CN110303139A - 一种预埋法金属内异型弯曲孔的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预埋法金属内异型弯曲孔的制备方法，步骤包括：1)选取制作预埋金属管；2)对预埋金属管进行去氧化皮处理，再对预埋金属管表面进行打毛处理，再将完成上述步骤后的预埋金属管置于清洗机中清水淋喷；3)将完成预处理的预埋金属管植入铸型中，固定在所需位置，缓慢加热至预埋金属管表面烘干并达到预定温度，完成预热；4)将液态金属匀速浇注入上述完成预埋金属管的铸型中，铸型中的预埋金属管作为内冷铁对金属液产生激冷效果，液态金属液冷却凝固后，即形成所需的金属件内异型弯曲孔。本发明的方法，简便易行，生产成本低。

Description

一种预埋法金属内异型弯曲孔的制备方法

技术领域

本发明属于铸造技术领域，涉及一种预埋法金属内异型弯曲孔的制备方法。

背景技术

铸造是将液体金属浇铸到与零件形状相应的铸造空腔中，待其冷却凝固后以获得零件或毛坯的方法。铸造作为人类掌握时间较早的一种金属热加工工艺，已有近6000年历史，是一门古老又崭新的技术；同时铸造作为现代机械制造工业的基础工艺之一，其发展也标志着一个国家的生产实力，在各个领域扮演着不可或缺的角色。

实际应用中的铸件大多需要加工多种形状的内孔以适用于各种工作场合。常用的内孔加工方法有钻孔、扩孔、铰孔、车孔、镗孔，加工方式一般为使用刀具用于加工较为简单的内孔形状。而在实际生产中，对于异型孔(如方形、三角形、不规则形状等)和弯曲孔及不规则走向的孔，钻孔等机加工方法目前很难加工，激光加工、电子束加工和电火花等特种加工方法虽能加工异型孔，但对弯曲孔及不规则走向的孔如阀体内的油路、气路等通道，无法加工，这类内孔需要采用铸造方法用型芯(砂芯)来制备成型。对较大的、不太复杂的孔，铸造出来比较容易，但对较小内径、走向复杂的内孔，浇铸凝固以后，型芯(砂芯)极难清理出来，型芯(砂芯)留在金属件内部而得不到通孔。因此研究开发出操作方便、可铸造加工异型弯曲孔及不规则走向孔的高效加工方法已经十分急迫。

发明内容

本发明的目的是提供一种预埋法金属内异型弯曲孔的制备方法，根据对铸造件的要求选取预埋金属管材质，解决传统内孔加工技术在生产使用过程中较难加工金属件内异型弯曲孔、无法加工不规则走向的孔的问题。

本发明采用的技术方案是，一种预埋法金属内异型弯曲孔的制备方法，按照以下步骤实施：

步骤1，选取制作预埋金属管，

根据待加工金属件内异型弯曲孔形状及尺寸要求，将预埋金属管置于弯管机中加工成与所需孔型形状一致的形状并切割处理成所需尺寸；

步骤2，对预埋金属管进行预处理，

对步骤1处理好的预埋金属管进行去氧化皮处理，再对预埋金属管表面进行打毛处理，再将完成上述步骤后的预埋金属管置于清洗机中清水淋喷3-5分钟；

步骤3，对预埋金属管预热、再预埋入铸型中，

将步骤2完成预处理的预埋金属管植入铸型中，固定在所需位置，缓慢加热至预埋金属管表面烘干并达到预定温度，完成预热；

步骤4，浇铸液态金属，

将液态金属匀速浇注入上述完成预埋金属管的铸型中，铸型中的预埋金属管作为内冷铁对金属液产生激冷效果，加快铸件冷却速度，液态金属液冷却凝固后，即形成所需的金属件内异型弯曲孔。

本发明的有益效果是，包括以下方面：

1)本发明的制备方法，与传统金属件内孔加工工艺相比，所需内孔形状可通过改变预埋金属管的形状来调整，因此可制备任意形状的金属内异型弯曲孔，解决了传统方法加工异型弯曲孔困难及无法加工不规则走向孔的问题，具有效率高、节省材料、制备方法简单、操作灵活的优点。

2)本发明的制备方法，将金属管预埋入铸件内腔，对液体金属产生激冷效果，具有改善金属件内异型孔表面强度，减小冒口体积和消除缩孔、缩松缺陷以及细化组织和晶粒的作用。

3)本发明的制备方法，采用的金属材料可为任意金属，来源广泛、金属种类繁多不受限制，且在普通钢铁件内部制备不锈钢、铜合金等异质材质的内孔，提高了内孔的耐腐蚀性、耐磨性，节约了成本。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明的预埋法金属内异型弯曲孔的制备方法，按照以下步骤实施：

