CN102806341A - 镁合金砂型铸造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种镁合金砂型铸造方法，该方法采用的倾斜浇注分两步完成，砂箱倾斜之后首先从浇口浇注一部分镁合金金属液，使镁合金金属液液面达到冒口1/3，然后使砂箱完全竖直后从冒口补浇剩余的部分。本发明的上述方法采用躺卧造型，稳定性更好。浇注的时候，本发明是从砂箱的侧面浇注，对砂型的冲击更小。本发明还创造性的采用砂箱完全竖直后从冒口补浇剩余部分金属液的方法，避免了镁合金铸件浇注过程中存在的缺陷。亦即，本发明的镁合金倾斜浇注工艺具有充型平稳的优点，能够减少夹渣的发生；便于铸型排气，降低气孔缺陷；能够提高冒口补缩作用，降低缩松缺陷。

Description

镁合金砂型铸造方法

技术领域

本发明涉及一种金属砂型铸造工艺的改进，尤其是一种镁合金砂型铸造方法的改进，该方法对浇注过程进行了优化，并提供了一种专用于所述方法的改进的砂型铸造设备。

背景技术

金属砂型铸造工艺是以砂作为主要造型材料，利用金属液的重力作用注入铸型的工艺。金属砂型铸造适应性很广，小件、大件，简单件、复杂件，单件、大批量都可采用。当然，由于砂型铸造中的造型材料为砂，其整体性质软而多孔，因而由其构成的砂型稳定性差，容易崩塌变形，浇注过程需要十分小心，稍不注意就会导致砂型破坏而使浇注失败。尤其是对于铸件尺寸较大、较长、铸件精度要求较高的情况，传统的金属砂型铸造工艺存在一定的困难。

CN1683099A公开了一种不锈钢熔模铸造汽轮机超长低压隔板导叶片的精铸方法，其中提及的铸件长度近1米，直径约0.6米，厚薄不均，铸件总量达42公斤，因而如果采用立注，静压头高，钢水对型壳底部冲击力大，浇满型壳对侧壁也会产生很大的胀力，会导致型壳底部或边缘跑火而报废。因此，该现有技术中提及了一种倾斜浇注工艺，该工艺中将砂箱倾斜一定的角度，使钢水平稳沿着出汽边流入型壳内，然后将砂箱立起来，把型壳注满，从而减少了钢水对底部和侧壁的冲击和膨胀力。然而该现有技术中对于倾斜浇注的描述仅此而已，并不详细，对于如何精确掌握倾斜角度、砂箱的定位、位置转换等缺乏进一步的说明，而且显示的倾斜角度只有10°，对于技术人员的启示相当有限，难以想象将其应用于实际操作中是否具备其声称的效能、效果。

US2002036072A1中详细公开了一种压力铸造过程中的倾斜浇注工艺，同样为了使浇注平稳，避免冲击，该现有技术中采用了一套复杂的设备：砂箱通过轨道架设在可移动的支架上，以控制砂箱的前后、左右位置，可移动的支架进一步固定在可相对地面倾斜的支架上，从而在浇注的过程中可以使砂箱倾斜。但是，该现有技术中同样没有提供使可倾斜的支架倾斜定位的技术方案，对于如何精确掌握倾斜角度、砂箱的定位、位置转换、乃至倾斜角度的大小等都缺乏说明。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种镁合金砂型铸造方法，以减少或避免前面所提到的问题。

具体来说，本发明提供了一种镁合金砂型铸造方法，其对现行采用模具固定式重力浇注工艺的镁合金砂型铸造浇注过程进行了改进，在镁合金砂型铸造浇注过程以倾斜方式完成浇注过程，通过倾斜方式实现金属液缓流，可以有效避免金属液直接下落而产生冲击，实现镁合金砂型铸件在浇注充型过程中平稳进行。本发明还提供了一种专用于所述方法的改进的砂型铸造设备，该设备可对砂箱进行定位并可精确掌握砂箱的倾斜角度，便于操作砂箱的位置转换。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种镁合金砂型铸造方法，包括如下步骤：

