CN108115100A - 防止铸件以及阴转子缩孔、缩松的方法 - Google Patents

防止铸件以及阴转子缩孔、缩松的方法 Download PDF

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Abstract

一种防止铸件缩孔、松缩的方法包括以下步骤：S001，利用增材制造技术，将型砂制作成砂芯，并在砂芯的增材制造过程中预留出冷却通道；S002，多个砂芯组装形成组芯，并将金属液倒入组芯形成的型腔中，直至金属液充满型腔；S003，在冷却通道中通入低温气体，使金属液逐渐冷却，形成铸件。本发明还提供一种防止阴转子缩孔、缩松的方法。本发明由于不需要专用冷铁进行降温，因此降低了冷却成本。在对金属液进行降温时，针对不同规格的铸件，可以通过通入低温气体的气压以及冷却通道的规格来及时降温，防止铸件出现缩孔、缩松的问题。

Description

防止铸件以及阴转子缩孔、缩松的方法
技术领域
本发明涉及铸造技术领域，尤其涉及一种防止铸件以及阴转子缩孔、缩松的方法。
背景技术
物质一般都有发生热胀冷缩的现象。铸件在冷却成型时，也会发生收缩，造成铸件体积减小。正常情况下，铸件发生冷却收缩时，会由金属液再次补充。但是当铸件冷却不均匀时，局部的金属液会先冷凝，进一步将未冷凝的金属液包围，形成密闭腔体。当未冷凝的金属液冷却收缩时，就得不到外界的金属液补充，从而形成缩孔或缩松。为了防止铸件产生缩孔或缩松，一般采用冷铁或冒口或两者配合的工艺。
铸件因为其结构的需要，各个部分壁厚不均，有的部位厚，就冷却的慢；有的部位薄，就冷却的快。这使得同一个铸件各个部位冷却速度不均，造成缩孔，或者把壁薄的部位拉裂。为了避免这种现象的产生，造型完成后，就在铸件壁厚较厚的部位加放冷铁，用它来吸收铁水的温度，加速这个部位的冷却速度，缩短和其他壁厚薄的部位冷却的时间差。
铸件在铸型中冷却时，最薄的部位先凝固，其收缩可由附近较厚的部分补偿；较厚部分凝固时，又可由最厚部分得到补偿；最厚部分凝固时，如得不到外来的补偿，该处就会形成大缩孔。在这种情况下，冒口的作用就是要补偿铸件最后凝固的部分，所以冒口要置于铸件最厚部位的上方或侧面，并且它的凝固要求晚于铸件的最厚部分。
然而由于某些铸件形状特殊，铸件表面必须使用专用冷铁，但是专用冷铁的成本很高，且有些铸件无法放置冷铁。例如，阴转子包括转轴和叶片，无法摆放通用冷铁，制作专用冷铁成本太高，单纯依靠冒口又无法解决缩孔或缩松的问题。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种成本低、实现铸件顺序凝固或同时凝固的防止铸件缩孔、缩松的方法。
本发明还提供一种防止阴转子缩孔、缩松的方法。
一种防止铸件缩孔、松缩的方法包括以下步骤：
步骤S001，利用增材制造技术，将型砂制作成砂芯，并在砂芯的增材制造过程中预留出冷却通道；
步骤S002，多个砂芯组装形成组芯，并将金属液倒入组芯形成的型腔中，直至金属液充满型腔；
步骤S003，在冷却通道中通入低温气体，使金属液逐渐冷却，形成铸件。
一种防止阴转子缩孔、缩松的方法包括以下步骤：
S101，利用增材制造技术，将型砂制作成多个砂芯，并在砂芯的增材制造过程中在砂芯中预留出阴转子冷却通道，所述阴转子冷却通道包括阴转子进气通道、阴转子盘绕通道、阴转子出气通道，阴转子进气通道、阴转子盘绕通道、阴转子出气通道的截面分别为圆形，且直径为10mm～20mm，阴转子进气通道和阴转子出气通道分别位于砂芯的下端和上端，阴转子盘绕通道位于阴转子进气通道和阴转子出气通道之间，阴转子进气通道与阴转子盘绕通道的下端连通，阴转子出气通道与阴转子盘绕通道的上端连通，以通过阴转子盘绕通道对金属液进行降温；
S102，多个砂芯组装形成阴转子组芯，并将金属液倒入阴转子组芯形成的阴转子型腔中，直至金属液充满阴转子型腔，阴转子型腔的直径为352mm，高度为1.5m，阴转子盘绕通道与阴转子型腔之间的距离为20mm～30mm，所述阴转子进气通道与阴转子型腔之间的距离为20mm～25mm，所述阴转子出气通道与阴转子型腔之间的距离为25mm～30mm；
S103，在阴转子冷却通道中通入低温气体，使金属液逐渐冷却，形成铸件。