步骤1，选取制作预埋金属管，

预埋金属管的材质可以是铝，也可是铜、钢、镁、钛或其他金属；预埋金属管的材质可以与金属铸件本体金属相同，也可以与金属铸件本体不同，因而可以在金属铸件内镶嵌其他材质的内孔，以提高其耐磨耐蚀性，如在普通铸钢铸铁件内部镶铸不锈钢、铜合金管等，在普通钢铁件内部制备不锈钢、铜合金等异质材质的内孔，提高内孔的耐蚀、耐磨性，节约成本。预埋金属管的截面形状可为任意截面形状，如三角形、四方形、五角形、六方形或不规则形状。预埋金属管的壁厚与铸件厚度成正比，通过模拟计算可确定预埋金属管壁厚。根据待加工金属件内异型弯曲孔形状及尺寸要求，将预埋金属管置于弯管机中加工成与所需孔型形状一致的形状并切割处理成所需尺寸。

步骤2，对预埋金属管进行预处理，

对步骤1处理好的预埋金属管进行去氧化皮处理，如酸洗、碱洗、喷砂处理，以去除预埋金属管外表面的氧化皮层。使用打磨机或砂布对预埋金属管表面进行打毛处理，再将完成上述步骤后的预埋金属管置于清洗机中清水淋喷3-5分钟，以除去预埋金属管表面的油污等杂质。

步骤3，对预埋金属管预热、再预埋入铸型中，

将步骤2完成预处理的预埋金属管植入铸型中，固定在所需位置，缓慢加热至预埋金属管表面烘干并达到预定温度，完成预热。

步骤4，浇铸液态金属，

将液态金属匀速浇注入上述完成预埋金属管的铸型中，铸型中的预埋金属管作为内冷铁对金属液产生激冷效果，加快铸件冷却速度，起到减小冒口体积和消除缩孔、缩松缺陷以及细化组织和晶粒的作用，液态金属液冷却凝固后，即形成所需的金属件内异型弯曲孔。

实施例1

步骤1，选取制作预埋金属管

预埋金属管材质选用铝管，预埋金属管截面形状如三角形。壁厚与铸件厚度成正比，通过模拟计算可确定壁厚。根据待加工金属件内异型弯曲孔形状及尺寸要求，将铝管置于弯管机中加工成与所需孔型形状一致的形状并切割处理成所需尺寸。

步骤2，对预埋金属管进行预处理

对经过步骤1处理后的铝管进行去氧化皮处理，如酸洗、碱洗、喷砂处理，以去除铝管外表面的氧化皮层。使用打磨机或砂布对铝管表面进行打毛处理，再将完成上述步骤后的铝管置于清洗机中清水淋喷3分钟，以除去金属表面的油污等杂质。

步骤3，对预埋金属管预热、预埋入铸型中

将步骤2中制备完成的铝管植入铸型中固定在所需位置，缓慢加热至铝管表面烘干并达到预定温度，完成预热。

步骤4，浇铸液态金属

将液态金属匀速浇注入上述完成步骤的铸型中，预埋在铸件内腔的铝管作为内冷铁对金属液产生激冷效果，加快铸件冷却速度，起到减小冒口体积和消除缩孔、缩松缺陷以及细化组织和晶粒的作用，金属液冷却凝固后，即形成所需的金属件内异型弯曲孔。

实施例2

步骤1，选取制作预埋金属管

预埋金属管材质选择为铜管，铜管截面形状选择为正方形。铜管的壁厚与铸件厚度成正比，通过模拟计算可确定铜管壁厚。根据待加工金属件内异型弯曲孔形状及尺寸要求，将铜管置于弯管机中加工成与所需孔型形状一致的形状并切割处理成所需尺寸。

步骤2，对预埋金属管进行预处理

对经过步骤1处理后的铜管进行去氧化皮处理，如酸洗、碱洗、喷砂处理，以去除铜管外表面的氧化皮层。使用打磨机或砂布对铜管表面进行打毛处理，再将完成上述步骤后的铜管置于清洗机中清水淋喷5分钟，以除去铜管表面的油污等杂质。

步骤3，对预埋金属管预热、预埋入铸型中

将步骤2中制备完成的铜管植入铸型中固定在所需位置，缓慢加热至铜管表面烘干并达到预定温度，完成预热。

步骤4，浇铸液态金属

将液态金属匀速浇注入上述完成步骤的铸型中，预埋在铸件内腔的铜管作为内冷铁对金属液产生激冷效果，加快铸件冷却速度，起到减小冒口体积和消除缩孔、缩松缺陷以及细化组织和晶粒的作用，金属液冷却凝固后，即形成所需的金属件内异型弯曲孔。