（A）将砂箱设置于一个水平放置的安装平台上，在所述砂箱内布置砂型、造型，将造型后准备浇注的砂箱固定在所述安装平台上；所述安装平台具有一个提起端以及一个与所述提起端相对的支撑端；位于所述提起端一侧的所述砂箱的侧面设置有至少一个浇口和至少一个冒口；

（B）通过吊钩将所述安装平台的提起端提起，使所述安装平台以其支撑端设置的两块平板的圆弧角为支点倾斜至设定的角度；

（C）从所述浇口倒入镁合金金属液，待镁合金金属液液面达到所述冒口1/3时，通过所述吊钩使所述安装平台倾斜至所述安装平台与水平面垂直，然后从所述冒口浇注镁合金金属液，直至所述冒口浇满。

优选地，所述步骤B中的所述设定的角度为45°～50°

优选地，所述安装平台的提起端焊接有两个支撑脚，所述支撑脚伸出所述安装平台的高度H1与所述安装平台支撑端的两块平板伸出所述安装平台的高度H2相同。

优选地，所述平板的圆弧角的圆弧角度为90°，圆弧半径R等于上述高度H1或高度H2。

优选地，所述支撑脚通过一个连接板焊接于所述安装平台的侧面。

优选地，所述步骤A中，所述砂箱通过压板和锁紧轴固定于所述安装平台。

优选地，所述压板焊接于所述支撑端一侧的所述安装平台的侧面，所述砂箱固定于所述安装平台上时，所述砂箱与所述压板相抵靠。

优选地，所述两块平板与所述压板以及所述安装平台焊接成一体。

优选地，所述砂箱提起端一侧的所述砂箱的侧面设置有两个浇口和一个冒口，所述冒口位于所述两个浇口之间。

本发明的上述镁合金砂型铸造方法与现有技术最根本的区别在于，倾斜浇注分两步完成，砂箱倾斜之后首先从浇口浇注一部分镁合金金属液，使镁合金金属液液面达到冒口1/3，然后使砂箱完全竖直后从冒口补浇剩余的部分。

本发明的上述方法采用躺卧造型，稳定性更好。浇注的时候，本发明是从砂箱的侧面浇注，对砂型的冲击更小。本发明还创造性的采用砂箱完全竖直后从冒口补浇剩余部分金属液的方法，避免了镁合金铸件浇注过程中存在的缺陷。亦即，本发明的镁合金倾斜浇注工艺具有充型平稳的优点，能够减少夹渣的发生；便于铸型排气，降低气孔缺陷；能够提高冒口补缩作用，降低缩松缺陷。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，

图1A~1C显示的是根据本发明的镁合金砂型铸造方法的步骤流程；

图2显示的是用于本发明的方法的改进的砂型铸造设备的分解透视图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。

基于前述背景技术部分的说明，下面详细描述根据本发明的镁合金砂型铸造方法。具体来说，本发明的镁合金砂型铸造方法特别适用于镁合金的砂型铸造，由于镁合金属于轻质、易燃合金，在浇注充型过程需要非常平稳的操作，避免发生涡流、飞溅和冲击现象，特别对于金属液浇注下落高度较大的砂型铸件尤其要避免冲击。因此本发明提供了一种倾斜浇注工艺。

如图1A~1C所示，其中显示的是根据本发明的镁合金砂型铸造方法的步骤流程，该方法包括的步骤如下：

（A）首先，将砂箱1设置于一个水平放置的安装平台2上，在砂箱1内布置砂型、造型，将造型后准备浇注的砂箱1固定在安装平台2上，如图1A所示。

（B）然后，通过吊钩3将安装平台2提起，使安装平台2倾斜至设定的角度β，如图1B所示。在一个具体实施例中，优选所述设定的角度β为45°～50°。

（C）从浇口倒入镁合金金属液，浇注方向如图1B中箭头F方向所示，待镁合金金属液液面达到冒口约1/3位置时，通过所述吊钩3使安装平台2倾斜至安装平台2与水平面垂直的位置，然后从冒口浇注镁合金金属液，浇注方向如图1C中箭头F方向所示，直至冒口浇满，如图1C所示，关于浇口、冒口的设置后面将进一步描述。

