CN103223465A - 一种低熔点锌合金消失模的铸造方法 - Google Patents

一种低熔点锌合金消失模的铸造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种低熔点锌合金消失模的铸造方法，步骤为：1)将涂挂涂料的泡沫模样放入底抽式砂箱，并加入散砂紧实；2)在砂箱中的散砂表面覆盖塑料薄膜密封，从砂箱底部抽真空；3)向砂箱的浇道口浇入高过热度的低熔点锌合金金属液，浇注温度范围为550℃～750℃；4)浇注完成后，将砂箱密封，从砂箱上部向其内部通入低温干燥压缩气体，并从砂箱底部快速抽真空，10～20分钟后停止通气和抽真空，实施落砂后获得锌合金铸件。本发明采用高过热度浇注的方法，锌合金冷却凝固时间延长，从而使锌合金消失模铸造过程中的充型能力显著提高，有效减少浇不足、冷隔、缩孔等铸造缺陷，提高锌合金铸件质量。

Description

一种低熔点锌合金消失模的铸造方法
技术领域
本发明属于特种精密铸造领域，具体涉及一种锌合金消失模的铸造成型工艺。
背景技术
1958年美国人Shoyer H F发明了“无型腔铸造法”并获得专利，在此基础上，经过不断的实践、探索和改进，形成现在的消失模铸造技术。消失模铸造(Lost FoamCasting，LFC；或Expendable Pattern Casting，EPC)是将与所需铸件形状、尺寸完全相同的泡沫塑料涂挂耐火材料涂层，烘干后直接进行干砂造型，浇入的金属液将泡沫模气化并取代泡沫模样的空间获得铸件的方法。
消失模铸造具有设计灵活；铸件尺寸精度高、表面粗糙度低；容易实现清洁生产；材料消耗少，铸件成本低等特点，应用前景极为广阔。
目前，消失模铸造在我国已被广泛用于铸铁、铸钢件的工业生产中。但有色金属的消失模铸造产量却很低，在基础研究、技术开发、专用设备、应用规模等方面都比黑色金属消失模铸造技术明显滞后。由于锌合金的熔点较低，致使消失模铸造的浇注温度偏低，使EPS泡沫的气化“消失”非常困难，可能会导致锌合金的流动性大大降低，出现浇不足、冷隔等现象，铸件难于成型。锌合金消失模铸造的冷却速度慢，采用较高的浇注温度，可能会导致锌合金的组织粗大，甚至出现铸件的密度偏析，降低锌合金的性能。因此，锌合金消失模铸造技术的研究，至今在国内外还处于空白。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低熔点锌合金消失模的铸造方法，实现锌合金消失模在铸造过程的顺利充型、有效减少浇不足、冷隔、缩孔等铸造缺陷，提高锌合金铸件质量。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种低熔点锌合金消失模的铸造方法，其特征在于包括以下步骤：
1)将涂挂涂料的泡沫模样放入底抽式砂箱，并加入散砂紧实；
2)在砂箱中的散砂表面覆盖塑料薄膜密封，从砂箱底部抽真空；
3)向砂箱的浇道口浇入高过热度的低熔点锌合金金属液，浇注温度范围为550℃～750℃；
4)浇注完成后，将砂箱密封，从砂箱上部向其内部通入低温干燥压缩气体(如低于室温)，并从砂箱底部快速抽真空，10～20分钟后停止通气和抽真空，实施落砂后获得锌合金铸件。
作为优选，所述低熔点锌合金的种类包括ZA8/ZA12/ZA27，所述低熔点锌合金金属液是由低熔点锌合金熔化，经精炼、变质后得到的。
再优选，所述步骤2)抽真空的真空度为-0.02～-0.04MPa
再改进，所述步骤3)浇注结束后，可叠加机械振动或电磁振动。
最后，所述步骤4)通入砂箱的压缩气体为低于室温的干燥冷空气或氮气，可以是负压或正压。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明方法对提高锌合金充型能力效果明显，其主要表现在，采用高过热度浇注的方法，锌合金冷却凝固时间延长，从而使锌合金消失模铸造过程中的充型能力显著提高，对一般锌合金铸件可以充型完整，避免浇不足、冷隔等缺陷。
本发明方法细化锌合金组织明显，能减少缩孔，提高锌合金致密度，其主要表现在，浇注结束后，对凝固中的锌合金可以进行了一定强度的振动，破碎生长中的枝晶，达到细化晶粒的作用。另外，浇注结束后，通入砂箱过冷的压缩气体，可以提高锌合金铸件冷却速度，得到细小的组织。而锌合金铸件在一定压力下冷却，能提高了补缩能力，减少了缩孔，提高了铸件的致密度。
附图说明
图1-2是本发明的底抽式砂箱的结构示意图，其中1-振动器、2-抽真空、3-砂箱、4-EPS泡沫、5-砂、6-砂箱盖、7-进气口。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
本发明采用底抽式砂箱进行铸造，底抽式砂箱的结构如图1-2所示。其包括组装的砂箱3和砂箱盖6，砂箱盖6带有进气口7，而砂箱3的隔离孔板下部是空腔，连通抽真空2管口，砂箱3的隔离孔板的上部装砂5，砂5中具有EPS泡沫4做成的模具型腔，并和浇道口连通，砂箱3的下面是振动器1。
实施例1：ZA8锌合金铸件
将消失模零件泡沫模样放入砂箱内，加入石英散砂并紧实；在散砂表面覆盖塑料薄膜后抽真空，真空度为-0.03MPa，然后将ZA8锌合金熔化，经过精炼、变质后，调整温度至550℃，浇入砂箱中的浇道口；当浇入完成后，在砂箱上方盖上通气盖(带进气口的砂箱盖)；通入压缩冷空气，并在砂箱底部快速抽真空，增加冷空气流动速度，10min后停止通气和抽真空，移去通气盖，实施落砂后，获得ZA8锌合金铸件。
实施例2：ZA12锌合金铸件
将消失模零件泡沫模样放入砂箱内，加入石英散砂并紧实；在散砂表面覆盖塑料薄膜后抽真空，真空度为-0.03MPa，然后将ZA12锌合金熔化，经过精炼、变质后，调整温度至650℃，浇入砂箱中的浇道口；当浇入完成后，在砂箱上方盖上通气盖；通入压缩冷空气，并在砂箱底部抽真空，增加冷空气流动速度，并使砂箱内气体压力达到0.4MPa，10min后停止通气和抽真空，移去通气盖，实施落砂后，获得ZA12锌合金铸件。
实施例3：ZA27锌合金铸件
将消失模零件泡沫模样放入砂箱内，加入石英散砂并紧实；在散砂表面覆盖塑料薄膜后抽真空，真空度为-0.03MPa，然后将ZA27锌合金熔化，经过精炼、变质后，调整温度至750℃，浇入砂箱中的浇道口；当浇入完成后，在砂箱上方盖上通气盖；并对砂箱进行振动，同时通入压缩氮气，并在砂箱底部快速抽真空，增加冷氮气流动速度，10min后停止振动，15min后停止通气和抽真空，移去通气盖，实施落砂后，获得ZA27锌合金铸件。
以上实施例子中的锌合金铸件充型完整，无浇不足、冷隔等缺陷，缩孔小，提高了铸件的致密度。

