CN108015225A - 一种复合铸型的铝合金铸造方法 - Google Patents

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徐尧民
李俭英
于忠军
张爽
张翼
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Abstract

本发明涉及一种复合铸型的铝合金铸造方法，将复杂浇注系统或部分铸件结构采用砂型，避免熔模铸造中浇注系统设计的局限性，解决了铝合金砂型铸造表面粗糙度差，尺寸精度低的缺点，同时由于浇注系统部分采用砂型铸造弥补了熔模铸造中浇注系统设计的局限性，并大大节约了整体熔模铸造的铸造成本，适合于铸件结构复杂、紧凑，精度高、壁厚小、性能高，并带有涵道、复杂腔体、复杂油路等结构的铝合金铸件。

Description

一种复合铸型的铝合金铸造方法
技术领域
本发明涉及一种铸造方法，尤其是一种复合铸型的铝合金铸造方法。
背景技术
熔模精密铸造与砂型铸造是两种铸造方法。熔模精密铸造就是易熔材料制成可熔性模型，在其上涂覆若干层特制的耐火材料，经过干燥和硬化形成的一个整体模组，再从模组中熔失熔模而获得中空的型壳，然后将型壳放入焙烧炉中经高温焙烧，最后在其中浇注熔融的金属而得到铸件的方法。熔模铸造工艺特点铸件尺寸精度高、表面粗糙度值细，熔模铸造铸件的尺寸精度可达到4～6级，表面粗糙度可达到Ra0.4～3.2μm,可以大大减少铸件的切屑加工余量，并可实现无余量铸造。砂型铸造就是在铸造生产中，运用各种原砂、粘结剂(有的还要加入硬化剂或催化剂)和附加物等材料配制的型砂(芯)，以模样等工艺装备制造成铸型，将金属液注入铸型而形成各种铸件的工艺方法。适合铸造壁厚≥3mm,精度等级符合HB6013规定的CT7～CT11，表面粗糙度Ra≥6.3μm的各种形状、尺寸、批量和牌号的铝、镁合金铸件。对于一些产品，比如某些航空产品类机匣，具有铸造形状复杂、尺寸精密、大型薄壁、整体无余量的特点，使用熔模精密铸造方式进行铸造，需要设计的熔模尺寸很大，结构复杂，需要很大的浇注系统，会导致产品的生产成本增加。若使用砂型铸造方式，由砂型铸造的特点，导致铸件尺寸精度低，表面粗质量下降，无法满足使用要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种复合铸型的铝合金铸造方法，可以实现形状复杂、尺寸精密、大型薄壁、整体无余量的产品的铸造，并具有节约成本、精度高的优点。
本发明的具体技术方案是，所述的方法包括以下步骤：
1、根据产品图纸要求，设计铸造图；
2、制造模具，其中铸件的主体部位采用熔模精密铸造型壳，铸件的浇注系统和冒口部位采用砂型，型壳制备过程中主体部位、浇冒口系统分别涂制；
3、在型壳制备完成后利用开天窗的方式将型壳的主体部位和浇冒口连接的部位打开；
4、对型壳进行培烧，焙烧后使用料浆将型壳的主体部位和浇冒口连接；
5、将主体部位和浇冒口连接一起的型壳放到砂箱中进行造型，形成中箱；
6、根据中箱的尺寸选择带生液池的下箱和上箱；
7、将下箱、中箱和上箱进行组合，并将组合好的砂箱放入差压罐的上部；
8、将熔化的铝合金转移至差压罐上部，进行保温精炼至合金含气量低于0.15ml/100g；
9、在差压罐内充气至0.5～0.6MPa,关闭上下罐连通阀，在差压罐的上部减压40～70KPa；
10、通过浇口盆、内浇道进行充型；
11、充型结束后，对差压罐的上部减压至80～100kPa；
12、对整个差压罐进行快速充气，充气压力不大于0.8MPa，充气时间不超过10秒，待合金溶液凝固后打开上下罐连通阀并放气；
13、取出铸件，浇注完成。
本发明涉及的是陶瓷型壳与砂型组合技术，将精度和表面质量要求较高的铸件本体或铸件一部分采用陶瓷型壳，从而保证铸件尺寸精度及表面质量；将复杂浇注系统或部分铸件结构采用砂型，避免熔模铸造中浇注系统设计的局限性，并节约制造成本；最后将陶瓷型壳与砂型型腔组合形成复合铸型后进行差压浇注的铸造技术。
该种铸造方式降低了大型铝合金熔模铸造中的型壳制备的难度。熔模铸造中，大型的型壳结构相对熔模铸造相对困难，尤其大型铸件需要复杂的浇注系统，在涂制过程中，无论沾浆、控料、淋砂，难度都大大增加，而这种复合铸造方式铸件本体或是铸件一部分采用陶瓷型壳，降低了型壳制备的难度，也减少了工人的劳动强度。此外，由于铸件本体部分采用陶瓷型壳，所以解决了铝合金砂型铸造表面粗糙度差，尺寸精度低的缺点，同时由于浇注系统部分采用砂型铸造弥补了熔模铸造中浇注系统设计的局限性，并大大节约了整体熔模铸造的铸造成本。
复合铸造方式具有铝合金精密铸造和砂型铸造的综合优势。通过熔模铸造与砂型铸造相结合的复合铸型的制备方法，提高铸件的表面质量，结合了熔模铸造和砂型铸造的优点，解决了砂型铸件生产周期长，熔模铸造中熔模制造和型壳制备困难的问题。并且对于其它铸造方法相结合具有一定的借鉴意义。该种复合铸造方式尤其适合于铸件结构复杂、紧凑，精度高、壁厚小、性能高，并带有涵道、复杂腔体、复杂油路等结构的铝合金铸件。
具体实施方式
一种复合铸型的铝合金铸造方法，所述的方法包括以下步骤：
1、根据产品图纸要求，设计铸造图；
2、制造模具，其中铸件的主体部位采用熔模精密铸造型壳，铸件的浇注系统和冒口部位采用砂型，型壳制备过程中主体部位、浇冒口系统分别涂制；
3、在型壳制备完成后利用开天窗的方式将型壳的主体部位和浇冒口连接的部位打开；
4、对型壳进行培烧，焙烧后使用料浆将型壳的主体部位和浇冒口连接；
5、将主体部位和浇冒口连接一起的型壳放到砂箱中进行造型，形成中箱；
6、根据中箱的尺寸选择带生液池的下箱和上箱；
7、将下箱、中箱和上箱进行组合，并将组合好的砂箱放入差压罐的上部；
8、将熔化的铝合金转移至差压罐上部，进行保温精炼至合金含气量低于0.15ml/100g；
9、在差压罐内充气至0.5～0.6MPa,关闭上下罐连通阀，在差压罐的上部减压40～70KPa；
10、通过浇口盆、内浇道进行充型；
11、充型结束后，对差压罐的上部减压至80～100kPa；
12、对整个差压罐进行快速充气，充气压力不大于0.8MPa，充气时间不超过10秒，待合金溶液凝固后打开上下罐连通阀并放气；
13、取出铸件，浇注完成。