实施例3

步骤1，选取制作预埋金属管

预埋金属管材质选择为镁管，镁管截面形状选择为三角形。镁管的壁厚与铸件厚度成正比，通过模拟计算可确定镁管壁厚。根据待加工金属件内异型弯曲孔形状及尺寸要求，将镁管置于弯管机中加工成与所需孔型形状一致的形状并切割处理成所需尺寸。

步骤2，对预埋金属管进行预处理

对经过步骤1处理后的镁管进行去氧化皮处理，如酸洗、碱洗、喷砂处理，以去除镁管外表面的氧化皮层。使用打磨机或砂布对镁管表面进行打毛处理，再将完成上述步骤后的镁管置于清洗机中清水淋喷4分钟，以除去镁管表面的油污等杂质。

步骤3，对预埋金属管预热、预埋入铸型中

将步骤2中制备完成的镁管植入铸型中固定在所需位置，缓慢加热至镁管表面烘干并达到预定温度，完成预热。

步骤4，浇铸液态金属

将液态金属匀速浇注入上述完成步骤的铸型中，预埋在铸件内腔的镁管作为内冷铁对金属液产生激冷效果，加快铸件冷却速度，起到减小冒口体积和消除缩孔、缩松缺陷以及细化组织和晶粒的作用，金属液冷却凝固后，即形成所需的金属件内异型弯曲孔。

实施例4

步骤1，选取制作预埋金属管

预埋金属管材质选择为钛管，钛管截面形状选择为六边形。钛管的壁厚与铸件厚度成正比，通过模拟计算可确定钛管壁厚。根据待加工金属件内异型弯曲孔形状及尺寸要求，将钛管置于弯管机中加工成与所需孔型形状一致的形状并切割处理成所需尺寸。

步骤2，对预埋金属管进行预处理，

对经过步骤1处理后的钛管进行去氧化皮处理，如酸洗、碱洗、喷砂处理，以去除钛管外表面的氧化皮。使用打磨机或砂布对钛管表面进行打毛处理，再将完成上述步骤后的钛管置于清洗机中清水淋喷3分钟，以除去钛管表面的油污等杂质。

步骤3，对预埋金属管预热、预埋入铸型中，

将步骤2中制备完成的钛管植入铸型中固定在所需位置，缓慢加热至钛管表面烘干并达到预定温度，完成预热。

步骤4，浇铸液态金属，

将液态金属匀速浇注入上述完成步骤的铸型中，预埋在铸件内腔的钛管作为内冷铁对金属液产生激冷效果，加快铸件冷却速度，起到减小冒口体积和消除缩孔、缩松缺陷以及细化组织和晶粒的作用，金属液冷却凝固后即形成所需的金属件内异型弯曲孔。

Claims (5)

1.一种预埋法金属内异型弯曲孔的制备方法，其特征在于，按照以下步骤实施：

步骤1，选取制作预埋金属管，

根据待加工金属件内异型弯曲孔形状及尺寸要求，将预埋金属管置于弯管机中加工成与所需孔型形状一致的形状并切割处理成所需尺寸；

步骤2，对预埋金属管进行预处理，

对步骤1处理好的预埋金属管进行去氧化皮处理，再对预埋金属管表面进行打毛处理，再将完成上述步骤后的预埋金属管置于清洗机中清水淋喷3-5分钟；

步骤3，对预埋金属管预热、再预埋入铸型中，

将步骤2完成预处理的预埋金属管植入铸型中，固定在所需位置，缓慢加热至预埋金属管表面烘干并达到预定温度，完成预热；

步骤4，浇铸液态金属，

将液态金属匀速浇注入上述完成预埋金属管的铸型中，铸型中的预埋金属管作为内冷铁对金属液产生激冷效果，加快铸件冷却速度，液态金属液冷却凝固后，即形成所需的金属件内异型弯曲孔。

2.根据权利要求1所述的预埋法金属内异型弯曲孔的制备方法，其特征在于：所述的预埋金属管的材质选用铝、铜、钢、镁、钛或其他金属。

3.根据权利要求1所述的预埋法金属内异型弯曲孔的制备方法，其特征在于：所述的预埋金属管的截面形状为三角形、四方形、五角形、六方形或不规则形状。

4.根据权利要求1所述的预埋法金属内异型弯曲孔的制备方法，其特征在于：所述的去氧化皮处理方法，采用酸洗、碱洗或喷砂处理。

5.根据权利要求1所述的预埋法金属内异型弯曲孔的制备方法，其特征在于：所述的打毛处理，采用打磨机或砂布对金属管表面进行打毛。