CN102974805A - 一种半型预填充可倾转铸造工艺及专用模具 - Google Patents

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李云翔
聂邦民
刘海滨
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Abstract

一种半型预填充可倾转铸造工艺及专用模具，其工艺步骤为：A、下半型预填充；B、上半型填充。专用模具包括上半型腔（1）、下半型腔（2）和浇口杯（4），它还有上半型腔冒囗（5）、下半型腔冒囗（6）和阻流截面（7）。优点是：在可倾转重力铸造中，采用半型预填充工艺可以减小铝合金液在倾转浇注过程中的落差，使流体平稳地充填型腔，也降低了热损失，减少了浇注过程中二次氧化夹杂物的产生，同时未充满的上半型在倾转过程中又可起到排渣排气的作用,大大降低孔洞的发生率。

Description

一种半型预填充可倾转铸造工艺及专用模具
技术领域
本发明涉及铸造工艺领域，具体涉及一种半型预填充可倾转铸造工艺及专用模具。
背景技术
目前，铝合金倾转重力铸造工艺是指金属型在倾转过程中依靠倾角的连续变化使流体连绵不断地充填型腔的一种铸造生产方法，其结合了底注和顶注的优点，使铝合金液充型平稳，减少了渣气孔等铸造缺陷。该铸造工艺是一种新兴发展的先进的浇注工艺，在世界很多铸造业较发达的国家被广泛使用，尤其在欧洲一些国家，被用于铸造如汽车冷凝器气室等较大的薄壁铸件。在我国，倾转重力铸造工艺也是近十几年才刚刚兴起，还没有被广泛使用，在理论上的研究更少。倾转重力铸造工艺虽然和传统的顶注、阶梯浇注和底注相比，能明显减少合金液浇注过程中二次氧化夹杂的产生，但对于一些复杂或大型铸件如果浇注系统设计不合理，也会产生较大比例的渣气孔缺陷，目前国内对于倾转重力铸造浇注系统还没有统一的规范。
发明内容
本发明的目的就是针对目前倾转重力铸造工艺虽然和传统的顶注、阶梯浇注和底注相比，能明显减少合金液浇注过程中二次氧化夹杂的产生，但对于一些复杂或大型铸件如果浇注系统设计不合理，也会产生较大比例的渣气孔缺陷，目前国内对于倾转重力铸造浇注系统还没有统一的规范之不足，而提供一种半型预填充可倾转铸造工艺。
本发明工艺步骤为：
A、下半型预填充：模具分型面水平放置，将金属液体倒入模具的浇口杯内，使金属液体从浇口杯通过阻流截面流入模具下型腔；
B、上半型填充：金属液体预填充完模具下型腔后, 再将模具旋转立放，使金属液体注满整个模腔。
半型预填充可倾转铸造工艺专用模具，包括上半型腔、下半型腔和浇口杯，它还有上半型腔冒囗、下半型腔冒囗和阻流截面，浇口杯与下半型腔冒囗一体相连，下半型腔冒囗与下半型腔一体相连，上半型腔冒囗与上半型腔一体相连，阻流截面固定在下半型腔冒囗的进料口处。在下半型腔冒囗与下半型腔连接处设有冒口颈，在上半型腔冒囗与上半型腔连接处设有上冒口颈。
本发明的优点是：在可倾转重力铸造中，采用半型预填充工艺可以减小铝合金液在倾转浇注过程中的落差，使流体平稳地充填型腔，也降低了热损失，减少了浇注过程中二次氧化夹杂物的产生，同时未充满的上半型在倾转过程中又可起到排渣排气的作用,大大降低孔洞的发生率。浇铸时金属液体中的气体会上升进入冒囗腔内的金属液体中，制品脱模后沿冒口颈处切除冒囗。
附图说明
图1是本发明模具结构示意图。
图2是图1下半型预填充工作状态示意图。
图3是图1上半型填充工作状态示意图。
具体实施方式
