CN107199314B - 一种18kw影视灯具前框砂型铸造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种18KW影视灯具前框砂型铸造方法，其工艺经混制树脂砂、造型制芯、砂型喷涂、砂型烘烤、镁合金原料熔炼、保温浇铸等步骤完成；本发明采用阶梯式浇铸系统，镁合金通过直浇道进入横浇道，横浇道采用三层阶梯式的形式，横浇道充满后通过内浇道进入型腔中，含有杂质镁合金液进入横浇道远端，而开在横浇道中间的内浇道通过纯净的镁液，在铸件型腔中镁液自下而上充满整个铸件，实现顺序凝固，解决铸件疏松问题，每层横浇道都能对铸件进行补缩，解决了镁合金收缩量大的技术问题。
Description
技术领域
本发明属于镁合金影视灯具前框砂型铸造技术领域，涉及一种影视灯具前框砂型铸造方法。
背景技术
镁合金密度小（1.8g/cm3左右）但强度高、刚性好。在现有的工程用金属中，镁的密度最小，是钢的1/5，锌的1/4，铝的2/3。普通铸造镁合金和铸造铝合金的刚度相同，因而其比强度明显高于铝合金，镁合金更用来设计整体构件。散热性能好，相同温度，镁合金的散热时间还不到铝合金的一半。因此，影视灯具前框采用镁合金材料制作，直接降低整个灯壳的重量，还可以起到迅速散热的目的。
由于影视灯具前框尺寸大、壁薄、形状复杂，目前国内多采用镁合金雕刻技术成型，成本较高；采用镁合金铸造成型，可以显著的降低成本。但镁合金熔液在流动过程中降温速度快，从而降低镁合金流动性，易发生冷隔与浇不足现象；镁合金收缩较大，在镁合金凝固收缩过程中，铸件得不到及时补缩，铸件就会发生开裂及疏松的现象；镁合金熔液易发生氧化燃烧，产生氧化渣进入铸件而形成缺陷。因此，亟待开发一种具有浇铸速度快、挡渣能力强、流动平稳、有利于顺序凝固和补缩特点的镁合金浇铸方法，尤其是一种影视灯具前框砂型铸造方法。
发明内容：
本发明的目的是解决镁合金收缩量大的技术问题，提供一种影视灯具前框砂型铸造的方法。
为达到上述目的，本发明所述的一种18KW影视灯具前框砂型铸造方法，包括以下步骤：
1）、混制树脂砂：所述树脂砂由下述组分按质量百分比混制而成， 80～140目石英砂:酚脲烷树脂NP301:酚脲烷树脂NP302=100:(0.5～1.2):(0.5～1.2)，混制时先加入石英砂及酚脲烷树脂NP301，混合搅匀2～3分钟，再加入酚脲烷树脂NP302混合搅匀2～3分钟，即得可使用的树脂砂；
2）、造型制芯：采用四箱造型和三层阶梯式横浇道系统，三层横浇道连通 直浇道与内浇道，三层横浇道之间用砂子隔断，可减少不同直浇道进入的镁液相互冲击，造成镁液压力减小，在铸件壁厚热结处加入随型冷铁；在制芯过程中，在圆形壁厚的砂型芯子内加入芯骨，以便在合箱过程中减少芯子的损坏及方便合箱操作；
3）、砂型喷涂：造型完成后，在型腔内壁及芯子表面喷涂一层涂料，所述涂料为醇基石墨粉与无水酒精的混合物，混合质量配比为1：0.2～0.35，涂层厚度为0.15～0.25毫米；
4）、砂型烘烤：喷涂完的砂型放置在烘干窑中进行烘干，烘干温度为200～240℃，时间为2～4小时，其目的是降低砂型中的水分含量及提高浇铸时砂型温度；
5）、镁合金原料熔炼：将AZ91D镁合金原料放入坩埚中进行加热熔化，待AZ91D镁合金原料全部熔化后，将温度升至710～730℃进行精炼，精炼时间5～15分钟，形成镁液，将镁液温度调至710℃时静置，静置30～90分钟后，再升温至745～755℃进行保温浇铸，所述AZ91D镁合金原料是由下述组分按质量配比组成：Al8.5～9.5%，Zn0.45～0.90%，Mn0.17～0.40%，Cu0.020～0.025%，Ni0.0008～0.001%，Fe0.003～0.004%，Si0.05～0.08%，其余为镁；