有益效果：本发明的防止铸件缩孔、缩松的方法，利用增材制造技术，在砂芯的增材制造过程中预留出冷却通道，通过在冷却通道中通入低温气体，使型腔中的金属液冷却形成铸件。由于不需要专用冷铁进行降温，因此降低了冷却成本。在对金属液进行降温时，针对不同规格的铸件，可以通过通入低温气体的气压以及冷却通道的规格来及时降温，防止铸件出现缩孔、缩松的问题。
附图说明
图1为阴转子冷却通道的结构示意图。
图中：阴转子冷却通道10、阴转子进气通道101、阴转子盘绕通道102、阴转子出气通道103、阴转子转接通道104。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
本发明还提供一种防止阴转子缩孔、缩松的方法。
一种防止铸件缩孔、松缩的方法包括以下步骤：
步骤S001，利用增材制造技术，将型砂制作成砂芯，并在砂芯的增材制造过程中预留出冷却通道；
步骤S002，多个砂芯组装形成组芯，并将金属液倒入组芯形成的型腔中，直至金属液充满型腔；
步骤S003，在冷却通道中通入低温气体，使金属液逐渐冷却，形成铸件。
进一步的，在步骤S001中，所述增材制造技术的具体操作如下：3D打印机打印头首先打印出一层厚度为0.2～0.4mm厚的砂子；再打印出一层树脂和固化剂的混合物，以此循环往复；形成冷却通道的位置只打印砂子，不打印树脂和固化剂的混合物，等砂芯全部打印完成后，将没有打印树脂和固化剂的砂子使用压缩空气吹出来，从而形成冷却通道。
进一步的，在步骤S001中，所述冷却通道包括进气通道、盘绕通道、出气通道，进气通道和出气通道分别位于砂芯的下端和上端，盘绕通道位于进气通道和出气通道之间，进气通道与盘绕通道的下端连通，出气通道与盘绕通道的上端连通，以通过盘绕通道内通入的冷空气对型腔中的金属液进行降温。
本发明还提供一种防止阴转子缩孔、缩松的方法。
一种防止阴转子缩孔、缩松的方法包括以下步骤：
S101，利用增材制造技术，将型砂制作成多个砂芯，并在砂芯的增材制造过程中在砂芯中预留出阴转子冷却通道10，所述阴转子冷却通道10包括阴转子进气通道101、阴转子盘绕通道102、阴转子出气通道103，阴转子进气通道101、阴转子盘绕通道102、阴转子出气通道103的截面分别为圆形，且直径为10mm～20mm，阴转子进气通道101和阴转子出气通道103分别位于砂芯的下端和上端，阴转子盘绕通道102位于阴转子进气通道101和阴转子出气通道103之间，阴转子进气通道101与阴转子盘绕通道102的下端连通，阴转子出气通道103与阴转子盘绕通道102的上端连通，以通过阴转子盘绕通道102对金属液进行降温；
S102，多个砂芯组装形成阴转子组芯，并将金属液倒入阴转子组芯形成的阴转子型腔中，直至金属液充满阴转子型腔，阴转子型腔的直径为352mm，高度为1.5m，阴转子盘绕通道102与阴转子型腔之间的距离为20mm～30mm，所述阴转子进气通道101与阴转子型腔之间的距离为20mm～25mm，所述阴转子出气通道103与阴转子型腔之间的距离为25mm～30mm；
S103，在阴转子冷却通道10中通入低温气体，使金属液逐渐冷却，形成铸件。
步骤S101中，阴转子进气通道101、阴转子盘绕通道102、阴转子出气通道103的圆形的截面只是本发明的一较佳实施例，在另一较佳实施例中，所述阴转子进气通道101、阴转子盘绕通道102、阴转子出气通道103的截面为椭圆形。
步骤S101中，阴转子进气通道101、阴转子盘绕通道102、阴转子出气通道103的直径为10mm～20mm，阴转子型腔的直径为352mm，高度为1.5m，阴转子盘绕通道102与阴转子型腔之间的距离为20mm～30mm，所述阴转子进气通道101与阴转子型腔之间的距离为20mm～25mm，所述阴转子出气通道103与阴转子型腔之间的距离为25mm～30mm，如此能够很好地对金属液降温，从而减少铸件冷却时间；并且能够防止阴转子出现缩孔、缩松的问题。
如果阴转子冷却通道10与阴转子型腔之间的距离较近，那么金属液对型腔侧壁的压力将会使砂芯发生变形甚至损坏，从而使阴转子的外形不符合使用要求；如果阴转子冷却通道10与阴转子型腔之间的距离较远，那么金属液的热量将无法通过阴转子冷却通道10及时散失，从而出现缩孔、缩松的问题。
