CN215144607U - 一种耐热钢排气歧管负压压铸装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种耐热钢排气歧管负压压铸装置，解决现有重力铸造工艺方法铸件成品率低、工艺出品率的问题。该压铸装置包括砂型，所述的砂型内形成有排气歧管铸件的铸型，还包括炉体和铸箱，所述的砂型安装在铸箱内，所述的铸箱与抽气装置连接，所述的铸箱外围设有与铸型连通的浇杯，所述的炉体一端设有与炉体内的钢液连通的铸口，所述的浇杯卡接在铸口上，所述的炉体另一端与充气装置连接。本实用新型的耐热钢排气歧管负压压铸装置，在提高铸件成品率和工艺出品率的同时，有效降低生产成本，易于集中处理废气，达到环保生产的目的。

Description

一种耐热钢排气歧管负压压铸装置

技术领域

本实用新型涉及耐热钢排气歧管压铸工艺，更具体地说，它涉及一种耐热钢排气歧管负压压铸装置。

背景技术

近年来，汽车产业的发展突飞猛进，能源与环境的问题日益突出，汽车发动机在节能环保方面面临着更高的挑战。排气歧管作为汽车发动机上的关键零部件，它的质量好坏直接影响到发动机的使用寿命和排放性能。目前，排气歧管铸件材料多采用硅钼球铁和高镍铸铁。随着发动机性能的提高，排气温度已经达到900℃以上，硅钼球铁和高镍球铁已不能满足发动机的排放使用性能要求，而奥氏体耐热铸钢有良好的耐热性，耐温可达到1050℃、耐疲劳性、抗腐蚀性能，能充分适应发动机的燃烧效率，减少有害气体的排放量。因此奥氏体耐热铸钢已成为生产高性能排气歧管的首选材料。

作为汽车重要零件的发动机排气歧管，是典型的薄壁复杂铸件。由于奥氏体耐热铸钢流动性差及排气歧管结构特殊等因素，使得奥氏体耐热铸钢在排气歧管上的应用存在巨大的工艺难度。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。目前，奥氏体耐热铸钢排气歧管，大部分采用传统的重力铸造工艺方法，浇注温度在1600℃以上，需要补缩的冒口较多较大，铸件成品率低至70-80％以下，工艺出品率低至20-30％，生产成本高，且生产薄壁3-4mm的排气歧管，即使浇注温度达1700℃，铸件也难以成型。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，其目的是提供一种耐热钢排气歧管负压压铸装置，在提高铸件成品率和工艺出品率的同时，有效降低生产成本，易于集中处理废气，达到环保生产的目的。

本实用新型的技术方案一是这样的：一种耐热钢排气歧管负压压铸装置，包括砂型，所述的砂型内形成有排气歧管铸件的铸型，还包括炉体和铸箱，所述的砂型安装在铸箱内，所述的铸箱与抽气装置连接，所述的铸箱外围设有与铸型连通的浇杯，所述的炉体一端设有与炉体内的钢液连通的铸口，所述的浇杯卡接在铸口上，所述的炉体另一端与充气装置连接。

作为进一步地改进，所述的砂型与铸箱之间填充有钢丸。

进一步地，所述的抽气装置包括压盖和抽气管，所述的压盖压合在铸箱顶部，所述抽气管的一端与铸箱连通，另一端与抽气泵连通，所述的抽气管上设有抽气阀。

进一步地，所述炉体的一端设有与铸口连通的出液口，另一端设有进液口，所述的炉体外围设有加热线圈。

进一步地，所述的进液口外围设有炉座，所述的炉座顶部设有可拆卸的炉盖，所述的炉座与炉盖之间设有密封圈。

进一步地，所述的充气装置包括进气管和排气管，所述进气管的两端分别与进液口、充气泵连通，所述的进气管上设有进气阀，所述排气管的一端与进液口连通，所述的排气管上设有排气阀。