如图1所示，半型预填充可倾转铸造工艺专用模具，包括上半型腔1、下半型腔2和浇口杯4，其特征在于它还有上半型腔冒囗5、下半型腔冒囗6和阻流截面7，浇口杯4与下半型腔冒囗6一体相连，下半型腔冒囗6与下半型腔2一体相连，上半型腔冒囗5与上半型腔1一体相连，阻流截面7固定在下半型腔冒囗6的进料口处。在下半型腔冒囗6与下半型腔2连接处设有冒口颈8，在上半型腔冒囗5与上半型腔1连接处设有上冒口颈9
具体工艺步骤为：模具横向放置，先将金属液体按照慢快慢的浇注方式倒入口杯中，金属液体从浇口杯内经冒口（由上半型腔冒囗5、下半型腔冒囗6构成）和阻流截面7流入模具下型腔2 (见图2)；然后缓慢地不间断倾转整个磨具，使浇口杯内的金属液体充填型腔和冒囗，直至倾转模具至90°(见图3)，使金属液体注满型腔和冒口。待金属液体凝固冷却脱模后, 其粗品包含有制品部分和冒囗成型部分,沿粗品凹槽处(冒口颈)切除冒囗部分即为制品。
实施例1：
某型转向器壳体铸件热节在带有油嘴的斜孔处，斜孔直径为mm，斜孔总长约mm，该处为高压油承载区，因此不允许有缩松（孔）及夹渣孔洞，直孔（齿条孔）直径为43mm，总长约为279mm左右，壁厚约为15-20mm左右，该铸件采用可倾转重力铸造工艺，冒口设在斜孔处，采用顶注式浇注系统，冒口也充当浇口，冒口颈充当内浇道，冒口为圆柱形，直径为70mm，高为110mm，冒口颈直径为60mm，为方便浇注，在模具上设置有浇口杯，浇口杯出料口和冒口顶端光滑连接，浇口杯的尺寸为250mm×220mm×90mm。浇注时，先将铝合金液按照慢快慢的浇注方式倒入浇口杯中，倒完后再按铸机倾转按钮使铸机倾转，依靠铸机连续转动使铝合金液连续不断地通过冒口及冒口颈充填型腔，直至铸机转到90°，在该角度便于冒口补缩。
试验结果及分析
分别采用可倾转重力铸造工艺和半型预填充的可倾转重力铸造工艺生产铸件，在浇注时发现欠铸冷隔缺陷，铸件经抛丸处理和机械加工时发现孔洞缺陷,孔洞一般呈圆形或椭圆形，具有光滑的表面，一般是发亮的氧化皮，有的呈灰白色和黄色。铸件的质量统计如表一所示：
表一   铸件质量统计表
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表一表明采用可倾转重力铸造工艺生产某型转向器壳体铸件所产生的缺陷较多，比例为68.8%，采用半型预填充的可倾转重力铸造工艺时，缺陷大幅度降低，缺陷比例仅约为2.6%，两种铸造工艺的主要铸造缺陷均为渣气孔。

Claims (2)

1.一种半型预填充可倾转铸造工艺，其特征在于其工艺步骤为：
A、下半型预填充：模具分型面水平放置，将金属液体倒入模具的浇口杯（4）内，使金属液体从浇口杯（4）通过阻流截面（7）流入模具下型腔（2）；B、上半型填充：金属液体预填充完模具下型腔（2）后, 再将模具旋转立放，使金属液体注满整个模腔。
2.根据权利要求1所述的半型预填充可倾转铸造工艺专用模具，包括上半型腔（1）、下半型腔（2）和浇口杯（4），其特征在于它还有上半型腔冒囗（5）、下半型腔冒囗（6）和阻流截面（7），浇口杯（4）与下半型腔冒囗（6）一体相连，下半型腔冒囗（6）与下半型腔（2）一体相连，上半型腔冒囗（5）与上半型腔（1）一体相连，阻流截面（7）固定在下半型腔冒囗(6)的进料口处，在下半型腔冒囗（6）与下半型腔（2）连接处设有冒口颈（8），在上半型腔冒囗（5）与上半型腔（1）连接处设有上冒口颈（9）。
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