气体；从而达到铸件无缺陷逐层平稳充型，实现成形精确控制，保证了铸件的成形质量。在真空差压铸造的升压、保压凝固阶段，根据铸件凝固初、中及后期的情况变化而适时改变凝固压力，一方面，可避免凝固压力过大导致的铸型变形甚至破损，另一方面，也可避免压力过小或加压不及时而导致的缩孔或缩松缺陷，形成致密组织，保证铸件的冶金质量。

Description

真空差压铸造的分级变压充型和凝固工艺
技术领域
本发明涉及特种铸造领域，尤其是涉及一种对大型复杂铸件的真空差压铸造的分级变压充型和凝固工艺。
背景技术
近年来，大型铝镁合金复杂铸件在航空、航天及武器装备领域中的应用越来越多，对铸件的要求也越来越高。其主要发展趋势是：铸件尺寸大、精度要求高、壁薄、结构复杂、冶金质量和力学性能要求高。如：导弹舱体、导弹油箱、导弹发射架、导弹发射转台、运载火箭发动机涡轮壳体、军用飞机匣体、框体、壁板及进气道、鱼雷壳体及坦克负重轮等都是要求很高的复杂构件。这些构件采用铸造成形，可实现复杂结构的整体成形，且流程短、生产周期短、效率高。同时，将多个构件组合为一个铸件铸造成形，可以减少复杂结构中焊接、铆接、机械连接等薄弱环节，提高复杂结构整体的性能，实现构件的轻量化。真空差压铸造对大型复杂铸件的整体成形以及冶金质量和力学性能的控制具有得天独厚的优势，其成形过程可实现程序控制，具有自上而下的自然顺序凝固特征，是生产大型复杂优质铸件的理想方法，在航空、航天及武器装备领域有着特殊的地位。
真空差压铸造工艺是由抽真空、充型、升压、保压和卸压5个阶段组成。但目前在真空差压铸造的实际生产中，充型或升压、保压的凝固阶段的压差均固定不变，不利于铸件的平稳充型和影响其及时有效补缩，尤其在应用于大型、壁厚差大的复杂铸件时易出现成型困难和冶金质量问题，即，当铸件截面积发生较大变化时，特别是充型过程中铸件型腔由大截面积向小截面积(如：垂直薄壁)变化时，若仍采用同一压力驱动充型，不利于铸件的平稳充型。同时，在铸件的凝固过程中，凝固初期的补缩通道和有效补缩范围与凝固中后期的情况会发生很大变化，随着铸件不断凝固，补缩能力会逐渐下降，补缩范围随之逐渐缩小。如果铸件凝固阶段采用恒定压力，当压力值选取过大时会造成铸型变形甚至破损，而压力值选取过小会影响有效补缩，从而形成缩孔或缩松，影响铸件的成形质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种真空差压铸造的分级变压充型和凝固工艺，它具有型腔内气体排放充分、充型平稳、可增强铸件的及时有效补缩能力、成形质量好，可实现真空差压铸造成形的精确控制的优点。
本发明的目的是这样实现的：
一种真空差压铸造的分级变压充型和凝固工艺，特征是：在真空差压铸造过程中，液态金属的充型和升压、保压的凝固阶段，根据铸件的形状、壁厚、高度及复杂程度的要求，使压差在0.02MPa-0.3MPa之间变化，分别在0.02MPa-0.2MPa压差范围内进行分级变压充型和在0.03MPa-0.3MPa压差范围内进行分级变压凝固，以确保液态金属在真空条件下的平稳充型和铸件凝固时的及时有效补缩。
所述真空差压铸造的分级变压充型工艺为：根据铸件的形状、壁厚、高度及复杂程度的特点，随充型进程，改变充型压差的大小，真空差压铸造充型阶段其压力变化过程为：先缓慢施加0.02MPa-0.03MPa压差，保压1-10秒，再迅速升压至0.05MPa以上，保压1-10秒，完成变压充型工艺过程；
或，压差先升到0.05MPa-0.08MPa后，保持1-10秒后，再降低压差至0.02MPa-0.03MPa，保持1-10秒后，完成变压充型工艺过程；
或，一直连续施压，直至压差升至0.03MPa-0.08MPa，完成变压充型工艺过程。