6）、合箱浇铸：对烘烤完的砂型迅速进行合箱，浇铸前在砂型中通入3～5秒的SF6气体，然后进行浇铸，即可铸出18KW影视灯具前框。
所述四箱造型和三层阶梯式横浇道系统，它包括砂箱和三层阶梯式横浇道系统，所述砂箱由上到下依次由上箱、上中箱、下中箱和下箱构成，所述上中箱和下中箱内设有内腔与铸件形状相同的砂型芯子，内腔铸件壁厚热结处部位设有随型冷铁，所述砂型芯子内设有芯骨，所述三层阶梯式横浇道系统贯穿于砂箱中。
所述三层阶梯式横浇道系统，它包括直浇道，直浇道的两侧由上到下对称设有内设内浇道的上层横浇道、中层横浇道和底层横浇道；所述上层横浇道、中层横浇道和底层横浇道，这三层横浇道连通 直浇道与内浇道，三层横浇道之间用砂子隔断。
本发明采用阶梯式浇铸系统，镁合金通过直浇道进入横浇道，横浇道采用三层阶梯式的形式，横浇道充满后通过内浇道进入型腔中，含有杂质镁合金液进入横浇道远端，而开在横浇道中间的内浇道通过纯净的镁液，在铸件型腔中镁液自下而上充满整个铸件，实现顺序凝固，解决铸件疏松问题，每层横浇道都能对铸件进行补缩，解决了镁合金收缩量大的技术问题。
附图说明
图1是本发明三层阶梯式横浇道系统结构示意图；
图2是本发明四箱造型结构示意图。
图中1、直浇道 2、底层横浇道 3、中层横浇道 4、上层横浇道 5、内浇道 6、砂箱 7、铸件 8、冷铁 9、砂型芯子 10、芯骨 11、上箱 12、上中箱 13、下中箱 14、下箱
具体实施方式：为了再现本发明下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
实施例1
本发明所述的一种18KW影视灯具前框砂型铸造方法，其工艺步骤如下：
1）、混制树脂砂：所述树脂砂由下述组分按质量百分比混制而成， ,80目石英砂:酚脲烷树脂NP301:酚脲烷树脂NP302=100:0.5: 1.2，混制时先加入石英砂及酚脲烷树脂NP301，混合搅匀2分钟，再加入酚脲烷树脂NP302混合搅匀3分钟，即得可使用的树脂砂；
2）、造型制芯：参照图1和图2，采用四箱造型和三层阶梯式横浇道系统，三层横浇道连通 直浇道与内浇道，三层横浇道之间用砂子隔断，可减少不同直浇道进入的镁液相互冲击，造成镁液压力减小，在铸件壁厚热结处加入随型冷铁；在制芯过程中，在圆形壁厚的砂型芯子内加入芯骨，以便在合箱过程中减少芯子的损坏及方便合箱操作；
3）、砂型喷涂：造型完成后，在型腔内壁及芯子表面喷涂一层涂料，所述涂料为醇基石墨粉与无水酒精的混合物，质量配比为1：0.2，涂层厚度为0.15毫米；
4）、砂型烘烤：喷涂完的砂型放置在烘干窑中进行烘干，烘干温度为200℃，时间为4小时；
5）、镁合金原料熔炼：将AZ91D镁合金原料放入坩埚中进行加热熔化，待AZ91D镁合金原料全部熔化后，将温度升至710℃进行精炼，精炼时间15分钟，形成镁液，将镁液温度调至710℃时静置，静置30分钟后，再升温至745℃进行保温浇铸，所述AZ91D镁合金原料是由下述组分按质量配比组成：Al8.5%，Zn0.90%，Mn0.17%，Cu0.025%，Ni0.0008%，Fe0.004%，Si0.05%，其余为镁；
6）、合箱浇铸：对烘烤完的砂型迅速进行合箱，浇铸前在砂型中通入3秒的SF6气体，然后进行浇铸，再经冷却成型、卸模，即可铸出18KW影视灯具前框。
根据图1和图2，所述四箱造型和三层阶梯式横浇道系统，它包括砂箱和三层阶梯式横浇道系统，所述砂箱由上到下依次由上箱、上中箱、下中箱和下箱构成，所述上中箱和下中箱内设有内腔与铸件形状相同的砂型芯子，内腔铸件壁厚热结处部位设有随型冷铁，所述砂型芯子内设有芯骨，所述三层阶梯式横浇道系统贯穿于砂箱中。
