CN106563786A - 一种颗粒增强铝基复合材料的差压浇注铸造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种颗粒增强铝基复合材料的差压浇注铸造方法，解决了对颗粒增强铝基复合材料采用现有技术进行铸造时铸件内部会产生大量弥散分布的缩松和针孔类孔洞的问题，包括先将差压铸造机上的升液管预热至150‑200℃，将砂箱放到中隔板上的差压浇注机的上罐中，将差压浇注机的上罐盖上，通过锁紧环将差压浇注机的上罐与下罐锁紧；对差压浇注机的上罐和下罐充入压缩空气，待气体压力达到设定值时，停止充气，然后上罐放气，形成压力差，对铸型进行浇注，充满型腔后，压力差短暂停顿5秒钟，上罐继续放气，当上罐压力及下罐压力达到工艺要求时，停止上罐放气，系统处于保压状态，铸件在该压力下完成结晶凝固。本发明满足了设计要求，铸件质量稳定。

Description

一种颗粒增强铝基复合材料的差压浇注铸造方法

技术领域

本发明涉及一种铸造方法，特别涉及一种颗粒增强铝基复合材料的差压浇注铸造方法。

背景技术

差压铸造是在低压铸造的基础上，在铸型外设置一个密封罩，向坩埚和罩内同时通入压缩空气，达到规定的压力值后，通过密封罩减压或坩埚增压，使坩埚内的合金液，充入到密封罩内的铸型，形成铸件。颗粒增强铝基复合材料是在铝基体中加入增强相颗粒，形成一种新型复合材料。增强相颗粒为高熔点化合物，其在合金液中以外来颗粒的形式存在，由于其含量较高，而且弥散分布，导致合金的流动性较铸造铝合金变差，其流动性约为正常铸造铝合金的1/2-2/3；其铸造成型性能较差。由于颗粒增强铝基复合材料存在流动性差的缺陷，采用普通铸造工艺对其铸造时，存在如下不足：一是浇注过程中需要提高浇注温度，而高的浇注温度，又会使铸件产生缩松等孔洞类缺陷，而常规的浇注温度，又容易产生浇不足、冷隔类缺陷；二是增强颗粒对合金液在凝固过程中的流动性存在大的阻碍；综合上述两者，在普通铸造条件下，合金液依靠手动充型，充型过程液体的流动不可控制，存在紊流现象，合金液容易卷气，使铸件形成气孔类缺陷，在凝固过程中，在大气压力下结晶凝固，铸件内部存在大量弥散分布的缩松、针孔类孔洞缺陷，导致铸件内在质量太差。

发明内容

本发明提供了一种颗粒增强铝基复合材料的差压浇注铸造方法，解决了对颗粒增强铝基复合材料采用现有技术进行铸造时铸件内部会产生大量弥散分布的缩松和针孔类孔洞缺陷的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

一种颗粒增强铝基复合材料的差压浇注铸造方法，包括以下步骤：

第一步、先将差压铸造机上的升液管预热至150-200℃，在升液管的内外壁上涂刷滑石粉涂料，然后放入箱式电路的烤箱中烘烤，烘烤温度750-800℃，烘烤时间大于1小时；

第二步、将盛有颗粒增强铝基复合材料的浇注合金液的坩埚，吊入到差压浇注机中的下罐中，静置15-20分钟；

第三步、将烘烤完成的升液管放入差压浇注机的中隔板的中间孔上，然后，将带有升液管的中隔板放入到差压浇注机的下罐上，封闭下罐；

第四步、将砂箱放到中隔板上的差压浇注机的上罐中，将差压浇注机的上罐盖上，通过锁紧环将差压浇注机的上罐与下罐锁紧；

第五步、按照铸件的工艺参数要求，设置差压浇注机的工艺参数；

第六步、进行差压浇注，对差压浇注机的上罐和下罐，同时充入压缩空气，待气体压力达到设定值时，停止充气，然后上罐放气，形成压力差，对铸型进行浇注，充满型腔后，压力差短暂停顿5秒钟，然后，上罐继续放气，当上罐压力及下罐压力达到工艺要求时，停止上罐放气，系统处于保压状态，铸件在该压力下完成结晶凝固；

第七步、浇注完成后，使差压浇注机的上罐与下罐互通，泄压，压力回零后，松开锁紧环，依次吊出上罐、砂箱、中隔板和坩埚。

本发明满足了颗粒增强铝基复合材料的差压浇注的设计要求，克服了铸件内部容易产生大量弥散分布的缩松和针孔类孔洞缺陷的问题，铸件质量稳定可靠。

附图说明

图1是实现本发明的差压浇注机的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

实现本发明的差压浇注机的结构是由九个部分组成的，其上罐1和下罐9均为压力容器，上、下罐体之间通过中隔板4被分割成两个独立的密封空间，通过中间的锁紧卡环3，将上、下罐体及中隔板锁紧，锁紧炉体后开始同步加压。在浇注过程中，通过上罐排气，使上、下罐形成压力差，保温炉8中的坩埚7中的合金液6，在压力差的作用下，通过升液管5浇入铸型型腔2中。合金液充满铸型型腔2中的型腔后，上、下罐压力差继续增加，达到给定压力差后，保压一段时间，合金液凝固后，泄压。

