CN101844220A

CN101844220A - 真空负压消失模的吸注方法及装置

Info

Publication number: CN101844220A
Application number: CN 201010186667
Authority: CN
Inventors: 曹博海
Original assignee: CHANGZHOU BOHAI CAST AND FORGE PRODUCTS MANUFACTURING Co Ltd
Current assignee: CHANGZHOU BOHAI CAST AND FORGE PRODUCTS MANUFACTURING Co Ltd
Priority date: 2010-05-28
Filing date: 2010-05-28
Publication date: 2010-09-29

Abstract

本发明公开了一种真空负压消失模的吸注方法，在向盛有金属溶液的容器中加入精炼物质，一个精炼装置从容器的口部罩住精炼物质后向容器的底部移动，精炼装置对容器中的金属溶液进行旋转搅拌，通过精炼物质除去金属溶液中所含的气体以及打散金属溶液被氧化形成的晶粒；开启控制装置以及负压装置，负压装置产生的负压为0.5-0.6MPa，容器内的金属溶液以3kg/s-5kg/s的流速通过控制装置导入到浇道系统中，浇道系统及铸件模样受金属溶液热量汽化形成型腔，金属溶液充满型腔冷却后形成铸件。采用本发明的方法能够以稳定的吸注速度进行吸注，并且在吸注过程中可以避免金属溶液与空气进行接触，提高铸件的品质质量。

Description

真空负压消失模的吸注方法及装置

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，具体涉及一种真空负压消失模的吸注方法及装置。

背景技术

消失模铸造是一种新型铸造方法，它以铸件的尺寸精度高、表面光洁、少污染掌突出优点，较传统的铸造技术，具有强大的竞争力，被誉为二十一世纪的铸造技术，铸造工业的绿色革命。

现有的吸注方法是将发泡塑料(EPS)制成的铸件模样100(模型)填埋在砂箱101的型砂102中(请参见图1)，将型砂震动并盖上保压膜105，通过空气负压装置106施以负压紧实后，由沙箱上部的浇口杯103浇入金属溶液，容器104内的金属溶液通过浇口杯103流入到浇道系统107中，发泡塑料制成的铸件模样受高温气化消失，凝固冷却后成型为铸件的方法。对于上述消失模的铸造方法，其存在的缺陷有以下几点：

1.金属溶液由浇包倒出注入浇口杯过种中与空气接触造成直接氧化、吸氧氧化且携带空气进入铸件模样汽化形成的型腔，金属溶液冷却成固态过程中形成气孔和氧化夹杂，直接影响铸件的品质质量；

2.吸注速度(流量)不稳定，浇口杯内不易保持工艺要求的溶液容量影响充型速度进而产品的质量受到影响；

3.倾斜浇包溶液流出的初流不易对准浇口杯，在吸注过程中调整浇包的高度角度和位置都会发生溶液外溢飞溅造成浪费和不安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种真空负压消失模的吸注方法，采用本发明的方法能够以稳定的吸注速度进行吸注，并且在吸注过程中可以避免金属溶液与空气进行接触，提高铸件的品质质量。

实现上述发明目的的技术方案如下：

a.在砂箱中设置浇道系统，将发泡塑料(EPS)制成的铸件模样与浇道系统进行连接后，往砂箱中填埋型砂并将型砂震动和施以负压进行紧实，将保压膜覆盖在紧实后的型砂上表面；

b.在浇道系统的负压端口连接负压装置，浇道系统的吸注口连接控制金属溶液流入浇道系统中的控制装置，启动负压装置工作使砂箱内形成真空；

c.在精炼装置中加入精炼物质，精炼装置从容器的口部向容器的底部移动，通过金属溶液使精炼物质汽化产生汽化物，并通过精炼装置对容器中的金属溶液进行旋转搅拌，使汽化物与金属溶液充分地进行混合，由汽化物除去金属溶液中所含的气体以及打散金属溶液被氧化形成的晶粒；

d.将控制装置与存放有进行精炼后的金属溶液的容器进行连接，开启控制装置以及负压装置，负压装置产生的负压为0.5-0.6MPa，容器内的金属溶液以3kg/s-5kg/s的流速通过控制装置导入到浇道系统中，浇道系统及铸件模样受金属溶液热量汽化形成型腔，金属溶液充满型腔冷却后形成铸件。

采用了上述方案，金属溶液经过精炼物质进行精炼后，有利于提高产品的质量，通过将控制装置插入到容器中，以负压的方式将金属溶液吸入到浇道系统中，采用这样的方式可以完全地避免金属溶液与空气进行接触，防止金属溶液吸氧被氧化，因而在冷却成固态过程中不会形成气孔，使得铸件的品质质量得以提高；而且在吸注过程中，采用本发明的发明是以稳定的吸注速度进行吸注，因此，金属溶液的充型速度也是稳定的。经生产验证，本发明的铸件的成品率为90％。另外，由于金属溶液直接被负压吸走，完全避免了在吸注过程中调整浇包的高度角度和位置发生的溶液外溢飞溅造成浪费和不安全隐患。