Claims (1)

1.一种复合铸型的铝合金铸造方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
1)根据产品图纸要求，设计铸造图；
2)制造模具，其中铸件的主体部位采用熔模精密铸造型壳，铸件的浇注系统和冒口部位采用砂型，型壳制备过程中主体部位、浇冒口系统分别涂制；
3)在型壳制备完成后利用开天窗的方式将型壳的主体部位和浇冒口连接的部位打开；
4)对型壳进行培烧，焙烧后使用料浆将型壳的主体部位和浇冒口连接；
5)将主体部位和浇冒口连接一起的型壳放到砂箱中进行造型，形成中箱；
6)根据中箱的尺寸选择带生液池的下箱和上箱；
7)将下箱、中箱和上箱进行组合，并将组合好的砂箱放入差压罐的上部；
8)将熔化的铝合金转移至差压罐上部，进行保温精炼至合金含气量低于0.15ml/100g；
9)在差压罐内充气至0.5～0.6MPa,关闭上下罐连通阀，在差压罐的上部减压40～70KPa；
10)通过浇口盆、内浇道进行充型；
11)充型结束后，对差压罐的上部减压至80～100kPa；
12)对整个差压罐进行快速充气，充气压力不大于0.8MPa，充气时间不超过10秒，待合金溶液凝固后打开上下罐连通阀并放气；
13)取出铸件，浇注完成。
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