有益效果

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

本实用新型的耐热钢排气歧管负压压铸装置，其炉体采用模块化设计，可以根据产品和工艺要求匹配水平线和垂直线浇铸，在铸件凝固补缩结束后泄压，直浇道内钢液回流，仅留很小的内浇口补缩颈，从而达到大幅度提高工艺出品率，降低废品率的目的，且保证了钢液的上升回落，使得充型阶段钢液能够顺利上升，凝固保压阶段钢液强化补缩，及泄压阶段直浇道内钢液迅速回落，同时废气少且易于与除尘系统结合，易于集中处理废气，达到环保生产的目的。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中浇杯的结构放大示意图；

图3为本实用新型中铸口的结构放大示意图。

其中：1-砂型、2-铸型、3-炉体、4-铸箱、5-浇杯、6-铸口、7-钢丸、8-压盖、9-抽气管、10-抽气阀、11-出液口、12-进液口、13-加热线圈、14-炉座、15-炉盖、16-进气管、17-排气管、18-进气阀、19-排气阀、20-浇道、21-金属液通道、22-液压缸、23-锥形孔、24-锥形体。

具体实施方式

下面结合附图中的具体实施例对本实用新型做进一步的说明。

参阅图1-3，本实用新型的一种耐热钢排气歧管负压压铸方法，该方法是将砂型放入铸箱内，然后对铸箱内抽气形成负压环境，最后向铸型内压入钢液，从而获得耐热钢排气歧管铸件。该方法包括如下步骤：

S1制壳制芯：利用壳型模具在热芯盒机上制作砂型，并组装得到铸型，具体的，气砂型包括外壳和内流道芯，外壳有两个，制作好后，按照工艺要求上好涂料、烘干，再把内流道芯装至外壳里，外壳四周涂上铸造粘合剂，并组装形成铸型；

S2铸型装箱：把砂型放入铸箱中，然后在铸型背面的铸箱内填充钢丸并振实，接着在铸箱底部安装浇杯，使浇杯与砂型内的铸型连通；

S3移箱浇注：把铸箱移动至炉体上方，使浇杯与炉体的铸口对齐，具体的铸箱是通过流水生产线移动至炉体，并卡合在炉体的铸口上，其流水生产线可以为：行车，操作更加方便，使得人工远离了炉体，保证工作安全性；

S4负压抽气：利用抽气装置对铸箱进行抽气，使铸箱内形成负压环境；

S5压力充型：利用充气装置将炉体内的钢液通过铸口、浇杯压入铸型内，完成充型，钢液的温度为1520～1540摄氏度；

S6凝固泄压：对铸型凝固保压一段时间，然后卸去对钢液的压力，钢液即可回落至炉体内，为下一模压铸做准备；

S7移箱冷却：把铸箱移动至冷却工位进行冷却，铸箱的移动也通过流水生产线来实现；

S8落砂清理：清理落砂，并切割钢丸，从而获得耐热钢排气歧管铸件。

本实用新型的耐热钢排气歧管负压压铸方法，结合了低压铸造与真空吸铸的特点，实现型铸箱内负压浇铸，降低了充型的阻力与表面气体形成，在压力下的金属凝固，组织致密性更好，加快了表面凝固时间，降低金属液间的温度梯度，实现同时凝固或者顺序凝固，提高补缩效率，有效解决铸件内部缩孔缩松缺陷，防止铸件内漏，保证铸件质量，可浇铸薄壁3mm-4mm铸件，铸件成品率可达90％以上，工艺出品率达50％以上，在系统压力下金属液凝固，产品出品率相比传统工艺高10％以上，大大降低生产成本，有效提高铸件成品率和工艺出品率。

