CN102049472A - 专用箱体铸件芯模的铸造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及芯模的铸造方法，公开了一种专用箱体铸件芯模的铸造方法，包括浇注系统以及浇注前的制备步骤；例如，在芯模四周设横浇道1，上平面分型面16处增加横浇道2，当金属液升到上平面时，由横浇道2注入合金液，横浇道1和横浇道2与缝隙浇道3之间靠内浇道4连接，浇注结束后的5分钟-10分钟内将准备好的“工”字型钢板结构件11放置在上砂箱上，并通过钢筋12连接到地面，以此起到减小铸件两端变形量的作用，本发明取得了芯模两端变形量极小，及其上平面夹渣、缩松和针孔等铸造缺陷较少的有益效果。

Description

专用箱体铸件芯模的铸造方法

技术领域

本发明涉及铸造工艺方法，特别涉及一种专用箱体铸件芯模的铸造方法。

背景技术

芯模是专用箱体的重要组成部件，其尺寸较大，壁厚较厚，结构复杂，承受静载荷和冲击载荷都较大，要求毛坯铸造质量高，尺寸精确，内部组织和性能均匀可靠，无缩松、针孔、夹渣等铸造缺陷，铸件整体力学性能要求高。

现有技术中的问题：芯模的上平面在浇注过程中，位于型腔上部，在浇注工艺上采用了明浇的方式，由于上平面所处的位置处于型腔上部并暴露在空气中，使得上平面在浇注过程中产生了夹渣、缩松和针孔等铸造缺陷，机加工以后造成了漏气现象。芯模长度尺寸较长，在浇注和冷却过程中，芯模两端变形，向上翘起。

原因分析：

1浇铸工艺上上平面位置处于型腔上部，并采用了明冒口方式。采用这种浇注工艺为我们解决了造型上的困难，使得工作效率大大提高，减少了工人工作强度。但明冒口浇注时，合金液浇入量高度不够高，造成补缩压力较小，因此容易产生缩松缺陷。

2由于浇注工艺采用了明冒口方式，上平面的合金液大面积直接接触空气，冷却速度极快，没能达到补缩需要的温度，并且使得该平面产生夹渣几率大大提高。

3泥芯采用了树脂砂泥芯，树脂砂泥芯强度高，易满足生产要求，为生产造型提供了便利。采用树脂砂泥芯的缺点是发气量大，泥芯产生大量气体来不及排出，在泥芯与泥芯之间的间隙处泄漏，以致上平面造成气孔和氧化夹渣。

4该铸件长度尺寸较长，在浇注和冷却收缩过程中，因收缩速度的差异和收缩应力的作用，芯模两端发生局部变形。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似解决上述问题的资料。

发明内容

为了解决现有技术中存在上平面夹渣、缩松和针孔等铸造缺陷，机加工以后造成了漏气现象及芯模两端变形等问题，发明了此新型铸造方法。本发明的目的在于提供一种专用箱体铸件芯模的铸造方法。利用本发明，解决芯模铸造过程中夹渣、缩松、针孔和变形等铸造缺陷。

为了达到上述发明目的，本发明为解决现有技术中的问题所采用的技术方案是提供一种专用箱体铸件芯模的铸造方法，包括如下步骤：

步骤一、浇注系统以及浇注前的准备

芯模四周设横浇道1，上平面分型面16处增加横浇道2，当金属液升到上平面时，由横浇道2注入合金液，沿芯模长度方向两侧每条筋板处设置缝隙浇道3，横浇道1和横浇道2与缝隙浇道3之间靠内浇道4连接。

步骤二、浇注

1.将熔炼好的铝合金液倒入两个容量2吨的浇包中，用精炼除气机进行二次精炼除气，并在5分钟-10分钟时间内完成；

2.将两个浇包分别用两部行车吊至直浇道5处进行浇注，待铝合金液面升至分型面16处时，在直浇道6处用容量100公斤的浇包同时进行浇注，此处直浇道6的浇注由多个浇包轮流进行，直至浇注结束；

3.浇注结束后的5分钟-10分钟内将准备好的“工”字型钢板结构件11放置在上砂箱上，并通过钢筋12连接到地面，以此起到减小铸件两端变形量的作用。

上述冒口10为暗冒口，高度为200mm-250mm，确保冒口有一定的压力对铸件进行补缩。

本发明专用箱体铸件芯模的铸造方法，采用以上技术解决方案后，解决了上平面在铸造浇注过程中产生的夹渣、缩松和针孔等铸造缺陷问题，并保证缺陷数量及面积在标准允许范围之内，芯模两端变形量减小到通过简单的常规矫正能恢复到正常状态，达到能够不影响铸件加工和使用的效果。因此，本发明取得了芯模两端变形量极小及上平面夹渣、缩松和针孔等铸造缺陷较少的有益效果。

