CN117282922B - 一种铸件非接触热补贴的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铸件补缩技术领域,提出了一种铸件非接触热补贴的工艺,工艺步骤为将浇铸液通过非接触热补贴浇铸系统注入砂壳,浇铸液冷却后形成铸件;非接触热补贴浇铸系统包括第一浇道和第二浇道,第一浇道用于浇铸液通过并注入砂壳;第二浇道的一端与第一浇道连通,另一端封闭;第二浇道靠近铸件的待热补贴部位,用于浇铸液通过并形成非接触热补贴。通过上述技术方案,解决了现有技术中的铸件浇铸过程中产生缩孔的问题。
Description
技术领域
本发明涉及铸件补缩技术领域,具体的,涉及一种铸件非接触热补贴的工艺。
背景技术
浇入铸型的液态金属,往往会在铸件的厚实部位中心产生缩孔,或者在孤立的热节处产生缩松、缩孔,这严重降低了铸件的机械强度。在铸件厚大部位或热节处设置冒口,缩孔就能转移至冒口内,对于铸件上不易设置冒口的孤立热节部位,防止缩孔的方法是在冒口和热节之间的铸件处增设补贴,使得热节处的缩孔也能转移到冒口中。
通常采用冒口金属补贴解决铸件缩孔问题,但是由于铸件产品本身会有薄壁、细窄等部位,如果补贴直接接触到这些部位,在后续去除补贴的过程中可能会引起铸件损伤或局部热裂。因此,研究一种可减少缩孔缺陷的非接触热补贴工艺具有重要意义。
发明内容
本发明提出一种铸件非接触热补贴的工艺,解决了相关技术中铸件浇铸过程中产生缩孔的问题。
本发明的技术方案如下:
本发明提出一种铸件非接触热补贴的工艺,将浇铸液通过非接触热补贴浇铸系统注入砂壳,浇铸液冷却后形成铸件;
所述非接触热补贴浇铸系统包括第一浇道和第二浇道,所述第一浇道用于浇铸液通过并注入砂壳;
所述第二浇道的一端与所述第一浇道连通,另一端封闭;
所述第二浇道靠近铸件的待热补贴部位,用于浇铸液通过并形成非接触热补贴。
作为进一步的技术方案,所述第二浇道封闭的一端与所述待热补贴部位的距离为20-23mm。
作为进一步的技术方案,所述非接触热补贴与所述热待补贴部位的体积比为1:15-20。
作为进一步的技术方案,所述第二浇道的内壁表面涂有一层导热材料,所述导热材料包括以下重量份的组分:锆英砂40-80份、氮化铝15-20份、酚醛树脂4-6份、固化剂0.1-0.3份。
作为进一步的技术方案,所述导热材料的制备方法为:将酚醛树脂溶于乙醇中,加入锆英砂、氮化铝分散均匀,加入固化剂混合至均匀,涂覆于第二浇道的内壁表面,干燥,得到所述导热材料。
作为进一步的技术方案,所述导热材料的厚度为1-2mm。
作为进一步的技术方案,所述锆英砂和氮化铝的质量比为3-3.5:1。
作为进一步的技术方案,所述氮化铝为石墨改性氮化铝。
作为进一步的技术方案,所述石墨改性氮化铝的制备方法为:将石墨粉和氮化铝粉混合均匀,热压烧结,破碎粉磨,得到所述石墨改性氮化铝。
作为进一步的技术方案,所述石墨粉与氮化铝粉的质量比为1:4。
作为进一步的技术方案,所述石墨改性氮化铝的比表面积为400-450m2/kg。
作为进一步的技术方案,所述固化剂为六亚甲基四胺或苯二甲胺。
本发明的工作原理及有益效果为:
1、本发明中,通过延伸一部分浇注系统形成非接触热补贴来提供热能,有效地保证了补缩通道的畅通,使铸件在凝固过程中能保证顺序凝固的原则实现顺序补缩的目的,避免了铸件产生缩孔。
2、本发明中,第二浇道的内壁表面涂有一层导热材料,这提高了非接触热补贴的传热能力,进一步增加了待热补贴部位的热量,进一步避免了铸件产生缩孔。
3、本发明中,当导热材料中的氮化铝为石墨改性氮化铝时,一方面可以避免锆英砂和氮化铝相互粘连,提高非接触热补贴的传热能力,另一方面可以增加第二浇道的润滑能力,使浇铸液顺畅地充满空腔,增大热能来源,进一步增加待热补贴部位的热量,从而进一步避免铸件产生缩孔。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明非接触热补贴浇铸系统示意图;
图2为无非接触热补贴的浇铸系统示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都涉及本发明保护的范围。
下述实施例中,如无特殊说明,酚醛树脂的型号为PR-12603。
实施例1
一种铸件非接触热补贴的工艺,包括以下步骤:将浇铸钢液通过非接触热补贴浇铸系统注入砂壳,浇铸前通氩气,待氩气充满后,立即浇铸,浇铸温度为1500℃,浇铸钢液冷却后形成铸件3,非接触热补贴浇铸系统示意图如图1所示;
其中,非接触热补贴浇铸系统包括第一浇道1和第二浇道2,第一浇道1用于浇铸钢液通过并注入砂壳,第二浇道2的一端与所述第一浇道1连通,另一端封闭,第二浇道2靠近铸件3的待热补贴部位31,用于浇铸钢液通过并形成非接触热补贴;
第二浇道2封闭的一端与待热补贴部位31的距离为20mm,非接触热补贴与待热补贴部位31的体积比为1:20。
实施例2
本实施例与实施例1的区别仅在于,本实施例第二浇道2封闭的一端与待热补贴部位31的距离为23mm,非接触热补贴与待热补贴部位31的体积比为1:15。
实施例3
本实施例与实施例1的区别仅在于,本实施例第二浇道2的内壁表面涂有一层导热材料,厚度为1mm;
导热材料的制备方法为:按重量份计,将4份酚醛树脂溶于8份乙醇中,加入40份锆英砂、15份氮化铝分散均匀,加入0.1份六亚甲基四胺混合至均匀,涂覆于第二浇道2的内壁表面,干燥,得到导热材料。
实施例4
本实施例与实施例1的区别仅在于,本实施例第二浇道2的内壁表面涂有一层导热材料,厚度为1mm;
导热材料的制备方法为:按重量份计,将6份酚醛树脂溶于12份乙醇中,加入80份锆英砂、20份氮化铝分散均匀,加入0.3份六亚甲基四胺混合至均匀,涂覆于第二浇道2的内壁表面,干燥,得到导热材料。
实施例5
本实施例与实施例1的区别仅在于,本实施例第二浇道2的内壁表面涂有一层导热材料,厚度为1mm;
导热材料的制备方法为:按重量份计,将4份酚醛树脂溶于8份乙醇中,加入45份锆英砂、15份氮化铝分散均匀,加入0.1份六亚甲基四胺混合至均匀,涂覆于第二浇道2的内壁表面,干燥,得到导热材料。
实施例6
本实施例与实施例1的区别仅在于,本实施例第二浇道2的内壁表面涂有一层导热材料,厚度为1mm;
导热材料的制备方法为:按重量份计,将6份酚醛树脂溶于12份乙醇中,加入70份锆英砂、20份氮化铝分散均匀,加入0.3份六亚甲基四胺混合至均匀,涂覆于第二浇道2的内壁表面,干燥,得到导热材料。
实施例7
本实施例与实施例6的区别仅在于,本实施例中导热材料的制备方法为:按重量份计,将6份酚醛树脂溶于12份乙醇中,加入70份锆英砂、20份石墨改性氮化铝分散均匀,加入0.3份六亚甲基四胺混合至均匀,涂覆于第二浇道2的内壁表面,干燥,得到导热材料;
石墨改性氮化铝的制备方法为:将4份石墨粉和16份氮化铝粉混合均匀,热压烧结,破碎粉磨至比表面积为350m2/kg,得到石墨改性氮化铝。
实施例8
本实施例与实施例7的区别仅在于,本实施例中石墨改性氮化铝的制备方法为:将4份石墨粉和16份氮化铝粉混合均匀,热压烧结,破碎粉磨至比表面积为500m2/kg,得到石墨改性氮化铝。
实施例9
本实施例与实施例7的区别仅在于,本实施例中石墨改性氮化铝的制备方法为:将4份石墨粉和16份氮化铝粉混合均匀,热压烧结,破碎粉磨至比表面积为450m2/kg,得到石墨改性氮化铝。
实施例10
本实施例与实施例7的区别仅在于,本实施例中石墨改性氮化铝的制备方法为:将4份石墨粉和16份氮化铝粉混合均匀,热压烧结,破碎粉磨至比表面积为400m2/kg,得到石墨改性氮化铝。
对比例1
一种铸件铸造工艺,包括以下步骤:将浇铸钢液通过无非接触热补贴的浇铸系统注入砂壳,浇铸前通氩气,待氩气充满后,立即浇铸,浇铸温度为1500℃,浇铸钢液冷却后形成铸件,无非接触热补贴的浇铸系统示意图如图2所示,其中1为浇道。
在浇铸过程中对实施例1-10和对比例1待热补贴部位中的钢液进行温度测量,每5min测量一次,测试结果如下表1所示。
表1钢液温度测量结果
由表中数据可知,本发明的非接触热补贴工艺能有效地为待热补贴部位提供热能。实施例1与实施例3-6对比表明,当第二浇道的内壁表面涂有一层导热材料时,可进一步增加待热补贴部位的热量。实施例6和实施例7-10对比表明,当导热材料中的氮化铝为石墨改性氮化铝时,有利于进一步增加待热补贴部位的热量。实施例7-8和实施例9-10对比表明,石墨改性氮化铝的最佳比表面积为400-450m2/kg。
对实施例1-10和对比例1浇铸后的铸件进行无损检测,检测铸件中的缩孔情况。检测结果表明,实施例1-10浇铸得到的铸件内部无缩孔,对比例1的铸件内部存在大量缩孔,这表明本发明的非接触热补贴工艺能有效避免铸件浇铸过程中产生缩孔。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种铸件非接触热补贴的工艺,其特征在于,将浇铸液通过非接触热补贴浇铸系统注入砂壳,浇铸液冷却后形成铸件(3);
所述非接触热补贴浇铸系统包括第一浇道(1)和第二浇道(2),所述第一浇道(1)用于浇铸液通过并注入砂壳;
所述第二浇道(2)的一端与所述第一浇道(1)连通,另一端封闭;
所述第二浇道(2)靠近铸件(3)的待热补贴部位(31),用于浇铸液通过并形成非接触热补贴;
所述第二浇道(2)的内壁表面涂有一层导热材料,所述导热材料包括以下重量份的组分:锆英砂40-80份、氮化铝15-20份、酚醛树脂4-6份、固化剂0.1-0.3份;
所述氮化铝为石墨改性氮化铝。
2.根据权利要求1所述的一种铸件非接触热补贴的工艺,其特征在于,所述第二浇道(2)封闭的一端与所述待热补贴部位(31)的距离为20-23mm。
3.根据权利要求1所述的一种铸件非接触热补贴的工艺,其特征在于,所述非接触热补贴与所述待热补贴部位(31)的体积比为1:15-20。
4.根据权利要求1所述的一种铸件非接触热补贴的工艺,其特征在于,所述锆英砂和氮化铝的质量比为3-3.5:1。
5.根据权利要求1所述的一种铸件非接触热补贴的工艺,其特征在于,所述石墨改性氮化铝的制备方法为:将石墨粉和氮化铝粉混合均匀,热压烧结,破碎粉磨,得到所述石墨改性氮化铝。
6.根据权利要求5所述的一种铸件非接触热补贴的工艺,其特征在于,所述石墨粉与氮化铝粉的质量比为1:4。
7.根据权利要求5所述的一种铸件非接触热补贴的工艺,其特征在于,所述石墨改性氮化铝的比表面积为400-450m2/kg。
8.根据权利要求1所述的一种铸件非接触热补贴的工艺,其特征在于,所述固化剂为六亚甲基四胺或苯二甲胺。
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