CN106563785A - 一种大型复杂薄壁铝基复合材料筒件反重力铸造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大型复杂薄壁铝基复合材料筒件反重力铸造方法，解决了现有技术存在的浇注系统补缩不到位容易导致铸件内部存在缩松孔洞类缺陷的技术问题。采用派普树脂砂进行砂型造型，浇注系统各个截面的比例如下：A升：A横：A内=（1.8‑2.8）：（1.5‑2.4）：1；纯镁熔化后，中频感应熔炼炉继续升温，使合金液温度升至780‑830℃；然后，将合金液转至坩埚电阻炉中进行精炼，用旋转净化设备采用氩气喷吹对合金液进行精炼，氩气流量控制在0.19‑0.21毫升/每分钟，精炼时间为6‑18分钟；根据铸件的浇注温度进行浇注，浇注温度：720‑750℃；升液速率：60‑100毫米/每秒；充型速率：30‑100毫米/每秒；保压压差：100‑200千帕；本发明满足了设计要求，铸件质量稳定，满足了产品的需要。
Description
技术领域
本发明涉及一种铸造方法，特别涉及一种大型复杂薄壁铝基复合材料筒件反重力铸造方法。
背景技术
铝基复合材料的反重力铸造工艺，包括以下步骤：先是砂型的造型，确定升液管、横浇道、缝隙内浇道、及它们之间比例；铝基复合材料的熔炼；然后是反重力浇注，最后对浇注完成后的铸件进行检测。现有技术对铝基复合材料的反重力铸造，是参照复合材料浇注工艺进行的，包括浇道横截面的设计和浇注温度的确定，存在不能很好地满足铝基复合材料筒件铸件的内在质量要求的问题；浇注砂型的造型及浇注温度均不适应铝基复合材料筒件铸件，铸造完成后，铸件内部存在缩松孔洞类缺陷。
发明内容
本发明提供了一种大型复杂薄壁铝基复合材料筒件反重力铸造方法，解决了现有铸造工艺存在的对薄壁铝基复合材料筒件浇注系统补缩不到位，容易导致铸件内部出现缩松孔洞类缺陷的技术问题。
本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：
一种大型复杂薄壁铝基复合材料筒件反重力铸造方法，包括以下步骤：
第一步、根据铸件的性能要求配制型砂和芯砂；
第二步、采用派普树脂砂进行砂型造型，设：升液管截面积为A升，横浇道的截面积为A横，缝隙内浇道的截面积为A内，浇注系统各个截面的比例如下：
A升：A横：A内=（1.8-2.8）：（1.5-2.4）：1；
A升：ΣA横：ΣA内=1：（1.6-2.5）：（1.6-3）；
其中：ΣA横为横浇道的截面积总和，ΣA内为缝隙内浇道的截面积总和；
第三步、砂型造好后，等待15-45分钟，待砂型固化后进行起模；
起模后进行修模；
第四步、根据铸件浇注所需要的合金液量，称量铝基复合材料的量，采用中频感应熔炼炉进行熔炼，铝基复合材料的炉料要分批加入中频感应熔炼炉；待中频感应熔炼炉中的炉料完全化清后，在炉温达到660-710℃时，加入预热好的纯镁；
第五步、纯镁熔化后，控制中频感应熔炼炉继续升温，使合金液温度升至780-830℃；然后，将合金液转至坩埚电阻炉中进行精炼，用旋转净化设备采用氩气喷吹对合金液进行精炼，氩气流量控制在0.19-0.21毫升/每分钟，精炼时间为6-18分钟；
第六步、在700℃-800℃温度下，烘烤砂型造型中用到的升液管，烘烤时间要大于1个小时；
第七步、将装有精炼好的合金液的坩埚电阻炉中的坩埚，吊入到反重力设备保温炉中，将合金液静置15分钟后，进行浇注，浇注温度为720-750℃；升液速率为60-100毫米/每秒；充型速率为30-100毫米/每秒；保压压差为100-200千帕；保压时间为200-500秒；
第八步、浇注完成后泄压。
本发明很好地满足了大型复杂薄壁铝基复合材料筒件反重力铸造的设计要求，浇注系统补缩到位，克服了铸件内部出现的缩松孔洞类缺陷，铸件质量稳定可靠。
附图说明
图1是本发明的砂型造型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明：
一种大型复杂薄壁铝基复合材料筒件反重力铸造方法，包括以下步骤：
第一步、根据铸件的性能要求，配制型砂和芯砂；型砂、芯砂均采用树脂砂，为铸件的造型、制芯准备原料，确保造型、制芯的顺利进行；第二步、采用派普树脂砂进行砂型造型，制芯；设：升液管截面积为A升，横浇道的截面积为A横，缝隙内浇道的截面积为A内，浇注系统各个截面的比例如下：
A升：A横：A内=（1.8-2.8）：（1.5-2.4）：1；
A升：ΣA横：ΣA内=1：（1.6-2.5）：（1.6-3）；
其中：ΣA横为横浇道截面积总和），ΣA内为缝隙内浇道的截面积总和；
第三步、砂型、砂芯造好后，等待15-45分钟，待砂型、砂芯固化后进行起模；砂型和砂芯是形成铸件的必要条件，本操作是准备好铸件浇注用的砂型、砂芯，为后面进行合箱及浇注作好准备；
合箱；将砂型及砂芯按照工艺图的要求进行合箱，砂型和砂芯之间形成的空间即铸件的轮廓尺寸，合箱过程中各个砂箱之间定位准确，必要时要根据壁厚适当调整，保证铸件壁厚符合图纸要求；
第四步、根据铸件浇注所需要的合金液量，称量铝基复合材料的量，采用中频感应熔炼炉进行熔炼，铝基复合材料的炉料要分批加入中频感应熔炼炉；待中频感应熔炼炉中的炉料完全化清后，在炉温达到660-710℃时，加入预热好的纯镁；根据铸件浇注所需的复合材料用量，熔化所需的合金液，在熔化过程中及时检测合金液的成分满足材料设计要求，确保熔化的合金液合格；
