CN111957897A - 一种反重力铸造的浇注系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种反重力铸造的浇注系统，该系统包括：型腔和由浇道组成的浇注系统；各型号的型腔连接与之相对应的浇注系统；各浇注系统对应不同数量的浇道；其中，所述型腔包括：第一型腔或第二型腔；所述浇注系统包括：第一浇注系统或第二浇注系统；所述第一浇注系统包围所述第一型腔；所述第二浇注系统包围所述第二型腔。本发明通过设计两种浇注系统，解决了直径突变回转体型铝合金铸件铸造过程中容易造成冷隔、气孔、浇不足等问题。并且通过改变第一浇注系统和第二浇注系统中各浇道数量以及粗细度，来铸造出不同直径的铸件。

Description

一种反重力铸造的浇注系统

技术领域

本发明涉及一种反重力铸造的浇注系统，特别涉及一种直径突变回转体型铝合金铸件的反重力铸造的浇注系统。

背景技术

反重力铸造是使坩埚中的金属在压力的作用下沿升液管自下而上克服重力及其他阻力充填铸型，并在压力下获得铸件的一种方法。其优点是充型速度和充型压力可控，充型过程平稳，铸件在较大压力下成型，金属液补缩能力强，铸造缺陷少。浇注系统是为将液态金属引入铸型型腔而在铸型内开设的通道，是铸造工艺设计的主要内容之一，其作用是引导金属液平稳充型，挡渣，排气，使铸件符合顺序凝固原则。直径突变回转体型铝合金铸件，由于其径向尺寸变化大，浇注系统布置困难，容易造成冷隔、气孔、浇不足等缺陷，因此设计一种适用于反重力铸造的浇注系统，可以通过改变浇道的数量与粗细，有效解决这一问题。

发明内容

本发明实施例提供一种反重力铸造的浇注系统，通过设计两种浇注系统，以解决直径突变回转体型铝合金铸件由于径向尺寸大，不易设计浇注系统，浇注过程中容易造成冷隔、气孔、浇不足的问题。

为达到上述目的，本发明提供一种反重力铸造的浇注系统，包括：型腔和由浇道组成的浇注系统；

各型号的型腔连接与之相对应的浇注系统；

各浇注系统对应不同数量的浇道；

其中，所述型腔包括：第一型腔或第二型腔；

所述浇注系统包括：第一浇注系统或第二浇注系统；

所述第一浇注系统包围所述第一型腔；

所述第二浇注系统包围所述第二型腔。

可选的，

所述第一浇注系统包括第一浇道口、第一横浇道、第一直浇道、第一内浇口、第一曲面直浇道和第一曲面内浇口；

所述第一型腔的圆柱形筒体与半球形筒体的分界处将所述第一型腔分为第一上型腔和第一下型腔；

所述第一曲面直浇道、所述第一直浇道、所述第一横浇道、所述第一浇道口顺次连接；

所述第一内浇口一侧连接所述第一直浇道，所述第一内浇口另一侧连接所述第一下型腔的侧面；

所述第一曲面内浇口一侧连接所述第一曲面直浇道，所述第一曲面内浇口另一侧连接所述第一上型腔的侧面。

可选的，

所述第一直浇道设有多个，均匀封闭分布在所述第一型腔外围；

所述第一内浇口的高度短于所述第一直浇道的高度；

所述第一内浇口的高度与所述第一下型腔高度相同。

可选的，

所述第一曲面直浇道的个数为所述第一直浇道个数的一半；间隔均匀与所述第一直浇道连接。

可选的，

所述第二浇注系统包括第二浇道口、第二横浇道、第二直浇道、第二内浇口、过渡浇道、第二曲面直浇道、第二曲面内浇口、第三直浇道和第三内浇口；

所述第二型腔的圆柱形筒体与半球形筒体的分界处将所述第二型腔分为第二上型腔和第二下型腔；

所述第二横浇道底部连接所述第二浇道口顶部；

所述第二直浇道底部与所述过渡浇道底部连接所述第二横浇道顶部；

所述第二内浇口一侧连接所述第二直浇道，所述第二内浇口另一侧连接所述第二上型腔的侧面；

所述过渡浇道、所述第二曲面直浇道、所述第三直浇道顺次连接；

所述第二曲面内浇口一侧连接所述第二曲面直浇道，所述第二曲面内浇口另一侧连接所述第二下型腔的侧面；

所述第三内浇口一侧连接所述第三直浇道，所述第三内浇口另一侧连接所述第二上型腔的侧面。

可选的，

所述第二直浇道设有多个，所述过渡浇道与所述第二直浇道个数相同；

所述第二直浇道与所述过渡浇道是封闭间隔均匀排列；

所述第二内浇口的高度与所述第二直浇道的高度相同。

可选的，

所述第三直浇道的高度短于所述第二直浇道的高度。

上述技术方案具有如下有益效果：本发明通过设计两种浇注系统，解决了铝合金铸造过程中容易造成冷隔、气孔、浇不足等问题。并且通过改变第一浇注系统和第二浇注系统中各浇道数量以及粗细度，来铸造出不同直径的铸件。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。

图1是本发明实施例一种反重力铸造的浇注系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的第一浇注系统的结构示意图；

图3是本发明实施例一种反重力铸造的浇注系统的第二实施方式的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的第二浇注系统的结构示意图。

符号说明：

第一浇注系统-1，第一型腔-2，第二浇注系统-3，第二型腔-4，第一浇道口-11，第一横浇道-12，第一直浇道-13，第一曲面直浇道-14，第一内浇口-15，第一曲面内浇口-16，第一上型腔-21，第一下型腔-22，第二浇道口-31，第二横浇道-32，第二直浇道-33，过渡浇道-34，第二曲面直浇道-35，第三直浇道-36，第二内浇口-37，第二曲面内浇口-38，第三内浇口-39，第二上型腔-41，第二下型腔-42。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

直径突变盲孔结构的回转体型铝合金壳体，由于其径向尺寸变化大，浇注系统布置困难，容易造成冷隔、气孔、浇不足等缺陷，因此设计一种适用于反重力铸造的浇注系统，通过改变第一浇注系统和第二浇注系统中各浇道数量以及粗细度，来铸造出不同直径的铸件。有效解决了直径突变回转体型铸件的径向尺寸变化大的问题。

以下结合附图通过具体实施例对本发明技术方案进行说明：

一种反重力铸造的浇注系统，该系统包括：型腔和由浇道组成的浇注系统；

各型号的型腔连接与之相对应的浇注系统；

各浇注系统对应不同数量的浇道；

其中，所述型腔包括：第一型腔或第二型腔；

所述浇注系统包括：第一浇注系统或第二浇注系统；

所述第一浇注系统包围所述第一型腔；

所述第二浇注系统包围所述第二型腔。

图1是本发明实施例一种反重力铸造的浇注系统的结构示意图，如图示，包括：第一型腔2和由浇道组成的第一浇注系统1；

所述第一浇注系统1包围所述第一型腔2。

图3是本发明实施例一种反重力铸造的浇注系统的第二实施方式的结构示意图，如图示，包括：第二型腔4和由浇道组成的第二浇注系统3；

所述第二浇注系统3包围所述第二型腔4。

为了铸造出不同直径的铝合金壳体，设计了一种适用于反重力铸造的浇注系统，针对我们要制作的不同的铝合金壳体，用型砂形成铸件的各型号的型腔，之后再用型砂铸成与各型号型腔相对应的浇注系统，本实施例针对直径是400-550mm的铸件设计了两种浇注系统，第一浇注系统1包围第一型腔2；第一型腔2小口朝上，第二浇注系统3包围第二型腔4，第二型腔4小口朝下。本实施例中，通过改变第一浇注系统1和第二浇注系统3中各浇道数量以及粗细度，可以铸造出不同直径的铸件。有效解决了直径突变回转体型铸件的径向尺寸变化大的问题。

图2是本发明实施例提供的第一浇注系统的结构示意图，如图示：可选的，

所述第一浇注系统1包括第一浇道口11、第一横浇道12、第一直浇道13、第一内浇口15、第一曲面直浇道14和第一曲面内浇口16；

所述第一型腔2的圆柱形筒体与半球形筒体的分界处将所述第一型腔2分为第一上型腔21和第一下型腔22；

所述第一曲面直浇道14、所述第一直浇道13、所述第一横浇道12、所述第一浇道口11顺次连接；

所述第一内浇口15一侧连接所述第一直浇道13，所述第一内浇口15另一侧连接所述第一下型腔22的侧面；

所述第一曲面内浇口16一侧连接所述第一曲面直浇道14，所述第一曲面内浇口16另一侧连接所述第一上型腔21的侧面。

由于反重力铸造的设计，铝液由下到上沿着第一浇注系统1开设的第一内浇口15平稳的进入第一型腔2，对于铸造的铝合金铸件小口朝上放置，其设计的第一浇注系统1中第一浇道口11引导铝液液体进入第一横浇道12，第一横浇道12是连接第一直浇道13和第一浇道口11的通道，把铝液从第一横浇道12引入第一直浇道13内，第一横浇道12中的铝液能够改善第一型腔2热平衡，当第一横浇道12中的铝液呈充满状态，且铝液的流动速度低于杂志的悬浮速度时，第一横浇道12可起到挡渣，排气的作用。

第一内浇口15一侧连接第一直浇道13，从第一直浇道13向第一内浇口15逐渐收缩，以保证铝液连续保持充满浇注系统，最大限度减少涡流卷气。

本实施例中通过改变各浇道的数量以及粗细度，可以铸造出不同直径的铝合金壳体。

可选的，

所述第一直浇道13设有多个，均匀封闭分布在所述第一型腔2外围；

所述第一内浇口15的高度短于所述第一直浇道13的高度；

所述第一内浇口15的高度与所述第一下型腔22高度相同。

浇道是铝液进入第一型腔2时需经过的通道，因而其多少，粗细会影响铝液的流动速度和填充时间，针对本申请铸造的铝合金，其直径范围为400-550mm，设计的第一直浇道13个数为6个，均匀封闭分布在所述第一型腔2外围，若需铸造的铝合金直径更大一些，则第一型腔的直径应更大，其设计的第一直浇道13个数应更多，第一直浇道13应更粗，从而保证充型平稳，充型平稳会对铸型冲击小，可有效控制卷气，夹渣，防止合金氧化，有效克服铝合金气孔缺陷。相反的，若需铸造的铝合金直径更小一些，其设计的第一直浇道13个数应更少，第一直浇道13应更细；

第一曲面直浇道14、第一直浇道13、第一横浇道12顺次连接，第一内浇口15与对应的第一直浇道13做成一体，第一曲面内浇口16与对应的第一曲面直浇道14做成一体，便于定位和操作；设计第一内浇口15的高度与第一下型腔22高度相同，且第一内浇口15与第一下型腔22连接一侧外形曲线与第一下型腔22曲线一致，第一曲面内浇口16与第一上型腔21连接一侧外形曲线与第一上型腔21曲线一致，保证造型时浇道安装到位。

可选的，

所述第一曲面直浇道14的个数为所述第一直浇道13个数的一半；间隔均匀与所述第一直浇道13连接。

第一曲面直浇道14、第一直浇道13、第一横浇道12顺次连接，第一内浇口15一侧连接第一直浇道13，第一曲面内浇口16一侧连接第一曲面直浇道14，其中，第一曲面直浇道14的数量相较于第一直浇道13的数量减少，且第一曲面内浇口16的数量相较于第一内浇口15数量减少，降低了小口端浇道布置难度，为外皮冷铁的放置留下空间，提高铸件质量。

图4是本发明实施例提供的第二浇注系统的结构示意图，如图示：

可选的，

所述第二浇注系统3包括第二浇道口31、第二横浇道32、第二直浇道33、第二内浇口37、过渡浇道34、第二曲面直浇道35、第二曲面内浇口38、第三直浇道36和第三内浇口39；

所述第二型腔4的圆柱形筒体与半球形筒体的分界处将所述第二型腔4分为第二上型腔41和第二下型腔42；

所述第二横浇道32底部连接所述第二浇道口31顶部；

所述第二直浇道33底部与所述过渡浇道34底部连接所述第二横浇道32顶部；

所述第二内浇口37一侧连接所述第二直浇道33，所述第二内浇口37另一侧连接所述第二上型腔41的侧面；

所述过渡浇道34、所述第二曲面直浇道35、所述第三直浇道36顺次连接；

所述第二曲面内浇口38一侧连接所述第二曲面直浇道35，所述第二曲面内浇口38另一侧连接所述第二下型腔42的侧面；

所述第三内浇口39一侧连接所述第三直浇道36，所述第三内浇口39另一侧连接所述第二上型腔41的侧面。

针对于铝合金铸件小口朝下放置，即第二型腔2小口朝下放置，其设计的第二浇注系统3中第二浇道口31引导铝液液体进入第二横浇道32，第二直浇道33和过渡浇道34通过第二横浇道32连接第二浇道口31，把铝液从第二横浇道32引入第二直浇道33和过渡浇道34内，第二横浇道32中的铝液能够改善第二型腔4热平衡，当第二横浇道32中的铝液呈充满状态，且铝液的流动速度低于杂志的悬浮速度时，第二横浇道32可起到挡渣，排气的作用。

第二直浇道33通过第二内浇口37连接第二上型腔41，过渡浇道34将铝液引导进入第二曲面直浇道35，第二曲面直浇道35与对应的第二曲面内浇口38做成一体，铝液通过第二曲面内浇口38进入第二型腔4，同时，第二曲面直浇道35中的铝液再流入第三直浇道36，第三直浇道36与对应的第三内浇口39做成一体，铝液通过第三内浇口39进入第二型腔4。

浇注系统中，从直浇道向内浇口逐渐收缩，以保证铝液连续保持充满浇注系统，最大限度减少涡流卷气。

内浇口与对应的直浇道做成一体，便于定位和操作；内浇口与第二型腔4连接一侧外形曲线与第二型腔4曲线一致，保证造型时浇道安装到位。

本实施例中同样通过改变各浇道的数量以及粗细度，可以铸造出不同直径的铝合金壳体。

可选的，

所述第二直浇道33设有多个，所述过渡浇道34与所述第二直浇道33个数相同；

所述第二直浇道33与所述过渡浇道34是封闭间隔均匀排列；

所述第二内浇口37的高度与所述第二直浇道33的高度相同。

第二直浇道33底部与过渡浇道34底部连接第二横浇道32顶部；过渡浇道34、第二曲面直浇道35、第三直浇道36顺次连接；第二直浇道33和第三直浇道36通过内浇口连接第二上型腔，第二曲面直浇道35通过第二曲面内浇口38连接第二下型腔；设置过渡浇道34与第二曲面直浇道35、第二直浇道33、第三直浇道36个数相同，是因为第二下型腔42的直径比第二上型腔41的直径小，要保证总的充型平稳，应在第二上型腔41连接的浇道数多于第二下型腔42，且第二曲面内浇口38的数量相较于第二内浇口37和第三内浇口39总的数量减少，降低了小口端浇道布置难度。

可选的，

所述第三直浇道36的高度短于所述第二直浇道33的高度。

因第三直浇道36、第二曲面直浇道35，过渡浇道34、第二横浇道32顺次连接，而第二直浇道33直接连接第二横浇道32，第二直浇道33的高度要比第三直浇道36的高度高，从而保证第二上型腔41连接的浇道数量多于第二下型腔42。

设计完浇注系统后，用高温烘烤砂型，砂子受高温烘烤会变酥，泡水把它清理掉后就得了我们需要的铝合金壳体。

铝合金密度小，不易充型，化学性质活泼，极易氧化和吸气，金属氧化物的密度与铝液相近混入液态中难以清除,因此铸造铝合金浇注系统应具有充型快、挡渣能力强、液态平稳、无涡流、飞溅和冲剂等特点。再因为铝合金凝固体收缩大，易形成缩孔、缩松、变形、甚至裂纹，因此浇注系统设置时应考虑顺序凝固，便于补缩等因素。本实施例中的铸件为回转体型铝合金铸件，其高700mm，壁厚5mm，要求轴向能承受2t拉力，铸件大端直径500mm，小端直径200mm，小端外形为球形，大端到小端直径急剧缩小，如果浇注系统设计不合理容易产生铸造缺陷，无法满足使用要求。

反重力铸造是使坩埚中的金属在压力的作用下沿升液管自下而上克服重力及其他阻力充填铸型，并在压力下获得铸件的一种方法。其优点是充型速度和充型压力可控，充型过程平稳，铸件在较大压力下成型，金属液补缩能力强，铸造缺陷少。浇注系统是为将液态金属引入铸型型腔而在铸型内开设的通道，是铸造工艺设计的主要内容之一，其作用是引导金属液平稳充型，挡渣，排气，使铸件符合顺序凝固原则。

因此，设计反重力铸造的浇注系统时，在保证铝液平稳充型的前提下，充型要快，有利于排渣、排气和实现顺序凝固。对于直径突变盲孔结构的回转体型铝合金壳体，采用侧面缝隙式浇注系统，保证铝液可在缝隙内平稳上升，以充分发挥垂直方向上的补缩，同时也不会影响其水平方向的补缩能力。

上述技术方案具有如下有益效果：本发明通过设计两种浇注系统，解决了直径突变回转体型铝合金铸件铸造过程中容易造成冷隔、气孔、浇不足等问题。并且通过改变第一浇注系统和第二浇注系统中各浇道数量以及粗细度，来铸造出不同直径的铸件。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种反重力铸造的浇注系统，其特征在于，包括：型腔和由浇道组成的浇注系统；

各型号的型腔连接与之相对应的浇注系统；

各浇注系统对应不同数量的浇道；

其中，所述型腔包括：第一型腔或第二型腔；

所述浇注系统包括：第一浇注系统或第二浇注系统；

所述第一浇注系统包围所述第一型腔；

所述第二浇注系统包围所述第二型腔。

2.根据权利要求1所述的一种反重力铸造的浇注系统，其特征在于：

所述第一浇注系统包括第一浇道口、第一横浇道、第一直浇道、第一内浇口、第一曲面直浇道和第一曲面内浇口；

所述第一型腔的圆柱形筒体与半球形筒体的分界处将所述第一型腔分为第一上型腔和第一下型腔；

所述第一曲面直浇道、所述第一直浇道、所述第一横浇道、所述第一浇道口顺次连接；

所述第一内浇口一侧连接所述第一直浇道，所述第一内浇口另一侧连接所述第一下型腔的侧面；

所述第一曲面内浇口一侧连接所述第一曲面直浇道，所述第一曲面内浇口另一侧连接所述第一上型腔的侧面。

3.根据权利要求2所述的一种反重力铸造的浇注系统，其特征在于：

所述第一直浇道设有多个，均匀封闭分布在所述第一型腔外围；

所述第一内浇口的高度短于所述第一直浇道的高度；

所述第一内浇口的高度与所述第一下型腔高度相同。

4.根据权利要求2所述的一种反重力铸造的浇注系统，其特征在于：

所述第一曲面直浇道的个数为所述第一直浇道个数的一半；间隔均匀与所述第一直浇道连接。

5.根据权利要求1所述的一种反重力铸造的浇注系统，其特征在于：

所述第二浇注系统包括第二浇道口、第二横浇道、第二直浇道、第二内浇口、过渡浇道、第二曲面直浇道、第二曲面内浇口、第三直浇道和第三内浇口；

所述第二型腔的圆柱形筒体与半球形筒体的分界处将所述第二型腔分为第二上型腔和第二下型腔；

所述第二横浇道底部连接所述第二浇道口顶部；

所述第二直浇道底部与所述过渡浇道底部连接所述第二横浇道顶部；

所述第二内浇口一侧连接所述第二直浇道，所述第二内浇口另一侧连接所述第二上型腔的侧面；

所述过渡浇道、所述第二曲面直浇道、所述第三直浇道顺次连接；

所述第二曲面内浇口一侧连接所述第二曲面直浇道，所述第二曲面内浇口另一侧连接所述第二下型腔的侧面；

所述第三内浇口一侧连接所述第三直浇道，所述第三内浇口另一侧连接所述第二上型腔的侧面。

6.根据权利要求5所述的一种反重力铸造的浇注系统，其特征在于：

所述第二直浇道设有多个，所述过渡浇道与所述第二直浇道个数相同；

所述第二直浇道与所述过渡浇道是封闭间隔均匀排列；

所述第二内浇口的高度与所述第二直浇道的高度相同。

7.根据权利要求5所述的一种反重力铸造的浇注系统，其特征在于：

所述第三直浇道的高度短于所述第二直浇道的高度。

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