CN107598088A

CN107598088A - 一种提升薄壁异型铝合金铸件出品率的方法

Info

Publication number: CN107598088A
Application number: CN201710876348.0A
Authority: CN
Inventors: 郭玉峰; 唐亮; 王宏宇; 丁扬
Original assignee: TAIZHOU KANGQIAN MECHANICAL MANUFACTURE CO Ltd
Current assignee: TAIZHOU KANGQIAN MECHANICAL MANUFACTURE CO Ltd
Priority date: 2017-09-25
Filing date: 2017-09-25
Publication date: 2018-01-19

Abstract

一种提升薄壁异形铝合金铸件出品率的方法，其特征是它包括如下步骤：首先，针对所要铸造成形的薄壁异型铝合金铸件，通过计算机数值分析（如ProCAST软件）或生产实践经验确定易产生因充型能力不足而导致铸造缺陷的部位，可在这些部位处设置镂空槽也可同时设置补缩暗冒口；接着，在金属型模具已开设好的镂空槽中充填保温材料（可选取保温石棉或高铝纤维棉等材料）并压实；最后，合型进行浇注即可。本发明能够有效避免薄壁异型铝合金铸件因结构复杂、壁厚薄等而产生的铸造缺陷，大幅提高铸件出品率。

Description

一种提升薄壁异型铝合金铸件出品率的方法

技术领域

本发明属于铝合金铸造成形领域，涉及一种薄壁异形铝合金铸造成形方法，具体地说是一种通过模具镂空设计并充填保温材料的提升薄壁异形铝合金铸件出品率的方法。

背景技术

随着机电产品轻量化发展趋势的不断深入，铝合金铸件的用量越来越大，而且其还呈现出薄壁、异形、复杂等结构特点。金属型铸造是铝合金铸件成形的重要方法之一。由于金属型导热性能好，其所获得铸件具有晶粒细小、力学性能高等优点，但也存在着模具导热快而造成合金充型能力下降，进而导致薄壁尤其是薄壁异形复杂结构（最薄处仅为数毫米）难以成形等问题。为了增强铝合金的充型能力，一些特种铸造方法如压力铸造被使用，然而压力铸造不可避免地存在一些局限性如气孔较多以及不能进行后续热处理等等，使得这种铸造方法在要求气密性高的场合如气体绝缘全封闭组合电器（简称为GIS）用铝合金部品成形中无法使用，进而造成目前薄壁异形GIS铝合金部品出品率行业整体水平仅为60%左右。

据申请人所知，目前对于这一问题尚未有一种行之有效的解决方法可供使用。

发明内容

本发明的目的是针对目前薄壁异形GIS铝合金部品铸件出品率低的问题，发明一种通过设置补缩冒口和模具镂空设计并充填保温材料来提升薄壁异形铝合金铸件出品率的方法，从而提高此类产品的铸造出品率。

本发明的技术方案之一是：

一种提升薄壁异形铝合金铸件出品率的方法，其特征是其包括如下步骤：

首先，针对所要铸造成形的薄壁异型铝合金铸件，通过计算机数值分析或生产实践经验确定易产生因充型能力不足而导致铸造缺陷的部位，在这些部位处设置相应的补缩暗冒口；

然后，在金属型模具外侧于补缩暗冒口对应位置处和（或）易产生因充型能力不足而导致铸造缺陷部位所对应位置处开设镂空槽；

接着，在金属型模具已开设好的镂空槽中充填保温材料并压实；

最后，合型进行浇注即可。

进一步地，所述的金属型模具镂空槽的形状可根据所铸造的薄壁异型铝合金铸件及金属型模具的具体形状结构决定，其形状可以是环形、方形、圆形或多边形中的一种或是几种的组合。