根据图2，所述三层阶梯式横浇道系统，它包括直浇道，直浇道的两侧由上到下对称设有内设内浇道的上层横浇道、中层横浇道和底层横浇道；所述上层横浇道、中层横浇道和底层横浇道，这三层横浇道连通 直浇道与内浇道，三层横浇道之间用砂子隔断。
说明
说明：为了造型的方便，在工艺设计时，将模型在一定部位平剖，主要目的是为了方便下芯等,两半分别在两个沙箱中造型，下芯后,将两个成型的沙箱按中心对称合在一起的过程，叫合箱。
实施例2
根据实施例1，本发明所述的一种18KW影视灯具前框砂型铸造方法，其工艺步骤如下：
1）、混制树脂砂：所述树脂砂由下述组分按质量百分比混制而成， 140目石英砂:酚脲烷树脂NP301:酚脲烷树脂NP302=100: 1.2:0.5，混制时先加入石英砂及酚脲烷树脂NP301，混合搅匀3分钟，再加入酚脲烷树脂NP302混合搅匀2分钟，即得可使用的树脂砂；
2）、造型制芯：采用四箱造型和三层阶梯式横浇道系统，横浇道连通 直浇道与内浇道，横浇道间进行隔断，在壁厚热结处加入随型冷铁；在制芯过程中，圆形壁厚的芯子内加入芯骨；
3）、砂型喷涂：造型完成后，在型腔内壁及芯子表面喷涂一层涂料，所述涂料为醇基石墨粉与无水酒精的混合物，质量配比为1： 0.35，涂层厚度为0.25毫米；
4）、砂型烘烤：喷涂完的砂型放置在烘干窑中进行烘干，烘干温度为240℃，时间为2小时；
5）、镁合金原料熔炼：将AZ91D镁合金原料放入坩埚中进行加热熔化，待AZ91D镁合金原料全部熔化后，将温度升至730℃进行精炼，精炼时间5分钟，形成镁液，将镁液温度调至710℃时静置，静置90分钟后，再升温至755℃进行保温浇铸，所述AZ91D镁合金原料是由下述组分按质量配比组成：Al9.5%，Zn0.45%，Mn0.40%，Cu0.020%，Ni0.001%，Fe0.003%，Si0.05%，其余为镁；
6）、合箱浇铸：对烘烤完的砂型迅速进行合箱，浇铸前在砂型中通入5秒的SF6气体，然后进行浇铸，即可铸出18KW影视灯具前框。
实施例3
根据实施例1，本发明所述的一种18KW影视灯具前框砂型铸造方法，其工艺步骤如下：
1）、混制树脂砂：所述树脂砂由下述组分按质量百分比混制而成， 100目石英砂:酚脲烷树脂NP301:酚脲烷树脂NP302=100: 1.0: 1.0，混制时先加入石英砂及酚脲烷树脂NP301，混合搅匀2.5分钟，再加入酚脲烷树脂NP302混合搅匀2.5分钟，即得可使用的树脂砂；
2）、造型制芯：采用四箱造型和三层阶梯式横浇道系统，横浇道连通 直浇道与内浇道，横浇道间进行隔断，在壁厚热结处加入随型冷铁；在制芯过程中，圆形壁厚的芯子内加入芯骨；
3）、砂型喷涂：造型完成后，在型腔内壁及芯子表面喷涂一层涂料，所述涂料为醇基石墨粉与无水酒精的混合物，质量配比为1：0. 3，涂层厚度为0.20毫米；
4）、砂型烘烤：喷涂完的砂型放置在烘干窑中进行烘干，烘干温度为220℃，时间为3小时；
5）、镁合金原料熔炼：将AZ91D镁合金原料放入坩埚中进行加热熔化，待AZ91D镁合金原料全部熔化后，将温度升至720℃进行精炼，精炼时间10分钟，形成镁液，将镁液温度调至710℃时静置，静置60分钟后，再升温至750℃进行保温浇铸，所述AZ91D镁合金原料是由下述组分按质量配比组成：Al9.0%，Zn0.70%，Mn0.30%，Cu0.022%，Ni0.0009%，Fe0.003%，Si0.06%，其余为镁；
6）、合箱浇铸：对烘烤完的砂型迅速进行合箱，浇铸前在砂型中通入4秒的SF6气体，然后进行浇铸，即可铸出18KW影视灯具前框。
本发明制备的18KW镁合金影视灯具前框与铝合金前框相比，重量减轻30%左右，结构为圆锥型，壁厚为4毫米，属于薄壁框架类铸件，完全满足客户需要。