附图说明

图1是芯模结构及工艺简图；

图2是图1的侧视图；

具体实施方式

我们采用铝硅合金ZL101A砂型铸造整体铸造成形，ZL101A是目前应用最为广泛的铝合金之一。其综合性能良好，特别是熔铸工艺性能优良，常用于薄壁、复杂的结构件，具有充型平稳，减少氧化夹杂，提高凝固速度和铸件致密性的作用，如将其与熔体的精炼除气结合起来，则效果会更好。但是当ZL101A用于铸造芯模这样大型的复杂铸件时，在铸件的厚壁大平面处易产生针孔、缩松、氧化夹渣等铸造缺陷。因此对铸造工艺要求高，要强化激冷、加强补缩并在浇注工艺上采取必要的措施，创造较大温度梯度，形成较好的顺序凝固条件，才能获得致密的组织和优质铸件，充分发挥ZL101A合金的铸造特性。

本发明主要应用于一种专用箱体芯模的铸造，该芯模具有如下的结构特点：

(1)尺寸较长，结构复杂，外形尺寸大(5200mm×520mm×530mm)，内腔中筋板多，不易观察及测量。

(2)热节集中，壁厚较厚(55mm)。

(3)底面无窗口，不易于下泥芯。

(4)铸件较长，容易变形。

为解决上述问题，加工出符合要求的芯模，本发明提供一种专用箱体芯模铸件的铸造方法，下面结合附图说明本发明的优选实施例。

附图为本发明专用箱体芯模铸件的铸造方法的工艺简图，其中：图1是芯模结构及工艺简图；图2是图1的侧视图；如附图的实施例所示，本发明的方法包括如下的步骤：

步骤一、浇注系统以及浇注前的准备：

芯模四周设横浇道1，分型面16处增加横浇道2，当金属液升到上平面时，由横浇道2注入合金液，确保冒口对铸件补缩所需要的温度及压力。沿芯模长度方向两侧每条筋板处设置缝隙浇道3，横浇道1和横浇道2与缝隙浇道3之间靠内浇道4连接，芯模两端横浇道1中间设置直浇道5，芯模长度方向两侧横浇道2中间设置直浇道6。在芯模底部至分型面15处放置冷铁7，在芯模长度方向两层分型面之间设置冷铁8，在芯模长度方向两端放置冷铁9。芯模上平面径向每条筋板上放置冒口10。在芯模长度方向两端的上砂箱上采用“工”字型钢板结构件11通过钢筋12连接到地面作为反变形工装，减小铸件因冷却收缩的变形量。在泥芯13中心位置放置φ150mm的钢管14作为出气管，并在冷铁9中间留出方形孔作为出气管通往外面的通道。

步骤二、浇注，包括如下步骤：

2.1将熔炼好的铝合金液倒入两个容量2吨的浇包中，用精炼除气机进行二次精炼除气(第一次精炼除气在炉内熔炼时已完成)，精炼除气时间根据合金液重量确定，在5分钟-10分钟之间；

2.2将两个浇包分别用两部行车吊至直浇道5上方处进行浇注，待铝合金液面升至分型面16处时，在直浇道6处用容量100公斤的浇包同时进行浇注，此处直浇道6的浇注由多个浇包轮流进行，直至浇注结束；

2.3浇注结束后的5分钟-10分钟内将准备好的“工”字型钢板结构件11放置在上砂箱上，并通过钢筋12连接到地面，以此起到减小铸件两端变形量的作用。

上述冒口10为暗冒口，高度为200mm-250mm，确保冒口有一定的压力对铸件进行补缩。

上述冷铁均为铸铁冷铁，以增加冷铁的热容量。

上述步骤一，浇注系统设置的依据如下：

由图1所示，该铸件浇注状态为卧式。在芯模使用过程中，会受到较大的冲击载荷，因此要求芯模各部位受力均匀，组织致密。为达到此项要求，采用卧式浇注方式，可保证铸件各面在结晶时成分、组织一致，从而使芯模整体性能很高、成分均匀合理，充分满足使用要求。