所述真空差压铸造的分级变压凝固工艺为：根据铸件的尺寸、形状、壁厚的特点，随铸件凝固补缩进程，改变凝固压差的大小，真空差压铸造凝固阶段其压力变化过程为：上罐压力不变，下罐压力逐渐升高，使压差缓慢上升，直至铸件完全凝固；
或，上罐、下罐的压力均逐渐上升，但上罐加压速率慢，下罐加压速率快，导致其压差逐渐上升，直至铸件完全凝固；
或，上罐、下罐的压力固定不变，并保持压差50-500秒后，上罐压力不变，提高下罐压力，增加压差，继续保压50-500秒，直至铸件完全凝固。
本发明是在真空差压铸造的充型阶段，采用分级变压充型工艺，适时改变充型压差，在满足完整充型的基础上，一方面有利于型腔内气体的排除；另一方面，也可有效避免金属液的喷射和飞溅，减少了充型过程液态金属的紊流和卷入气体；从而达到铸件无缺陷逐层平稳充型，实现成形精确控制，保证了铸件的成形质量。
在真空差压铸造的升压、保压凝固阶段，根据铸件凝固初、中及后期的情况变化而适时改变凝固压力，一方面，可避免凝固压力过大导致的铸型变形甚至破损，另一方面，也可避免压力过小或加压不及时而导致的缩孔或缩松缺陷，形成致密组织，保证铸件的冶金质量。
因此，本发明具有如下有益效果：
1、型腔内气体排放充分，可实现结构更复杂、壁厚差大的铸件逐层平稳充型，成形质量好；
2、增强铸件的及时有效补缩能力，可获得组织更致密的铸件；
3、增强系统反应的快速性、及时性，适应性强，实现真空差压铸造成形的精确控制。
附图说明
图1为真空差压铸造的分级变压充型和凝固的典型工艺曲线图；
图2为真空差压铸造的分级变压充型的典型工艺曲线示意图，其中a为先缓慢施加0.02MPa-0.03MPa压差，升压到0.05MPa-0.08MPa后，保持3-10秒后，再降低压差至0.02MPa-0.03MPa，完成变压充型工艺过程；b为先升压到0.05MPa-0.08MPa后，保持1-5秒后，再降低压差至0.02MPa-0.03MPa，保持1-5秒后，完成变压充型工艺过程；c为一直连续施压，直至升压至0.03MPa-0.08MPa，完成变压充型工艺过程。
图3为真空差压铸造的分级变压凝固的典型工艺曲线示意图，其中a为上罐、下罐的压力固定不变，并保持压差50-500秒后，上罐压力不变，提高下罐压力，增加压差，继续保压50-500秒，直至铸件完全凝固；b为上罐压力不变，下罐压力逐渐升高，使压差缓慢上升，直至铸件完全凝固；c为上罐、下罐的压力均逐渐上升，同时压差也逐渐上升，直至铸件完全凝固。
图4为某型号壳体的铝合金铸件的立体示意图。
图5为壳体铝合金铸件的真空差压铸造的分级变压充型和凝固工艺曲线。
具体实施方式
下面对照附图对本发明作进一步详细说明。
实施例：
图4为铝合金铸件的立体示意图，其外形尺寸为
Figure A20091018602400051
最薄的壁厚为2mm，最大的壁厚差达到了8mm。图5为铝合金铸件的真空差压铸造的分级变压充型和凝固工艺曲线图。
在真空差压铸造过程中，先对上罐、下罐同时抽真空，待真空度达到0.01MPa后，停止抽真空；所述真空差压铸造的分级变压充型工艺为：真空差压铸造充型阶段，其上罐、下罐压力变化过程为压差先升到0.05MPa后，保持2秒，再降低压差至0.03MPa，保持2秒，完成变压充型工艺过程；在升压阶段，保持上罐、下罐压差为0.05MPa，上罐压力迅速升至0.28MPa，所述真空差压铸造的分级变压凝固工艺为：真空差压铸造保压阶段其压力变化是先维持上罐、下罐的压差0.05MPa不变，保压150秒，再提高上罐、下罐的压差至0.07MPa，继续保压250秒，直至铸件完全凝固；最后，卸压，完成该壳体铸件的真空差压铸造生产。