第五步、纯镁熔化后，中频感应熔炼炉继续升温，使合金液温度升至780-830℃；然后，将合金液转至坩埚电阻炉中进行精炼，用旋转净化设备采用氩气喷吹对合金液进行精炼，氩气流量控制在0.19-0.21毫升/每分钟，精炼时间为6-18分钟；精炼的目的是净化合金液，去除合金液中的气体、夹杂，精炼时间根据合金液量的多少进行控制，最终以合金液中气体、夹杂含量满足生产要求为准；
第六步、将升液管在700℃-800℃温度下进行烘烤，烘烤时间要大于1个小时；升液管是反重力注过程中必不可少的工装，坩埚中的合金液通过升液管进入铸型型腔，形成铸件，升液管的烘烤温度要与浇注温度保持一致，确保合金液通过其充型过程中不产生热量损失，保证浇注质量；
第七步、将坩埚电阻炉中的坩埚吊入反重力设备保温炉中，合金液静置15分钟，根据铸件的浇注温度进行浇注，浇注温度为720-750℃；升液速率为60-100毫米/每秒；充型速率为30-100毫米/每秒；保压压差为100-200千帕；保压时间为200-500秒；以上反重力浇注工艺参数的选择，是与铸件的结构、高度、壁厚、浇注系统设计有密切关系，合理的浇注温度，使铸件不产生孔洞类铸造缺陷，合理的升液及充型速率确保浇注过程不产生夹杂类铸造缺陷；足够的保压时间确保最终铸件组织致密；
第八步、浇注完成后泄压；完成浇注，泄压后开启上罐，取出铸型。
复杂筒体铸件有探伤、水压等要求，为了提高该铸件的组织致密度，保证铸件的质量，所以采用反重力铸造工艺。造型、制芯：准备好造型所用的工装，模具，工具；采用派普树脂砂进行造型，造好型后等待15-45分钟，待砂型固化后进行起模；起模后进行修型，修型时，分型面的型腔边缘要用压勺压实，切去尖角突点，分型面的浇道口要有倒角，防止合箱挤砂；浇道根部要用压勺重点压实、刮平，切尖角，修圆角R5-R15，避免砂型突出，影响到铸件表面的质量；刷醇基快干涂料，采取从上到下，从左到右的顺序涂刷涂料，涂料涂刷要均匀一致，覆盖整个砂型、砂芯表面、浇道内表面；涂刷完成后要快速点燃，不能湿态长时间放置。
Claims (1)
1.一种大型复杂薄壁铝基复合材料筒件反重力铸造方法，包括以下步骤：
第一步、根据铸件的性能要求配制型砂和芯砂；
第二步、采用派普树脂砂进行砂型造型，设：升液管截面积为A升，横浇道的截面积为A横，缝隙内浇道的截面积为A内，浇注系统各个截面的比例如下：
A升：A横：A内=（1.8-2.8）：（1.5-2.4）：1；
A升：ΣA横：ΣA内=1：（1.6-2.5）：（1.6-3）；
其中：ΣA横为横浇道的截面积总和，ΣA内为缝隙内浇道的截面积总和；
第三步、砂型造好后，等待15-45分钟，待砂型固化后进行起模；
起模后进行修模；
第四步、根据铸件浇注所需要的合金液量，称量铝基复合材料的量，采用中频感应熔炼炉进行熔炼，铝基复合材料的炉料要分批加入中频感应熔炼炉；待中频感应熔炼炉中的炉料完全化清后，在炉温达到660-710℃时，加入预热好的纯镁；
第五步、纯镁熔化后，控制中频感应熔炼炉继续升温，使合金液温度升至780-830℃；然后，将合金液转至坩埚电阻炉中进行精炼，用旋转净化设备采用氩气喷吹对合金液进行精炼，氩气流量控制在0.19-0.21毫升/每分钟，精炼时间为6-18分钟；
第六步、在700℃-800℃温度下，烘烤砂型造型中用到的升液管，烘烤时间要大于1个小时；
第七步、将装有精炼好的合金液的坩埚电阻炉中的坩埚，吊入到反重力设备保温炉中，将合金液静置15分钟后，进行浇注，浇注温度为720-750℃；升液速率为60-100毫米/每秒；充型速率为30-100毫米/每秒；保压压差为100-200千帕；保压时间为200-500秒；
第八步、浇注完成后泄压。
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| CN106563785A true CN106563785A (zh) | 2017-04-19 |
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| CN (1) | CN106563785A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111097894A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-05 | 西安西工大超晶科技发展有限责任公司 | 一种改善zl210a合金铸件汇流区流线缺陷的方法 |
| CN112792319A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-05-14 | 山西江淮重工有限责任公司 | 锂合金铸件差压铸造工艺和差压铸造设备 |
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2016
- 2016-10-30 CN CN201610925457.2A patent/CN106563785A/zh active Pending
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|---|---|---|---|---|
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| CN112792319A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-05-14 | 山西江淮重工有限责任公司 | 锂合金铸件差压铸造工艺和差压铸造设备 |
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