本发明的另一目的是提供一种真空负压消失模的吸注装置，其能够使金属溶液以稳定的吸注速度进行吸注，并且在吸注过程中可以避免金属溶液与空气进行接触，从页提高铸件的品质质量。

实现上述发明目的的技术方案如下：

真空负压消失模的吸注装置，砂箱中设有铸件模样与浇道系统，铸件模样与浇道系统的周围覆盖有型砂层，在型砂层的上表面上覆盖有保压膜，浇道系统的负压端连接空气负压装置，浇道系统的吸注口连接控制金属溶液流入浇道系统中的控制装置。

采用上述方案的优点在于：金属溶液依靠负压吸引力和金属溶液自身重力流动安全可靠，利于提高经济效益；弯管短小易于固定和去除，从而减少工作量提高经济效益；避免金属溶液与空气进行接触，并能以稳定的吸注速度进行吸注，能够提高产品的成品率。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为现有现失模铸造装置的结构示意图；

图2为本发明的真空负压消失模的吸注装置的结构示意图；

图3为精练装置的结构示意图；

附图中，1为砂箱，2为铸件模样，3为浇道系统，4为型砂层，5为保压膜，6为空气负压装置，7为弯管，80为管体，81为阀芯，9为容器，10为熔剂钟罩，11为旋转叶轮，12为转动轴，13为驱动电机，14为透气孔。

具体实施方式

参照图2和图3，用于本发明的吸注方法的真空负压消失模的吸注装置，在砂箱1中设有铸件模样2与浇道系统3，铸件模样2与浇道系统3均采用发泡塑料(EPS)制造而成。在铸件模样2与浇道系统3的周围覆盖有型砂层4，通过型砂层4使铸件模样2与浇道系统3定位在砂箱中。在型砂层4的上表面上覆盖有保压膜5，通过保压膜5可以使砂箱内与大气进行气体交换，确保在吸注过程中砂箱中形成真空。浇道系统的负压端连接空气负压装置6，该空气负压装置6在工作时产生负压作用力，使砂箱内形成真空状态。浇道系统3的吸注口连接控制金属溶液流入浇道系统中的控制装置。控制装置包括弯管7，以及启闭阀。弯管7的一端连接浇道系统3，弯管7用于直接伸入到盛装金属溶液的容器9中。弯管7的另一端连接启闭阀，启闭阀连接于弯管的管口，或者启闭阀连接于弯管的管身。启闭阀由管体80和插接在该管体中的阀芯81组成，弯管7与管体连通，而阀芯插入到管体80中后，将弯管7封闭，只要通过手动方式打开阀芯81，在负压作用力下，即可将装在容器中的金属溶液吸入到浇道3系统中。砂箱上方设置有一个精炼装置，该精炼装置主要用于对装有容器中的金属溶液进行练制，除去金属溶液中所含的气体，以及将被氧化的金属溶液所形成的晶粒打散，提高铸造得到的产品质量。精炼装置包括熔剂钟罩10、旋转叶轮11、转动轴12以及驱动电机13，所述熔剂钟罩上设有透气孔14，熔剂钟罩连接于转动轴12的下端，熔剂钟罩10的上部设有轴承，转动轴12的下端与轴承连接，这样，转动轴在转动过程中，熔剂钟罩并不会随之转动。旋转叶轮11连接在转动轴12的轴身上，转动轴12上端与电机的输出轴连接。

精炼装置不限于上述结构，其还可由熔剂钟罩、转动轴以及驱动电机组成，在熔剂钟罩上设有透气孔，熔剂钟罩上还设有叶轮，叶轮在熔剂钟罩的内表面，熔剂钟罩在转动过程中，通过叶轮对金属溶液进行搅拌，而熔剂钟罩是在将金属溶液罩住的情况下进行搅拌的，因此可以防止液体飞溅，熔剂钟罩连接于转动轴的下端，转动轴转动时带动熔剂钟罩转动，通过熔剂钟罩带动叶轮转动。转动轴上端与电机的输出轴连接。

本发明以铝溶液为例进行说明，采用以上装置实施真空负压消失模的吸注方法为：

步骤1：在砂箱1中设置浇道系统3，将发泡塑料(EPS)制成的铸件模样2与浇道系统进行连接后，往砂箱中填埋型砂并将型砂震动和施以负压进行紧实，这些型砂进行震动和施以负压进行紧实后形成型砂层4，将保压膜5覆盖在紧实后的型砂上表面，通过保压膜对砂箱内的各物质进行密闭，通过保压膜5可以使砂箱内与大气进行气体交换，当通过负压装置对砂箱抽真空时，由于限制了大气进行到砂箱内，可以使砂箱内部快速形成真空状态。

步骤2：在浇道系统的负压端口连接负压装置，浇道系统的吸注口连接控制金属溶液流入浇道系统中的控制装置，控制装置包括弯管7，以及启闭阀8。将弯管7伸展成直管后，其整体的长度小于300mm，这样可以减少铝溶液在流过弯管时的热量损耗，如果弯管的长度过长，不但会增加铝溶液的热量损耗，引起在吸注过程中铝溶液受冷后将管道堵塞，而且还会影响产品的成型质量。弯管的一端连接浇道系统，弯管7与浇道系统连接后用耐火材料将接口包裹以防止漏液，弯管7还与启闭阀连接。通过阀芯81将弯管7进行封闭，启动负压装置工作使砂箱内形成真空。