本发明的上述镁合金砂型铸造方法与现有技术最根本的区别在于，倾斜浇注分两步完成，砂箱倾斜之后首先从浇口浇注一部分镁合金金属液，使镁合金金属液液面达到冒口约1/3，然后使砂箱完全竖直后从冒口补浇剩余的部分。

本发明的上述方法中，砂箱是躺卧造型，对于大而长的铸件来说十分方便，对比现有技术CN 1683099A中的情形，砂箱竖直造型，稳定性差，容易崩塌，而本发明采用躺卧造型，稳定性更好。浇注的时候，本发明是从砂箱的侧面浇注（参见图1B，1C），对砂型的冲击更小。最重要的是，倾斜浇注之后，现有技术中砂箱竖直之后仍然从浇口浇注，这对于钢铁类冷却较慢的浇注不存在太大的问题，但是，对于本发明镁合金的浇注来说，镁合金金属液的冷却较快，砂箱竖直之后如果继续从浇口浇注，流动性已经变差的镁合金金属液会对砂型侧壁造成巨大的摩擦，容易使砂型破裂而浇注失败，本发明的方法中，创造性的采用砂箱完全竖直后从冒口补浇剩余部分金属液的方法，避免了镁合金铸件浇注过程中存在的缺陷。亦即，本发明的镁合金倾斜浇注工艺具有充型平稳的优点，能够减少夹渣的发生；便于铸型排气，降低气孔缺陷；能够提高冒口补缩作用，降低缩松缺陷。

下面参照图2进一步详细说明专用于本发明的方法的改进的砂型铸造设备，以使本领域技术人员更方便地理解本发明。

如图2所示，其中显示的是用于本发明的方法的改进的砂型铸造设备的分解透视图，其中省略了吊钩和锁紧轴（后面将对锁紧轴进行说明，锁紧轴参见图1A）。其中，安装平台2为平板状结构，其具有一个提起端21以及一个与提起端21相对的支撑端22；位于提起端21一侧的砂箱1的侧面设置有至少一个浇口11和至少一个冒口12。在一个具体实施例中，如图2所示，浇口11设置有两个，冒口12设置有一个，冒口12位于两个浇口11之间。

安装平台2的提起端21焊接有两个支撑脚23，安装平台2的支撑端22设置有两块平板24，这两块平板24与地面接触的部分为圆弧角。进行倾斜操作的时候，通过吊钩3（参见图1A~1C）勾住安装平台2侧面设置的凸柱28将安装平台2的提起端21提起，使安装平台2以其支撑端22设置的两块平板24的圆弧角为支点倾斜至设定的角度，如图1B所示。在本发明中设置的两块平板24具有与地面接触的圆弧角，目的在于使安装平台2倾斜的时候，与地面接触的部分具有平滑的过渡，从而能够精确控制砂箱平稳转动，并且圆弧角的设置可以便于精确控制砂箱的倾斜角度。例如，如图2所示，平板24与地面接触的圆弧角在图中显示为90°的圆弧角，如果在该圆弧角上设置相应的刻度，即可在倾斜过程中直观获得砂箱的倾斜角度。

为保证安装平台2处于水平位置，安装平台2的提起端21的两个支撑脚23伸出安装平台2的高度H1与安装平台2的支撑端22的两块平板24伸出安装平台2的高度H2相同（参见图1A）。为使倾斜转动平稳，安装平台2的支撑端22的两块平板24的圆弧角的圆弧角度为90°，圆弧半径R等于上述高度H1或高度H2。