优选的，在S4中，铸箱内的负压值为0.02MPa～0.04MPa，液态金属充型过程中，树脂砂会产生大量气体，需要向外排出，如果不及时排出，就会存在憋气，存在铸件冷隔、浇不足等缺陷；同时，凝固过程中，树脂砂也会产生大量气体，如果不及时排出，铸件表面易形成皮下气孔类缺陷，本实施例的压铸方法通过在铸箱内形成负压环境，从而能够便于对铸型形成负压，使得压铸充型过程中产生的气体及时排出，防止铸型内存在憋气、铸件冷隔、浇不足等问题，有效提高铸件成品率，保证铸件的质量；在S6中，对铸型的凝固保压时间为1min～2min，且凝固保压压力为0.1MPa～0.4MPa，使得铸件能够凝固成型；在S7中，铸箱的冷却时间为35min～45min，使得铸件能够进一步冷却，方便后续工人开箱脱模。

优选的，在S5中，钢液压入铸型内的速度根据浇注时间和浇注重量而设定，其公式如下：v＝m/t，其中，v为钢液压入速度，m为铸件重量，t为浇注时间。通过调整合适浇铸温度与压力参数、浇注速度，提高金属液充型与补缩能力，有效解决耐热钢、不锈钢等铸造中常见的冷隔、浇不足、气孔等问题。

一种耐热钢排气歧管负压压铸装置，包括砂型1，在砂型1内形成有排气歧管铸件的铸型2，该压铸装置还包括炉体3和铸箱4，其中，铸箱4为顶部开口的箱体，砂型1安装在铸箱4内，铸箱4与抽气装置连接，铸箱4外围设有与铸型2连通的浇杯5，炉体3一端设有与炉体3内的钢液连通的铸口6，铸口6套接在出液口11上，且二者固定连接，浇杯5卡接在铸口6上，炉体3另一端与充气装置连接。

优选的，在砂型1与铸箱4之间填充有钢丸7，起到支撑砂型1的作用，同时钢丸7之间的缝隙较大，便于后续抽气的气体流通，以及在压铸过程中为废气排出提供容纳空间。

本实用新型的压铸装置，通过在铸箱4与砂型1之间填充钢丸7，支撑砂型1，并在铸箱4顶部设置抽气装置，在压铸前，可通过抽气装置对铸箱4内进行抽气，使铸箱4内形成负压环境，从而能够便于对铸型2形成负压，使得压铸充型过程中产生的气体及时排出，防止铸型2内存在憋气、铸件冷隔、浇不足等问题，有效提高铸件成品率，保证铸件的质量。

优选的，抽气装置包括压盖8和抽气管9，其中，压盖8压合在铸箱4顶部，具体的，压盖8可通过液压缸带动升降，并压合在铸箱4顶部，操作更为方便，抽气管9的一端与铸箱4连通，另一端与抽气泵连通，具体的，在砂型1正上方的压盖8上开设多个透气孔，透气孔上方的压盖8上安装有汇流管，抽气管9与汇流管连通，在抽气时，可以实现对铸箱4不同位置的抽气，快速完成抽气的同时，使得砂型1外围的气流压力较为均匀、平衡，在抽气管9上设有抽气阀10，便于控制抽气。

优选的，在砂型1内靠近浇杯5的一端设有将浇杯5与铸型2连通的浇道20，方便钢液压入铸型2中，且浇道20为上下两端窄、中间宽的腔体，能够保持这个位置钢液更多的热量，不凝固，然后通过浇杯5底部的压铸压力补充铸件的凝固补缩，进一步提高铸件质量。

优选的，在浇杯5内设有金属液通道21，该金属液通道21可将炉体3的铸口6与浇道20连通，从而将钢液压入铸型2中，该金属液通道21为上窄下宽的锥形腔体，且金属液通道21上端与下端的截面积比为1:4，方便控制凝固时间。

优选的，在浇杯5下端内设有锥形孔23，相应的，在铸口6外壁设有锥形体24，锥形体24插接在锥形孔23内，方便浇杯5卡合在炉体3的铸口6上。

优选的，浇杯5通过螺钉与铸箱4连接，方便拆装维护。

优选的，在炉体3的一端设有与铸口6连通的出液口11，另一端设有进液口12，出液口11、进液口12均与炉体3连通，在炉体3外围设有加热线圈13，通过加热线圈13对炉体3内的钢液进行加热，使得钢液可维持在1520～1540摄氏度，以减少冒口补缩。