Claims (7)

1、一种真空差压铸造的分级变压充型和凝固工艺，其特征在于：在真空差压铸造过程中，液态金属的充型和升压、保压的凝固阶段，根据铸件的形状、壁厚、高度及复杂程度的要求，使压差在0.02MPa-0.3MPa之间变化，分别在0.02MPa-0.2MPa压差范围内进行分级变压充型和在0.03MPa-0.3MPa压差范围内进行分级变压力凝固，以确保液态金属在真空条件下的平稳充型和铸件凝固时的有效补缩。
2、如权利要求1所述的真空差压铸造的分级变压充型和凝固工艺，其特征在于：所述真空差压铸造的分级变压充型工艺为：根据铸件的形状、壁厚、高度及复杂程度的特点，随充型进程，改变充型压差的大小，真空差压铸造充型阶段其压力变化过程为：先缓慢施加0.02MPa-0.03MPa压差，保压1-10秒，再迅速升压至在0.05MPa以上，保压1-10秒，完成分级变压充型工艺过程。
3、如权利要求1所述的真空差压铸造的分级变压充型和凝固工艺，其特征在于：所述真空差压铸造的分级变压充型工艺为：根据铸件的尺寸、形状、壁厚的特点，随充型进程，改变充型压差的大小，真空差压铸造充型阶段其压力变化过程为：压差先升压到0.05MPa-0.08MPa后，保持1-10秒后，再降低压差至0.02MPa-0.03MPa，保持1-10秒后，完成分级变压充型工艺过程。
4、如权利要求1所述的真空差压铸造的分级变压充型和凝固工艺，其特征在于：所述真空差压铸造的分级变压充型工艺为：根据铸件的尺寸、形状、壁厚的特点，随充型进程，改变充型压差的大小，真空差压铸造充型阶段其压力变化过程为：一直连续施压，直至压差升至0.05MPa-0.08MPa，完成分级变压充型工艺过程。
5、如权利要求1所述的真空差压铸造的分级变压充型和凝固工艺，其特征在于：所述真空差压铸造的分级变压凝固工艺为：根据铸件的尺寸、形状、壁厚的特点，随充型进程，改变充型压差的大小，真空差压铸造充型阶段其压力变化过程为：上罐压力不变，下罐压力逐渐升高，使压差缓慢上升，直至铸件完全凝固。
6、如权利要求1所述的真空差压铸造的分级变压充型和凝固工艺，其特征在于：所述真空差压铸造的分级变压凝固工艺为：根据铸件的尺寸、形状、壁厚的特点，随充型进程，改变充型压差的大小，真空差压铸造充型阶段其压力变化过程为：上罐、下罐的压力均逐渐上升，但上罐加压速率慢，下罐加压速率快，导致其压差逐渐上升，直至铸件完全凝固。
7、如权利要求1所述的真空差压铸造的分级变压充型和凝固工艺，其特征在于：所述真空差压铸造的分级变压凝固工艺为：根据铸件的尺寸、形状、壁厚的特点，随充型进程，改变充型压差的大小，真空差压铸造充型阶段其压力变化过程为：上罐、下罐的压力固定不变，并保持压差50-500秒后，上罐压力不变，提高下罐压力，增加压差，继续保压50-500秒，直至铸件完全凝固。
CN200910186024XA 2009-09-11 2009-09-11 真空差压铸造的分级变压充型和凝固工艺 Expired - Fee Related CN101658915B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910186024XA CN101658915B (zh) 2009-09-11 2009-09-11 真空差压铸造的分级变压充型和凝固工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910186024XA CN101658915B (zh) 2009-09-11 2009-09-11 真空差压铸造的分级变压充型和凝固工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101658915A true CN101658915A (zh) 2010-03-03
CN101658915B CN101658915B (zh) 2012-07-11

Family

ID=41787286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200910186024XA Expired - Fee Related CN101658915B (zh) 2009-09-11 2009-09-11 真空差压铸造的分级变压充型和凝固工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101658915B (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105344974A (zh) * 2015-12-15 2016-02-24 哈尔滨工业大学 一种低压铸造过程中施加波动压力的方法
CN105598418A (zh) * 2016-03-08 2016-05-25 北京航空航天大学 一种铝合金汽车底盘铸件金属型低压铸造成型用保压后快速增压方法
CN105618710A (zh) * 2016-03-08 2016-06-01 北京航空航天大学 一种铝合金车轮金属型低压铸造成型用保压后快速增压方法
CN107377926A (zh) * 2017-08-30 2017-11-24 鞍山海望真空系统有限公司 压铸真空排气阻滞装置
CN107486551A (zh) * 2017-08-29 2017-12-19 中国兵器工业第五九研究所 一种铝合金薄壁舱体铸件的铸造工艺及凝固组织调控方法
CN109128097A (zh) * 2018-10-17 2019-01-04 南昌航空大学 一种真空差压铸造分级加压凝固开始加压熔体温度方法
CN109128096A (zh) * 2018-10-08 2019-01-04 南昌航空大学 基于真空差压铸造分级加压充型的充型压差确定方法
CN110181024A (zh) * 2019-07-09 2019-08-30 佛山市南海奔达模具有限公司 轮毂低压铸造工艺
CN110421146A (zh) * 2019-08-28 2019-11-08 贵州航天风华精密设备有限公司 一种铝合金薄壁舱体铸件的铸造方法
CN110899665A (zh) * 2019-12-30 2020-03-24 重庆长安汽车股份有限公司 一种适用于多层复杂结构铸件的低压铸造方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110026541B (zh) * 2019-04-15 2021-08-17 中国兵器工业第五九研究所 超薄壁高气密性铝合金件真空熔炼、变压力凝固成型方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2791529B2 (ja) * 1992-03-26 1998-08-27 日立金属株式会社 差圧鋳造方法及び差圧鋳造装置
CN1295046C (zh) * 2004-09-29 2007-01-17 北京交通大学 一种调压铸造方法及调压铸造用坩埚
CN100391655C (zh) * 2005-09-22 2008-06-04 上海交通大学 原位铝基复合材料的差压铸造制备方法