本发明在步骤2）造型制芯中，其模型、芯子采用铝合金材料，目的是提高砂型、芯子的成型精度在步骤3）砂型喷涂中，使用涂料在砂型表面进行喷涂，其目的是以增加砂型表面的光洁度，提高铸件光洁度；在步骤4）砂型烘烤中：采用砂型烘干窑进行砂型烘干，其目的是为减少砂型中的水分及提高砂型浇铸时的温度。
Claims (1)
1.一种18KW影视灯具前框砂型铸造方法，其特征在于，
1）混制树脂砂：所述树脂砂由下述组分按质量百分比混制而成， 80～140目石英砂:酚脲烷树脂NP301:酚脲烷树脂NP302=100:(0.5～1.2):(0.5～1.2)，混制时先加入石英砂及酚脲烷树脂NP301，混合搅匀2～3分钟，再加入酚脲烷树脂NP302混合搅匀2～3分钟，即得树脂砂；
2）造型制芯：采用四箱造型和三层阶梯式横浇道系统，三层横浇道连通 直浇道与内浇道，三层横浇道之间用砂子隔断，在铸件壁厚热结处加入随型冷铁；在制芯过程中，在圆形壁厚的砂型芯子内加入芯骨；
3）砂型喷涂：造型完成后，在型腔内壁及芯子表面喷涂一层涂料，所述涂料为醇基石墨粉与无水酒精的混合物，混合质量配比为1：0.2～0.35，涂层厚度为0.15～0.25毫米；
4）砂型烘烤：喷涂完的砂型放置在烘干窑中进行烘干，烘干温度为200～240℃，时间为2～4小时；
5）镁合金原料熔炼：将AZ91D镁合金原料放入坩埚中进行加热熔化，待AZ91D镁合金原料全部熔化后，将温度升至710～730℃进行精炼，精炼时间5～15分钟，形成镁液，将镁液温度调至710℃时静置，静置30～90分钟后，再升温至745～755℃进行保温浇铸，所述AZ91D镁合金原料是由下述组分按质量配比组成：Al8.5～9.5%，Zn0.45～0.90%，Mn0.17～0.40%，Cu0.020～0.025%，Ni0.0008～0.001%，Fe0.003～0.004%，Si0.05～0.08%，其余为镁；
6）合箱浇铸：对烘烤完的砂型迅速进行合箱，浇铸前在砂型中通入3～5秒的SF6气体，然后进行浇铸，即可铸出18KW影视灯具前框；
所述四箱造型和三层阶梯式横浇道系统，它包括砂箱和三层阶梯式横浇道系统，所述砂箱由上到下依次由上箱、上中箱、下中箱和下箱构成，所述上中箱和下中箱内设有内腔与铸件形状相同的砂型芯子，内腔铸件壁厚热结处部位设有随型冷铁，所述砂型芯子内设有芯骨，所述三层阶梯式横浇道系统贯穿于砂箱中；
所述三层阶梯式横浇道系统，它包括直浇道，直浇道的两侧由上到下对称设有内设内浇道的上层横浇道、中层横浇道和底层横浇道；所述上层横浇道、中层横浇道和底层横浇道，这三层横浇道连通 直浇道与内浇道，三层横浇道之间用砂子隔断。
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
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Denomination of invention: A sand casting method for the front frame of 18KW film and television lamps Effective date of registration: 20230113 Granted publication date: 20190118 Pledgee: Linshang Bank Co.,Ltd. Feixian sub branch Pledgor: SHANDONG YINGUANG YUYUAN LIGHT METAL PRECISION MOLDING Co.,Ltd. Registration number: Y2023980031285 |