CN108526439A - 一种真空吸铸内浇道快速凝固的壳型结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种真空吸铸内浇道快速凝固的壳型结构，包括壳型本体，在壳型本体的内部设有直浇道、内浇道、补缩冒口、内浇口、和多个型腔，直浇道顶部设有缓冲部，多个型腔通过内浇口、补缩冒口、内浇道与直浇道连通，且多个型腔围绕补缩冒口中心圆周等距分布，直浇道与内浇道连接，内浇道与补缩冒口连接，补缩冒口与内浇口连接，内浇口与型腔连接。内浇道的形状结构为长方形扁平状，在内浇道的下方及中部设置有激冷冷铁。该壳型结构通过激冷冷铁对吸铸内浇道的快速激冷凝固调节作用，明显缩短了内浇道的凝固封闭时间，减少了真空吸铸保压时间，提高了真空吸铸生产效率。
Description
技术领域
本发明属于特种铸造技术领域，具体涉及一种真空吸铸内浇道快速凝固的壳型结构。
背景技术
真空吸铸工艺是将铸型置于密封的吸铸室中，下端陶瓷升液管浸入到液态金属中，然后将吸铸室抽真空，使金属液在负压下自下而上充型，并在负压下保压进行补缩凝固冷却的成形方法。保压凝固完毕后泄压，陶瓷升液管里的金属液回流坩埚熔池。
我们采用真空吸铸工艺生产汽车涡轮增压器耐热钢产品，如涡轮壳，铸件质量大为提高，其铸件工艺出品率比传统的重力铸造提高20-30%以上，其铸件废品率比传统的重力铸造降低到2%以下，大大降低了生产成本。
由于耐热钢涡壳的结构复杂，呈三维曲面流线结构，质量仅几千克，涡壳主要壁厚4～5mm，且壁厚厚薄不均，铸件质量要求极高，不允许有任何铸造缺陷，要经过荧光PT、RT探伤检测；且耐热钢材质的凝固收缩大，钢液流动性差，铸造工艺性能差，铸件易产生气孔、夹渣、缩孔缩松等铸造缺陷。故此耐热钢涡轮壳吸铸工艺设计较为复杂，一般采用壳型铸型真空吸铸工艺，吸铸钢液温度控制在1550℃以上，其壳型铸型的造型制芯采用热芯盒及冷芯盒制作，并由2个上下外壳和多个砂芯组芯而成，外壳由覆膜砂壳型机或三乙胺冷芯盒制芯机制作，内腔砂芯由高强度覆膜砂壳芯机制作。一般耐热钢涡轮壳设计为一模四件或一模多件，壳型铸型的外形尺寸及合型重量较大(30-60Kg)。
根据耐热钢涡轮壳铸件的结构特点和技术质量要求，采用真空吸铸工艺的关键是真空充型+重力冒口补缩技术，发挥真空快速充型的优势，提高钢液的充型能力，充分利用重力补缩冒口对铸件的热节进行补缩。现真空吸铸工艺的内浇道凝固封闭缓慢，相对应需要的真空保压时间较长，一般控制在2-3min，生产节拍较慢，生产效率较低，难以满足大批量产业化的需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种真空吸铸内浇道快速凝固的壳型结构，提高真空吸铸生产效率，满足批量化产业化需求。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
该真空吸铸内浇道快速凝固的壳型结构，包括壳型本体，所述壳型本体的内部设有直浇道、内浇道、补缩冒口、内浇口、和多个型腔，直浇道顶部设有缓冲部，多个型腔通过内浇口、补缩冒口、内浇道与直浇道连通，且多个型腔围绕补缩冒口中心圆周等距分布，直浇道与内浇道连接，内浇道与补缩冒口连接，补缩冒口与内浇口连接，内浇口与型腔连接，所述内浇道的下方及中部设置有激冷冷铁。
优选地，所述内浇道的形状结构为长方形扁平状。
优选地，所述激冷冷铁的材料为灰铁或石墨材料。
优选地，所述激冷冷铁的形状结构为长方体形，并与壳型本体预埋制壳成型在一起。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
该真空吸铸内浇道快速凝固的壳型结构，通过设置在壳型本体内浇口下方及中部的激冷冷铁，快速激冷调节内浇道的凝固封闭时间，减少了真空吸铸保压时间，提高了真空吸铸生产效率。