在一个具体实施例中，所述支撑脚23通过一个连接板25焊接于所述安装平台2的侧面。

在另一个具体实施例中，所述砂箱1通过压板26和锁紧轴27（参见图1A）固定于所述安装平台2。

在又一个具体实施例中，所述压板26焊接于所述支撑端22一侧的所述安装平台2的侧面，所述砂箱1固定于所述安装平台2上时，所述砂箱1与所述压板26相抵靠。进一步的，所述两块平板24可以与所述压板26以及所述安装平台1焊接成一体，以增加平板24的牢固性，同时增强压板26的支撑能力。压板26的设置是为了增强锁紧轴27对砂箱的固定能力，因为砂箱通常体积、重量很大，仅靠锁紧轴27恐怕难以将砂箱牢固固定在安装平台上，特别是当安装平台倾斜的时候，为了防止砂箱发生位移，在安装平台的支撑端一侧设置与砂箱相抵靠的压板26，就可以防止砂箱在重力作用下沿着安装平台表面向支撑端一侧滑移。

具体到上述设备的操作时，首先将砂箱设置于水平放置的安装平台上，在所述砂箱内布置砂型、造型，将造型后准备浇注的砂箱通过压板和锁紧轴固定在安装平台上；然后，通过吊钩将安装平台的提起端提起，使所述安装平台以其支撑端设置的两块平板的圆弧角为支点倾斜至设定的角度；最后，从浇口倒入金属液，待金属液液面达到所述冒口1/3时，通过吊钩使安装平台倾斜至安装平台与水平面垂直，然后从冒口浇注金属液，直至所述冒口浇满。

总之，本发明的上述设备以及所采用的方法采用躺卧造型，稳定性更好。浇注的时候，本发明是从砂箱的侧面浇注，对砂型的冲击更小。本发明还创造性的采用砂箱完全竖直后从冒口补浇剩余部分金属液的方法，避免了镁合金铸件浇注过程中存在的缺陷。亦即，本发明的镁合金倾斜浇注工艺具有充型平稳的优点，能够减少夹渣的发生；便于铸型排气，降低气孔缺陷；能够提高冒口补缩作用，降低缩松缺陷。

本领域技术人员应当理解，虽然本发明是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本发明的保护范围。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种镁合金砂型铸造方法，包括如下步骤：

（A）将砂箱设置于一个水平放置的安装平台上，在所述砂箱内布置砂型、造型，将造型后准备浇注的砂箱固定在所述安装平台上；所述安装平台具有一个提起端以及一个与所述提起端相对的支撑端；位于所述提起端一侧的所述砂箱的侧面设置有至少一个浇口和至少一个冒口；

（B）通过吊钩将所述安装平台的提起端提起，使所述安装平台以其支撑端设置的两块平板的圆弧角为支点倾斜至设定的角度β；

（C）从所述浇口倒入镁合金金属液，待镁合金金属液液面达到所述冒口1/3时，通过所述吊钩使所述安装平台倾斜至所述安装平台与水平面垂直，然后从所述冒口浇注镁合金金属液，直至所述冒口浇满。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中的所述设定的角度β为45°～50°。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述安装平台的提起端焊接有两个支撑脚，所述支撑脚伸出所述安装平台的高度H1与所述安装平台支撑端的两块平板伸出所述安装平台的高度H2相同。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述平板的圆弧角的圆弧角度为90°，圆弧半径R等于上述高度H1或高度H2。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述支撑脚通过一个连接板焊接于所述安装平台的侧面。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A中，所述砂箱通过压板和锁紧轴固定于所述安装平台。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述压板焊接于所述支撑端一侧的所述安装平台的侧面，所述砂箱固定于所述安装平台上时，所述砂箱与所述压板相抵靠。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述两块平板与所述压板以及所述安装平台焊接成一体。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述砂箱提起端一侧的所述砂箱的侧面设置有两个浇口和一个冒口，所述冒口位于所述两个浇口之间。

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