进一步地，所述的金属型模具镂空槽的尺寸及数量根据所铸造的薄壁异型铝合金铸件及金属型模具的具体形状结构决定。

进一步地，所述的保温材料可选取保温石棉或高铝纤维棉等材料。

进一步地，所述的镂空槽填充保温材料后可加盖封住镂空口，以进一步增强保温效果和防止使用过程中保温材料脱落。

本发明的技术方案之二是：

一种提升薄壁异形铝合金铸件出品率的方法，其特征是它包括如下步骤：

首先，针对所要铸造成形的薄壁异型铝合金铸件，通过计算机数值分析或生产实践经验确定易产生因充型能力不足而导致铸造缺陷的部位；

然后，在金属型模具外侧于充型能力不足而导致铸造缺陷的部位处开设镂空槽；

接着，在所述的镂空槽中充填保温材料并压实，通过保温作用提高其充型能力；

最后，合型进行浇注即可。

所述的镂空槽的形状可根据所铸造的薄壁异型铝合金铸件及金属型模具的具体形状结构决定，其形状可以是环形、方形、圆形或多边形中的一种或是几种的组合。

所述的保温材料可选取保温石棉或高铝纤维棉等材料。

所述的镂空槽填充保温材料后可加盖封住镂空口，以进一步增强保温效果和防止使用过程中保温材料脱落。

所述的薄壁异形铝合金铸件的壁厚最小处为6毫米。

本发明的有益效果：

（1）本发明所述提升薄壁异形铝合金铸件出品率的方法，将原金属型铸模用于增强散热用的镂空结构转变为保温结构，并在镂空结构中填充保温材料，从而增强了相应位置的铝合金的流动性能，使得薄壁异形铝合金铸件出品率由行业的60%左右提升至85%及以上。

（2）本发明所述提升薄壁异形铝合金铸件出品率的方法，简单易行，具有很好的工程适应性，不仅适用于铝合金制品而且也可应用于其他金属薄壁异形铸件成形。

（3）本发明既可单独使用镂空槽加保温材料措施，也可联合采用补缩暗冒口和增设镂空槽加保温材料措施的双重方法来提高材料在薄壁处的流动性，进而从根本上提高了金属型薄壁异形铸件的成品率，小创新产生了大效益。

附图说明

图1 某型铝合金机座外套三维实体图。

图2 图1所述的铝合金机座外套浇注后44s时的温度分布和固相分布模拟图。

图3 图1所述的铝合金机座外套加暗冒口模具剖面图。

图4 图1所述的铝合金机座外套加暗冒口模具俯视图。

图5 图1所述的铝合金机座外套不加暗冒口模具剖面图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但这不能用于对本发明的限制，本领域技术人员根据本发明的基本思想，可以做出各种修改或改进，但是只要不脱离本发明的基本思想，均在本发明的范围之内。

实施例一。

如图3、4所示。

一种提升薄壁异形铝合金铸件出品率的方法，它包括如下步骤：首先，针对所要铸造成形的薄壁异型铝合金铸件，通过计算机数值分析（如ProCAST软件）或生产实践经验确定易产生因充型能力不足而导致铸造缺陷的部位，可在这些部位处设计相应的补缩暗冒口；然后，在金属型模具上补缩暗冒口和（或）易产生因充型能力不足而导致铸造缺陷部位所对应位置处开设镂空槽（如图3、4）；接着，在金属型模具已开设好的镂空槽中充填保温材料（可选取保温石棉或高铝纤维棉等材料）并压实；最后，合型进行浇注即可。采用本方法的铸件合格率高达90%及以上。所述的金属型模具镂空槽的形状可根据所铸造的薄壁异型铝合金铸件及金属型模具的具体形状结构决定，其形状可以是环形、方形、圆形或多边形中的一种或是几种的组合；所述的金属型模具镂空槽的尺寸及数量根据所铸造的薄壁异型铝合金铸件及金属型模具的具体形状结构决定；所述的镂空槽填充保温材料后可加盖封住镂空口，以进一步增强保温效果和防止使用过程中保温材料脱落。

实施例二。

如图5所示。

一种提升薄壁异形铝合金铸件出品率的方法，它包括如下步骤：首先，针对所要铸造成形的最小厚度为6毫米的薄壁异型铝合金铸件，通过计算机数值分析（如ProCAST软件）或生产实践经验确定易产生因充型能力不足而导致铸造缺陷的部位；然后，在金属型模具外侧于缺陷部位对应位置处开设镂空槽（形状可为环形、方形、圆形、多边形或其组合）；接着，在金属型模具已开设好的镂空槽中充填保温材料（可选取保温石棉或高铝纤维棉等材料）并压实加盖防止脱落；最后，合型进行浇注即可。采用本方法的铸件合格率最高可达85%，所述的金属型模具镂空槽的形状可根据所铸造的薄壁异型铝合金铸件及金属型模具的具体形状结构决定，其形状可以是环形、方形、圆形或多边形中的一种或是几种的组合；所述的金属型模具镂空槽的尺寸及数量根据所铸造的薄壁异型铝合金铸件及金属型模具的具体形状结构决定；所述的镂空槽填充保温材料后可加盖封住镂空口，以进一步增强保温效果和防止使用过程中保温材料脱落。