Claims (5)

1.一种低熔点锌合金消失模的铸造方法，其特征在于包括以下步骤：
1)将涂挂涂料的泡沫模样放入底抽式砂箱，并加入散砂紧实；
2)在砂箱中的散砂表面覆盖塑料薄膜密封，从砂箱底部抽真空；
3)向砂箱的浇道口浇入高过热度的低熔点锌合金金属液，浇注温度范围为550℃～750℃；
4)浇注完成后，将砂箱密封，从砂箱上部向其内部通入低温干燥压缩气体，并从砂箱底部快速抽真空，10～20分钟后停止通气和抽真空，实施落砂后获得锌合金铸件。
2.根据权利要求1所述的铸造方法，其特征在于所述低熔点锌合金的种类包括ZA8/ZA12/ZA27，所述低熔点锌合金金属液是由低熔点锌合金熔化，经精炼、变质后得到的。
3.根据权利要求1所述的铸造方法，其特征在于所述步骤2)抽真空的真空度为-0.02～-0.04MPa。
4.根据权利要求1所述的铸造方法，其特征在于所述步骤3)浇注结束后，可叠加机械振动或电磁振动。
5.根据权利要求1所述的铸造方法，其特征在于所述步骤4)通入砂箱的压缩气体为低于室温的干燥冷空气或氮气，可以是负压或正压。 
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