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105344974A (zh) * 2015-12-15 2016-02-24 哈尔滨工业大学 一种低压铸造过程中施加波动压力的方法
CN105598418A (zh) * 2016-03-08 2016-05-25 北京航空航天大学 一种铝合金汽车底盘铸件金属型低压铸造成型用保压后快速增压方法
CN105618710A (zh) * 2016-03-08 2016-06-01 北京航空航天大学 一种铝合金车轮金属型低压铸造成型用保压后快速增压方法
CN107486551A (zh) * 2017-08-29 2017-12-19 中国兵器工业第五九研究所 一种铝合金薄壁舱体铸件的铸造工艺及凝固组织调控方法
CN107377926A (zh) * 2017-08-30 2017-11-24 鞍山海望真空系统有限公司 压铸真空排气阻滞装置
CN109128096A (zh) * 2018-10-08 2019-01-04 南昌航空大学 基于真空差压铸造分级加压充型的充型压差确定方法
CN109128097A (zh) * 2018-10-17 2019-01-04 南昌航空大学 一种真空差压铸造分级加压凝固开始加压熔体温度方法
CN110181024A (zh) * 2019-07-09 2019-08-30 佛山市南海奔达模具有限公司 轮毂低压铸造工艺
CN110421146A (zh) * 2019-08-28 2019-11-08 贵州航天风华精密设备有限公司 一种铝合金薄壁舱体铸件的铸造方法
CN110899665A (zh) * 2019-12-30 2020-03-24 重庆长安汽车股份有限公司 一种适用于多层复杂结构铸件的低压铸造方法
CN110899665B (zh) * 2019-12-30 2021-04-06 重庆长安汽车股份有限公司 一种适用于多层复杂结构铸件的低压铸造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101658915B (zh) 2012-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101658915B (zh) 真空差压铸造的分级变压充型和凝固工艺
CN102941333B (zh) V法、低压生产超高压开关承压铝合金罐体的方法
CN103990775A (zh) 金属挤压铸锻成形方法及其制品
CN105598418B (zh) 一种铝合金汽车底盘铸件金属型低压铸造成型用保压后快速增压方法
CN103071777B (zh) 一种基于超声振动的真空差压铸造成形方法
CN104907523A (zh) 排气型芯结构以及真空压铸系统
CN105642866B (zh) 一种铝合金车轮金属型低压铸造成型用结晶增压方法
CN105583395B (zh) 一种铝合金汽车底盘铸件金属型低压铸造成型用结晶增压方法
CN101708544B (zh) 柴油机燃油共轨喷射泵泵体低压铸造成型工艺
CN108543932A (zh) 一种铝合金铸件的铸造方法
CN204524225U (zh) 排气型芯结构以及真空压铸系统
CN109434077A (zh) 一种基于电磁场的真空铸造成形装置及气路系统
CN102632219A (zh) 一种汽油机铝活塞铸造方法
CN209077751U (zh) 一种过余补偿型局部加压的压铸模具
CN105344974A (zh) 一种低压铸造过程中施加波动压力的方法
CN201127988Y (zh) 一种可将低压铸造机改进成高压铸造机的高压铸造模
CN105828974A (zh) 用于制造铸造型芯的方法以及铸造型芯
CN103658541B (zh) 船用柴油机机身铸件冒口的设置方法
CN105290377B (zh) 一种大型真空增压铸造设备气控装置及控制方法
CN202683963U (zh) 飞机用压气机涡轮涡壳的铸造铸型
CN214977677U (zh) 一种综合负压和低压铸造工艺的铸造机
CN105834401B (zh) 增压器叶轮一管多模真空调压铸造新方法和专用装置
CN102380608A (zh) 一种铝合金铸造方法
CN1280893A (zh) 挤压冒口补缩的铸造方法
CN208712835U (zh) 一种负压补缩结构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120711

Termination date: 20200911

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee