CN114012036B - 一种舱体振动试验用动圈铸件铸造方法 - Google Patents

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Abstract

一种舱体振动试验用动圈铸件铸造方法，该方法的步骤包括：步骤一、浇注系统设置，浇注系统包括直浇道、横浇道、内浇道、立筒浇道四部分；步骤二，造型制芯，采用试样模分箱造型，利用透气绳优化排气效果。步骤三、熔炼浇注，采用重力浇注。本发明实现了针对不同尺寸形状振动类动圈铸件的铸造工艺方法的改进，利用新型造型浇注工艺改善传统造型中存在的铸件缺陷较多，后处理工作量大，材料浪费严重等问题，取得了显著的经济效益。

Description

一种舱体振动试验用动圈铸件铸造方法
技术领域
本发明涉及一种舱体振动试验用动圈铸件铸造方法，属于合金工件铸造技术领域。
背景技术
随着国防工业的发展，国内外战略环境的不断变化，武器的更新换代以成为必然，而舱体是武器生产领域的非常普遍的结构，舱体的振动试验是舱体使用前的必备试验之一，而舱体振动试验用台面铸件是用来模拟震动环境必备设备，其被广泛应用于航空、航天、兵器等国防领域和高端民用工业领域。随着科学技术的发展，振动试验仪器的推力和频率不断提高，振动仪器的“心脏”一动圈的结构越来越复杂，零件也越做越大，由原来的单层结构发展为两层(中间增加一层隔板)结构，该种铸件由于其复杂的结构特点，中心部位热节较多，在生产过程中容易在台面中间部位产生缩松、缩孔、夹渣等缺陷，报废率较高，影响产品的使用性能，不能很好满足在航空、航天领域的使用要求。而采用试样模分箱造型，配合着透气绳的使用和底注式的浇注系统可大幅降低铸件在浇道前和热节处更易产生缩孔、缩松缺陷。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种舱体振动试验用动圈铸件铸造方法，解决现有铸造方法极易产生铸件缩孔、疏松、夹杂和裂纹缺陷等问题，可大幅降低铸件在浇道前和热节处更易产生缩孔、缩松缺陷。
本发明的技术解决方案是：一种舱体振动试验用动圈铸件铸造方法，包括如下步骤：
步骤一、设置浇注系统；所述浇注系统包括直浇道、横浇道、内浇道、立筒浇道；待铸造动圈试样模外侧对称放置两直浇道，直浇道通过横浇道连通立筒浇道；待铸造动圈试样模八根筋的外侧间隔设置四个立筒浇道，立筒浇道下端与内浇道相连通；
步骤二，造型制芯：采用试样模分箱造型；所述试样模分箱造型包括，下箱放置横浇道，中箱放置试样模，上箱放置浇冒口；
步骤三、熔炼浇注：依次进行配料、加料、升温、精炼、静置、浇注，根据铸件成分要求，按比例称取炉料，将坩埚加热，向坩埚内加入炉料，加料次序为未重熔的回炉料、重熔的回炉料、铝锭，完成待铸造动圈的成型。
进一步地，所述立桶分为两节，内浇道可使合金液流动平稳；在内浇道前设置有过滤网，用以挡渣。
进一步地，所述浇注系统采用底注式浇注。
进一步地，所述待铸造动圈的筋板外边缘上端以及中间芯棒均设置补缩冒口；直浇道上端与补缩冒口齐平。
进一步地，在进行树脂砂造型过程中，采用透气绳以螺旋式上升的方式埋入树脂砂内，同时配合用铁针扎出的排气眼；合箱前用液化石油气火焰烘烤砂型，并清除散砂。
进一步地，将合金液熔化并升温至690℃～700℃时加入锭料。
进一步地，合金液加热到660℃～680℃时用搅拌器进行精炼。
进一步地，所述精炼的方法为垂直方向上下急剧搅动；搅动时间为5～8分钟至合金液面出现镜面般光亮为止，整个熔炼过程其温度不超过700℃。
进一步地，将合金液升温至720℃，静置8～10分钟后浇注；浇注温度为690℃～700℃，降温浇注；以高于浇注温度10°合金液补浇冒口若干次。
进一步地，所述回炉料的使用量为炉料总量的50％～60％，二类回炉料的允许使用量为20％，不允许使用三类回炉料。
本发明与现有技术相比的优点在于：
1、设计采用了一种新型造型方法，采用试样模造型，可适应一系列不同规格的动圈，通过采用试样模造型，可避免传统造型过程中外型与芯子分开制作的低下效率。
2、采用底注式浇注系统可有效降低传统劈缝式浇注系统带来的铸件缺陷及表面质量，同时采用底注式浇注系统可降低铸件后处理的打磨工作量，节省浇注时的金属液。
3、采用透气绳排气可大量减少由于排气不良而产生的铸造缺陷。有效提升铸件的质量、提升产品合格率。
附图说明
图1、图2、图3是应用本发明一种舱体振动试验用动圈铸件铸造方法图；
图1直、内浇道及立筒俯视图；
图2冒口俯视图；
图3动圈侧视半剖图；
附图标识：1-内浇道，2-立筒浇道，3-直浇道，4-冒口，5-横浇道，6-透气绳
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
以下结合说明书附图对本申请实施例所提供的一种舱体振动试验用动圈铸件铸造方法做进一步详细的说明，具体实现方式可以包括(如图1～3所示)：
步骤一、浇注系统设置，浇注系统包括直浇道、横浇道、内浇道、立筒浇道四部分。直浇道通过横浇道连通立筒浇道和内浇道。根据不同结构的动圈铸件设计不同尺寸的浇注系统，及不同数量的和大小的冒口等。筋板外边缘上端以及中间芯棒均设置补缩冒口。
浇注系统采用底注式浇注，在八根筋的外侧间隔设置四个立桶，立桶上端与补缩冒口齐平，下端与内浇道相连通，鉴于采用分箱造型，为起模方便起见，将立桶分为两节，内浇道可使合金液流动平稳，热分布合理且内浇道可起到补缩的作用。在内浇道前设置有过滤网，可充分挡渣。避免传统的缝隙浇道带来的缝隙处过热而产生缩松缩孔等缺陷，同时减少铸件后处理的工作量，节约金属液。
步骤二，造型制芯，采用试样模分箱造型，利用透气绳优化排气效果。采用试样模分箱造型，下箱放置横浇道等，中箱放置试样模，上箱放置浇冒口等。在进行树脂砂造型过程中采用Φ6或Φ8的透气绳以螺旋式上升的方式埋入树脂砂内，同时配合用直径3mm铁针扎出的排气眼。合箱前用液化石油气火焰烘烤砂型2～3分钟，并彻底清除散砂。
步骤三、熔炼浇注，配料→加料→升温→精炼→静置→浇注，根据铸件成分要求，按比例称取炉料，将坩埚加热到600℃～650℃，向坩埚内加入炉料，加料次序为未重熔的回炉料→重熔的回炉料→铝锭；回炉料的使用量为炉料总量的50％～60％，二类回炉料的允许使用量为20％，不允许使用三类回炉料。将合金液熔化并升温至690℃～700℃时加入锭料；合金液加热到660℃～680℃时用搅拌器进行精炼。精炼方法为垂直方向上下急剧搅动。搅动时间为5～8分钟至合金液面出现镜面般光亮为止，整个熔炼过程其温度不得超过700℃；将合金液升温至720℃，静置8～10分钟后浇注；浇注温度为690℃～700℃，降温浇注；以高于浇注温度10°合金液补浇冒口数次。
进一步，在一种可能的实现方式中，浇注系统采用底注式浇注，内浇道可使合金液流动平稳，热分布合理且内浇道可起到补缩的作用。
可选的，在一种可能的实现方式中，底注式浇注系统免传统的缝隙浇道带来的缝隙处过热而产生缩松缩孔等缺陷，同时减少铸件后处理的工作量，节约金属液。
进一步，在一种可能的实现方式中，采用试样模分箱造型，可直接一次性成型，不必单独制芯。提高生产效率。
进一步，采用试样模分箱造型，可全部采用树脂砂造型，提高砂型的成型精度，进而提高铸件的尺寸精度。
优选的，利用透气绳优化排气可在砂型中制处螺旋状等各种复杂排气通道，提高砂型浇注过程的排气效果。
在本申请实施例所提供的方案中，该铸件要求无缩孔、裂纹、冷隔等铸造缺陷，本发明振动台铝镁合金动圈铸造方法根据上述要求，采取如下的工艺步骤：
步骤一、造型前准备：检查外模及芯盒，包括外模及芯盒完整齐全，可拆卸活块部分目视配合无间隙；浇注系统1/2/3/5、冒口4组件匹配、齐全成套；外模及芯盒无损坏及变形，如有缺陷，应及时修正或重制芯盒。
步骤二、树脂砂造型：按工艺要求放置好试样模、浇口及缝隙浇道，铸件明浇填充砂，紧实，在此过程中试样模间隙放置螺旋式透气绳6，将其一端露在砂型外，另外用直径3mm铁针扎出气眼。横浇口5放钢丝棉，立筒内浇口1前放置铁皮过滤网，铁皮过滤网和钢丝棉需烘干。合箱前用液化石油气火焰烘烤外型和泥芯2分钟～3分钟，并彻底清除散砂；合箱后等待浇注，等待时间不超过15min。
步骤三、镁量以6.5％计算，其余为铝量，要验算Fe、Si含量；将坩埚加热到600℃～650℃，向坩埚内加入炉料，回炉料的使用量为炉料总量的50％～60％，二类回炉料的允许使用量为20％，不允许使用三类回炉料。加料次序：未重熔的回炉料一重熔的回炉料一铝锭；将合金液熔化并升温至690℃一700℃时加入镁锭；合金液加热到660℃～680℃氩气精炼5～8分钟至合金液面出现镜面般光亮为止。整个熔炼过程其温度不得超过700℃；将合金液升温至720℃，静置10分钟后浇注；浇注温度为690℃～700℃，以710℃合金液补浇冒口2次。浇注时浇嘴距离浇口杯顶面100mm～150mm。浇注时防止合金液从浇口杯溢出，浇注过程保证浇口杯充满。浇注结束后平拉浇口杯，使直浇道和浇口杯错位，检查有无燃烧现象，发现燃烧及时使用干砂覆盖。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (5)

1.一种舱体振动试验用动圈铸件铸造方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、设置浇注系统；所述浇注系统包括直浇道、横浇道、内浇道、立筒浇道；待铸造动圈试样模外侧对称放置两直浇道，直浇道通过横浇道连通立筒浇道；待铸造动圈试样模八根筋的外侧间隔设置四个立筒浇道，立筒浇道下端与内浇道相连通；
步骤二，造型制芯：采用试样模分箱造型；所述试样模分箱造型包括，下箱放置横浇道，中箱放置试样模，上箱放置浇冒口；
步骤三、熔炼浇注：依次进行配料、加料、升温、精炼、静置、浇注，根据铸件成分要求，按比例称取炉料，将坩埚加热，向坩埚内加入炉料，加料次序为未重熔的回炉料、重熔的回炉料、铝锭，完成待铸造动圈的成型；
所述浇注系统采用底注式浇注；
在进行树脂砂造型过程中，采用透气绳以螺旋式上升的方式埋入树脂砂内，同时配合用铁针扎出的排气眼；合箱前用液化石油气火焰烘烤砂型，并清除散砂；
合金液加热到660℃～680℃时用搅拌器进行精炼；
所述精炼的方法为垂直方向上下急剧搅动；搅动时间为5～8分钟至合金液面出现镜面般光亮为止，整个熔炼过程其温度不超过700℃；
将合金液升温至720℃，静置8～10分钟后浇注；浇注温度为690℃～700℃，降温浇注；以高于浇注温度10°合金液补浇冒口若干次。
2.根据权利要求1所述的一种舱体振动试验用动圈铸件铸造方法，其特征在于：所述立筒浇道分为两节，内浇道可使合金液流动平稳；在内浇道前设置有过滤网，用以挡渣。
3.根据权利要求1所述的一种舱体振动试验用动圈铸件铸造方法，其特征在于：所述待铸造动圈的筋板外边缘上端以及中间芯棒均设置补缩冒口；直浇道上端与补缩冒口齐平。
4.根据权利要求1所述的一种舱体振动试验用动圈铸件铸造方法，其特征在于，将合金液熔化并升温至690℃～700℃时加入锭料。
5.根据权利要求1所述的一种舱体振动试验用动圈铸件铸造方法，其特征在于：所述回炉料的使用量为炉料总量的50%～60%，二类回炉料的允许使用量为 20%，不允许使用三类回炉料。
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