步骤3：在精炼装置的熔剂钟罩10中加入精炼物质，精炼物质包括精炼剂、细化剂以及变质剂。其中，精炼剂可以为RJ系列铝及铝合金精炼剂，精炼剂为粉状颗粒，细化剂为铝钛硼块，变质剂为锶盐。精炼装置从容器的口部向容器的底部移动，通过金属溶液使精炼物质汽化产生汽化物，并通过精炼装置对容器中的金属溶液进行旋转搅拌，使汽化物与金属溶液充分地进行混合，由汽化物除去金属溶液中所含的气体以及打散金属溶液被氧化形成的晶粒。由于精炼物质在熔剂钟罩10内，因此，精炼物质也是从上而下地随着熔剂钟罩下降，精炼物质在下降过程中，与铝溶液发生相应反应，在熔剂钟罩10范围内的铝溶液中产生大量的弥散的气泡气泡，这些气泡通过熔剂钟罩10上的透气孔向上浮动，气泡在上浮的过程中与铝溶液充分接触，把铝溶液中的气体和夹杂物带到铝溶液表面，达到除气、除渣的目的。在熔剂钟罩10下降过程中，旋转叶轮11以150转/分的速度进行旋转对铝溶液进行搅拌，由于旋转叶轮11的搅拌作用，不但能使汽化物与铝溶液更为充分地接触，而且能加快气泡的流动速度，使铝溶液中所含的气体及渣滓快速、完全地浮于液面上。

步骤4：将控制装置与存放有进行精炼后的金属溶液的容器进行连接，即弯管7直接伸入到盛装铝溶液的容器9中，而容器9的放置位置是在砂箱1的上方，这样便于在容器9与砂箱之间形成压力差，更快速地将铝液输送到浇道系统中。通过手动方式打开阀芯81，负压作用通过浇道系统3以及弯管7进入到容器9中，空气负压装置6产生0.55MPa的负压作用力，依次通过浇道系统3和弯管7进入到容器9中，即可将装在容器9中的金属溶液吸入到浇道3系统中。容器内的金属溶液以5kg/s的流速通过控制装置导入到浇道系统中，浇道系统及铸件模样受金属溶液热量汽化形成型腔，金属溶液充满型腔冷却后形成铸件。最后取出成型的铸件即可。

Claims

1.真空负压消失模的吸注方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的真空负压消失模的吸注方法，其特征在于：所述精炼物质包括精炼剂、细化剂以及变质剂。

3.根据权利要求1所述的真空负压消失模的吸注方法，其特征在于：所述精炼装置包括熔剂钟罩、旋转叶轮、转动轴以及驱动电机，所述熔剂钟罩连接于转动轴的下端，旋转叶轮连接在转动轴的轴身上，转动轴上端与电机的输出轴连接。

4.根据权利要求1所述的真空负压消失模的吸注方法，其特征在于：所述精炼装置包括熔剂钟罩、转动轴以及驱动电机，所述熔剂钟罩上设有叶轮，熔剂钟罩连接于转动轴的下端，转动轴上端与电机的输出轴连接。

5.根据权利要求3或4所述的真空负压消失模的吸注方法，其特征在于：所述熔剂钟罩上设有透气孔。

6.根据权利要求1所述的真空负压消失模的吸注方法，其特征在于：所述控制装置包括弯管，以及启闭阀，弯管的一端连接浇道系统，弯管的另一端连接启闭阀。

7.一种真空负压消失模的吸注装置，其特征在于：砂箱中设有铸件模样与浇道系统，铸件模样与浇道系统的周围覆盖有型砂层，在型砂层的上表面上覆盖有保压膜，浇道系统的负压端连接空气负压装置，浇道系统的吸注口连接控制金属溶液流入浇道系统中的控制装置。

8.根据权利要求7所述的真空负压消失模的吸注装置，其特征在于：还包括一个位于砂箱上方的精炼装置，该精炼装置包括熔剂钟罩、旋转叶轮、转动轴以及驱动电机，所述熔剂钟罩上设有透气孔，熔剂钟罩连接于转动轴的下端，旋转叶轮连接在转动轴的轴身上，转动轴上端与电机的输出轴连接。

9.根据权利要求7所述的真空负压消失模的吸注装置，其特征在于：还包括一个位于砂箱上方的精炼装置，该精炼装置包括熔剂钟罩、转动轴以及驱动电机，所述熔剂钟罩上设有透气孔，熔剂钟罩上还设有叶轮，熔剂钟罩连接于转动轴的下端，转动轴上端与电机的输出轴连接。

10.根据权利要求7所述的真空负压消失模的吸注装置，其特征在于：所述控制装置包括弯管，以及启闭阀，弯管的一端连接浇道系统，弯管的另一端连接启闭阀。