由于铸件壁厚较厚，必须加强激冷，才能保证组织细小致密和强化顺序凝固，从而使壁厚较厚部位得到良好的补缩。该铸件尺寸较长，壁厚相对较厚，采用底面、侧面区域全部放置冷铁的半金属型结构式激冷方式，使整个铸件外表面除顶部以外及缝隙浇口处都包围在冷铁之中，这样可强化顺序凝固趋势，有助于凝固时自下而上的顺序凝固，在结晶凝固时充分得到激冷，保证铸件组织致密，减少缩松的产生，从而起到细化组织、提高性能的作用。冷铁采用铸铁冷铁，冷铁的平均厚度取被激冷处壁厚的1-1.2倍，有集中热节处的冷铁厚度加厚，可增加到热节圆直径的1.5倍，以保证被激冷处的组织致密。

激冷要与冒口补缩相配合，才能达到最理想的效果，在铸件顶部设置冒口10，冒口的高取200mm-250mm，以增加补缩压力，保证铸件组织致密，性能优良。

铸件结构复杂，尺寸较长，内腔筋板多，铸件内腔内泥芯设计成四段。

上述砂芯13利用放置在冷铁7上的芯撑17支撑并保证壁厚，每段泥芯用四件芯撑17支撑，在泥芯中间放置φ150mm的钢管14并将四块泥芯连通，以保证泥芯和型腔在浇注过程中放出的气体顺利排出。铸件结构复杂，尺寸较长，铸件内腔泥芯分成四段砂芯便于操作，并易于调整和测量壁厚。铸件两端的“工”字型钢板结构件11采用钢筋12连接到地面作为反变形工装，减小了铸件因冷却收缩的变形量。

上述浇注系统由横浇道1、横浇道2、缝隙浇道3、内浇道4、直浇道5和直浇道6组成。其中，横浇道1和横浇道2设计成平行于两侧面的梯形截面形式，使金属液通过内浇道4和缝隙浇道3均匀的引入整个型腔。芯模铸件长度较长，采用缝隙浇道引入金属，以减少金属液进入型腔时的垂直下落高度，使流动平稳，减少二次氧化夹渣在型腔中生成，从而减少铸造缺陷的产生，同时有利于自下而上的顺序凝固，随金属液在缝隙和型腔中的逐渐上升，合理的分配了热量，创造良好的顺序凝固条件，此外，缝隙浇道能够有效的对引入部位的厚壁部位及筋板进行补缩，并可增加冒口的补缩效果。合理分配缝隙浇道，保证各缝隙浇道间距，可使型腔中的金属液流动平稳，热量分布均匀合理，减少缩松的产生。

Claims (2)

1.一种专用箱体铸件芯模的铸造方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤一、浇注系统以及浇注前的准备

芯模四周设横浇道1，上平面分型面16处增加横浇道2，当金属液升到上平面时，由横浇道2注入合金液。沿芯模长度方向两侧每条筋板处设置缝隙浇道3，横浇道1和横浇道2与缝隙浇道3之间靠内浇道4连接；在芯模底部至分型面15处放置冷铁7，在芯模长度方向两层分型面之间设置冷铁8，在芯模长度方向两端放置冷铁9，芯模上平面径向每条筋板上放置冒口10；在芯模长度方向两端的上砂箱上采用“工”字型钢板结构件11通过钢筋12连接到地面作为反变形工装；在泥芯13中心位置放置φ150mm的钢管14作为出气管，并在冷铁9中间留出方形孔作为出气管通往外面的通道。

步骤二、浇注

a.将熔炼好的铝合金液倒入两个容量2吨的浇包中，用精炼除气机进行二次精炼，在5分钟-10分钟时间内完成精炼除气；

b.将两个浇包分别用两部行车吊至直浇道5处进行浇注，待铝合金液面升至分型面16处时，在直浇道6处用容量100公斤的浇包同时进行浇注，此处直浇道6的浇注由多个浇包轮流进行，直至浇注结束；

c.浇注结束后的5分钟-10分钟内将准备好的“工”字型钢板结构件11放置在上砂箱上，并通过钢筋12连接到地面，以此起到减小铸件两端变形量的作用。

2.如权利要求1所述的芯模铸件的铸造方法，其特征在于：所述的步骤一，包括：两层横浇道；铸件底面和两侧面全由冷铁包围；上述冒口10为暗冒口，高度为200mm-250mm；“工”字型钢板结构件11及钢筋12；泥芯13中心位置放置φ150mm的钢管14作为出气管。

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