实例。

一种铝合金薄壁机座外套（图1），其结构为底部穿孔的缸状结构，高度方向有164mm，最大外圆直径为400mm，最小壁厚约为6mm。其铸造方法是：首先，采用ProCAST软件进行数值模拟分析发现，在浇注后44s时，铸件的大部分区域为液相区，而位于铸件中部的薄壁处已经明显开始凝固（图2中D处），此处易产生充型能力不足而引起的缺陷。为此，在此处先设置补缩暗冒口，随后在金属模具外侧于补缩暗冒口对应位置处及易产生充型能力不足而引起缺陷部位对应金属型模具处设置四个镂空槽，并向镂空槽中填充保温石棉后合型进行浇注成形，如图3、4所示。采用本发明所述方法，该铝合金机座外套出品率由原来的55%提升至90%以上。实验表明，如果仅在易产生充型能力不足设置镂空槽而不设置补缩暗冒口也能提高铸件的成品率（图5），但其合格率虽然高于仅设置补缩暗冒口的技术措施，但低于同时采用补缩暗冒口和增设镂空槽加保温材料的技术措施。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims

1.一种提升薄壁异形铝合金铸件出品率的方法，其特征是它包括如下步骤：

首先，针对所要铸造成形的薄壁异型铝合金铸件，通过计算机数值分析或生产实践经验确定易产生因充型能力不足而导致铸造缺陷的部位，在金属型模具上对应位置处设置相应的补缩暗冒口；

然后，在金属型模具外侧于补缩暗冒口对应位置处和/或易产生因充型能力不足而导致铸造缺陷部位所对应位置处开设镂空槽；

最后，合型进行浇注即可。

2.根据权利要求1所述的提升薄壁异形铝合金铸件出品率的方法，其特征是：所述的镂空槽的形状可根据所铸造的薄壁异型铝合金铸件及金属型模具的具体形状结构决定，其形状可以是环形、方形、圆形或多边形中的一种或是几种的组合。

3.据权利要求1所述的提升薄壁异形铝合金铸件出品率的方法，其特征是：所述的金属型模具镂空槽的尺寸及数量根据所铸造的薄壁异型铝合金铸件及金属型模具的具体形状结构决定。

4.根据权利要求1所述的提升薄壁异形铝合金铸件出品率的方法，其特征是：所述的保温材料可选取保温石棉或高铝纤维棉等材料。

5.根据权利要求1所述的提升薄壁异形铝合金铸件出品率的方法，其特征是：所述的镂空槽填充保温材料后可加盖封住镂空口，以进一步增强保温效果和防止使用过程中保温材料脱落。

6.一种提升薄壁异形铝合金铸件出品率的方法，其特征是它包括如下步骤：

最后，合型进行浇注即可。

7.根据权利要求6所述的提升薄壁异形铝合金铸件出品率的方法，其特征是：所述的镂空槽的形状可根据所铸造的薄壁异型铝合金铸件及金属型模具的具体形状结构决定，其形状可以是环形、方形、圆形或多边形中的一种或是几种的组合。

8.根据权利要求6所述的提升薄壁异形铝合金铸件出品率的方法，其特征是：所述的保温材料可选取保温石棉或高铝纤维棉等材料。

9.根据权利要求6所述的提升薄壁异形铝合金铸件出品率的方法，其特征是：所述的镂空槽填充保温材料后可加盖封住镂空口，以进一步增强保温效果和防止使用过程中保温材料脱落。

10.根据权利要求1或6所述的提升薄壁异形铝合金铸件出品率的方法，其特征是：所述的薄壁异形铝合金铸件的壁厚最小处为6毫米。