一种颗粒增强铝基复合材料的差压浇注铸造方法，包括以下步骤：

第一步、先将差压铸造机上的升液管5预热至150-200℃，在升液管5的内外壁上涂刷滑石粉涂料，然后放入箱式电路的烤箱中烘烤，烘烤温度750-800℃，烘烤时间大于1小时；升液管5是反重力注过程中必不可少的工装，坩埚7中的合金液6通过升液管5进入铸型型腔2，形成铸件，升液管5的烘烤温度要与浇注温度保持一致，确保合金液6通过其充型过程中不产生热量损失，保证浇注质量；

第二步、将盛有颗粒增强铝基复合材料的浇注合金液的坩埚7，吊入差压浇注机的保温炉8中，静置15-20分钟；将坩埚7吊入保温炉8中，静置过程的目的是使合金液6中的气体上浮，密度轻的杂质上浮、密度重的杂质下沉，即铝液与夹杂、气体分离的过程，同时也是调整金属液温度满足浇注温度要求的过程；

第三步、将烘烤完成的升液管5放入中隔板4的中间孔上，然后，将带有升液管5的中隔板4放入到差压浇注机的下罐9上，封闭下罐9；烘烤好的升液管5先放在中隔板4上，然后平稳放入合金液6中，将中隔板4放好的同时，下罐液实现了密封；

第四步、将砂箱放到中隔板4上，将差压浇注机的上罐盖上，通过锁紧卡环3将差压浇注机的上、下罐锁紧；放置砂箱时，砂箱下部的横浇道口要与升液管口重合，确保合金液6在充型过程中管口通畅，不能因为两者的错口造成合金液流动过程的截流；锁紧卡环3的锁紧是进行差压浇注的关键，否则上、下罐体在压缩气体的作用下会自动移动，不能实现差压浇注；

第五步、按照铸件的工艺参数要求，设置差压浇注机的工艺参数；差压浇注工艺参数的选择，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；

第六步、进行差压浇注，对上、下罐同时充入压缩空气，待气体压力达到设定值时，停止充气，然后通过上罐放气形成压力差，对铸型进行浇注，充满型腔后，压力差短暂停顿5秒，然后，上罐继续放气，上、下罐压力达到工艺要求时，停止放气，系统处于保压状态，铸件在该压力下完成结晶凝固；这一步是差压浇注的核心，也是确保铸件质量的关键，铸型的浇注是通过上罐中气体的排出形成上、下罐压力差，合金液6在压差的作用下开始充型，随着压差的增大，逐步充满铸型型腔2；为了提高合金液的补缩能力，提高铸件组织的致密性，需要进一步增加上、下罐的压力差，然后进行保压；保压一段时间，直到铸件及内浇道全部凝固；

第七步、浇注完成后，使差压浇注机的上、下罐互通，泄压，压力回零后，松开锁紧环，依次吊出上罐、砂箱、中隔板和坩埚；铸件结构及大小不同，保压时间也不同，当保压时间达到铸件工艺规定时间后，上、下罐互通，排气阀打开，浇注过程结束。

Claims (1)

1.一种颗粒增强铝基复合材料的差压浇注铸造方法，包括以下步骤：

第一步、先将差压铸造机上的升液管预热至150-200℃，在升液管的内外壁上涂刷滑石粉涂料，然后放入箱式电路的烤箱中烘烤，烘烤温度750-800℃，烘烤时间大于1小时；

第二步、将盛有颗粒增强铝基复合材料的浇注合金液的坩埚，吊入到差压浇注机中的下罐中，静置15-20分钟；

第三步、将烘烤完成的升液管放入差压浇注机的中隔板的中间孔上，然后，将带有升液管的中隔板放入到差压浇注机的下罐上，封闭下罐；

第四步、将砂箱放到中隔板上的差压浇注机的上罐中，将差压浇注机的上罐盖上，通过锁紧环将差压浇注机的上罐与下罐锁紧；

第五步、按照铸件的工艺参数要求，设置差压浇注机的工艺参数；

第六步、进行差压浇注，对差压浇注机的上罐和下罐，同时充入压缩空气，待气体压力达到设定值时，停止充气，然后上罐放气，形成压力差，对铸型进行浇注，充满型腔后，压力差短暂停顿5秒钟，然后，上罐继续放气，当上罐压力及下罐压力达到工艺要求时，停止上罐放气，系统处于保压状态，铸件在该压力下完成结晶凝固；

第七步、浇注完成后，使差压浇注机的上罐与下罐互通，泄压，压力回零后，松开锁紧环，依次吊出上罐、砂箱、中隔板和坩埚。