进一步的，在步骤S101中，所述阴转子盘绕通道102的数量与阴转子的叶片的数量相同，且阴转子盘绕通道102均匀间隔设置，且每个阴转子盘绕通道102对应设置在两个阴转子的叶片之间。
进一步的，在步骤S101中，所述阴转子进气通道101与阴转子盘绕通道102之间、阴转子出气通道103与阴转子盘绕通道102之间设有阴转子转接通道104，所述阴转子转接通道104为环状，阴转子盘绕通道102的上端和下端分别与阴转子转接通道104连通。
进一步的，在步骤S103中，所述进入阴转子冷却通道10的低温气体的压力为0.5MPa～0.6MPa。
进一步的，在步骤S103中，所述通入低温气体的时间为6h～7h。
进一步的，在步骤S103中，所述低温气体的温度为0～30摄氏度。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种防止铸件缩孔、松缩的方法包括以下步骤：
S001，利用增材制造技术，将型砂制作成砂芯，并在砂芯的增材制造过程中预留出冷却通道；
S002，多个砂芯组装形成组芯，并将金属液倒入组芯形成的型腔中，直至金属液充满型腔；
S003，在冷却通道中通入低温气体，使金属液逐渐冷却，形成铸件。
2.如权利要求1所述的防止铸件缩孔、松缩的方法，其特征在于：所述增材制造技术的具体操作如下：3D打印机打印头首先打印出一层厚度为0.2～0.4mm厚的砂子；再打印出一层树脂和固化剂的混合物，以此循环往复；形成冷却通道的位置只打印砂子，不打印树脂和固化剂的混合物，等砂芯全部打印完成后，将没有打印树脂和固化剂的砂子使用压缩空气吹出来，从而形成冷却通道。
3.如权利要求1所述的防止铸件缩孔、松缩的方法，其特征在于：在步骤S001中，所述冷却通道包括进气通道、盘绕通道、出气通道，进气通道和出气通道分别位于砂芯的下端和上端，盘绕通道位于进气通道和出气通道之间，进气通道与盘绕通道的下端连通，出气通道与盘绕通道的上端连通，以通过盘绕通道内通入的冷空气对型腔中的金属液进行降温。
4.一种防止阴转子缩孔、缩松的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S101，利用增材制造技术，将型砂制作成多个砂芯，并在砂芯的增材制造过程中在砂芯中预留出阴转子冷却通道，所述阴转子冷却通道包括阴转子进气通道、阴转子盘绕通道、阴转子出气通道，阴转子进气通道、阴转子盘绕通道、阴转子出气通道的截面分别为圆形，且直径为10mm～20mm，阴转子进气通道和阴转子出气通道分别位于砂芯的下端和上端，阴转子盘绕通道位于阴转子进气通道和阴转子出气通道之间，阴转子进气通道与阴转子盘绕通道的下端连通，阴转子出气通道与阴转子盘绕通道的上端连通，以通过阴转子盘绕通道对金属液进行降温；
S102，多个砂芯组装形成阴转子组芯，并将金属液倒入阴转子组芯形成的阴转子型腔中，直至金属液充满阴转子型腔，阴转子型腔的直径为352mm，高度为1.5m，阴转子盘绕通道与阴转子型腔之间的距离为20mm～30mm，所述阴转子进气通道与阴转子型腔之间的距离为20mm～25mm，所述阴转子出气通道与阴转子型腔之间的距离为25mm～30mm；
S103，在阴转子冷却通道中通入低温气体，使金属液逐渐冷却，形成铸件。
5.如权利要求4所述的防止阴转子缩孔、松缩的方法，其特征在于：所述阴转子盘绕通道的数量与阴转子的叶片的数量相同，且阴转子盘绕通道均匀间隔设置，且每个阴转子盘绕通道对应设置在两个阴转子的叶片之间。
6.如权利要求4所述的防止阴转子缩孔、松缩的方法，其特征在于：所述阴转子进气通道与阴转子盘绕通道之间、阴转子出气通道与阴转子盘绕通道之间设有阴转子转接通道，所述阴转子转接通道为环状，阴转子盘绕通道的上端和下端分别与阴转子转接通道连通。
7.如权利要求4所述的防止阴转子缩孔、松缩的方法，其特征在于：所述进入阴转子冷却通道的低温气体的压力为0.5MPa～0.6MPa。
8.如权利要求4所述的防止阴转子缩孔、松缩的方法，其特征在于：所述通入低温气体的时间为6h～7h。
9.如权利要求4所述的防止阴转子缩孔、松缩的方法，其特征在于：所述低温气体的温度为0～30摄氏度。
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