附图说明
图1是该一种真空吸铸内浇道快速凝固的壳型结构的剖视图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是图2的B-B剖视图。
其中，1—壳型本体、2—直浇道、21—缓冲部、3—内浇道、4—补缩冒口、41—内浇口、5—激冷冷铁、6—砂芯、7—型腔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
如图1、图2、图3所示，一种真空吸铸内浇道快速凝固的壳型结构，一模四腔，包括壳型本体1，在壳型本体1的内部设有1个直浇道2、2个内浇道3、2个补缩冒口4、4个内浇口41和4个型腔7，在直浇道2顶部设有缓冲部21，2个补缩冒口4及4个内浇口41对铸件的4个型腔7进行充型补缩。吸铸钢液通过1个直浇道2分配到2个内浇道3，再由2个内浇道3分别进入2个补缩冒口4，2个补缩冒口4分别通过4个内浇口41进入4个型腔7。
本实施例中，壳型本体1铸型采用冷芯壳型或热芯壳型外壳，内腔砂芯采用覆膜砂砂芯，在2个内浇道3的下方及中部各设置有一块激冷冷铁5，控制内浇道3的快速凝固封闭时间。
激冷冷铁5的材料选用HT200或石墨冷铁材料，选择HT200激冷冷铁的厚度为15mm、20mm、25mm，激冷表面的长宽尺寸为40×30mm；选择石墨冷铁的厚度为20mm、30mm、40mm，激冷表面的长宽尺寸为50×40mm。
吸铸试验，控制内浇道3的凝固封闭时间由原来的120S减少到20-40S，保证真空保压时间控制在40S内，吸铸一模的生产节拍时间控制在50S内，从而显著提高了吸铸生产效率，降低了生产成本。
为了保证吸铸钢液进入型腔7的流量，便于快速充型及快速凝固，内浇道3的形状结构设计为长方形扁平状，其内浇道3厚度宜选择不大于7mm。
由于真空吸铸的充型时间很短，一般在1-3S，故此激冷冷铁5对吸铸钢液的充型能力影响甚小，但充型完毕后对内浇道3的快速凝固冷却有良好的封闭作用。
在壳型本体1铸型的制作过程中，在冷芯盒外壳模具或热芯盒外壳模具中，将激冷冷铁5放在内浇道3模具表面预埋制芯，形成吸铸内浇道3带有激冷冷铁5的壳型本体1铸型。
以上内容仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本领域的技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种真空吸铸内浇道快速凝固的壳型结构，包括壳型本体(1)，其特征在于：所述壳型本体(1)的内部设有直浇道(2)、内浇道(3)、补缩冒口(4)、内浇口(41)、和多个型腔(7)，所述直浇道(2)顶部设有缓冲部(21)，所述多个型腔(7)通过内浇口(41)、补缩冒口(4)、内浇道(3)与直浇道(2)连通，且多个型腔(7)围绕补缩冒口(4)中心圆周等距分布，直浇道(2)与内浇道(3)连接，内浇道(3)与补缩冒口(4)连接，补缩冒口(4)与内浇口(41)连接，内浇口(41)与型腔(7)连接，所述内浇道(3)的下方及中部设置有激冷冷铁(5)。
2.根据权利要求1所述的一种真空吸铸内浇道快速凝固的壳型结构，其特征在于：所述内浇道(3)的形状结构为长方形扁平状。
3.根据权利要求1所述的一种真空吸铸内浇道快速凝固的壳型结构，其特征在于：所述激冷冷铁(5)的材料为灰铁或石墨材料。
4.根据权利要求1所述的一种真空吸铸内浇道快速凝固的壳型结构，其特征在于：所述激冷冷铁(5)的形状结构为长方体形，并与壳型本体(1)预埋制壳成型在一起。
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