本实施例中，通过在炉体3上单独设置进液口12和出液口11，将钢液的加液和出液位置分开，使得加注钢液和钢液流出的位置均对应有独立的通道，刚加注进来的钢液中带有的杂质无法通过炉体3底部过到出液口11，有效防止杂质影响压铸的问题，实现杂质分离，提高铁水的纯度，保证铸件的质量。

优选的，进液口12外围设有炉座14，在炉座14顶部设有可拆卸的炉盖15，充气装置安装在炉盖15上，方便打开炉盖15添加钢液，在炉座14与炉盖15之间设有密封圈，进一步提高密封性。

优选的，充气装置包括进气管16和排气管17，其中，进气管16的两端分别与进液口12、充气泵连通，进气管16上设有进气阀18，排气管17的一端与进液口12连通，排气管17上设有排气阀19。当在压铸时，排气阀19关闭，进气阀18打开，充气泵向炉体3内注入高压气体，将钢液从出液口11挤压出去，实现对铸型的充型；当充型完成并经过保压后，进气阀18再关闭，排气阀19打开，此时钢液在重力作用下复位，为下一次充型做准备。

优选的，在进液口12的上方通过支架安装有液压缸22，该液压缸22的输出端与炉盖15连接，通过液压缸22带动炉盖15升降，操作方便，安全可靠。

优选的，进液口12的截面积大于出液口11的截面积，且炉体3为U形状，进液口12、出液口11分别位于该U形状炉体3的开口两端。

本实施例中，通过将进液口12的截面积设置为大于出液口11的截面积，并且将炉体3设置为U形状，方便快速加入钢液，保证了钢液的上升回落，使得充型阶段钢液能够顺利上升，凝固保压阶段钢液强化补缩，及泄压阶段直浇道内钢液迅速回落；同时，出液口11面积相对较小，容易清除杂质，一般首模清理后就很少了，有效提高工作效率；并且通过将充气装置设置在截面积较大的进液口12处，在同等压力下，可以有效提高钢液的出液速度，从而提高压铸效率。

优选的，在炉盖15底部、炉座14顶部均为锥形状，炉盖15与炉座14之间采用锥形配合的结构，方便炉盖15卡合在炉座14上.

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。

Claims (6)

1.一种耐热钢排气歧管负压压铸装置，包括砂型(1)，所述的砂型(1)内形成有排气歧管铸件的铸型(2)，其特征在于，还包括炉体(3)和铸箱(4)，所述的砂型(1)安装在铸箱(4)内，所述的铸箱(4)与抽气装置连接，所述的铸箱(4)外围设有与铸型(2)连通的浇杯(5)，所述的炉体(3)一端设有与炉体(3)内的钢液连通的铸口(6)，所述的浇杯(5)卡接在铸口(6)上，所述的炉体(3)另一端与充气装置连接。

2.根据权利要求1所述的一种耐热钢排气歧管负压压铸装置，其特征在于，所述的砂型(1)与铸箱(4)之间填充有钢丸(7)。

3.根据权利要求1所述的一种耐热钢排气歧管负压压铸装置，其特征在于，所述的抽气装置包括压盖(8)和抽气管(9)，所述的压盖(8)压合在铸箱(4)顶部，所述抽气管(9)的一端与铸箱(4)连通，另一端与抽气泵连通，所述的抽气管(9)上设有抽气阀(10)。

4.根据权利要求1所述的一种耐热钢排气歧管负压压铸装置，其特征在于，所述炉体(3)的一端设有与铸口(6)连通的出液口(11)，另一端设有进液口(12)，所述的炉体(3)外围设有加热线圈(13)。

5.根据权利要求4所述的一种耐热钢排气歧管负压压铸装置，其特征在于，所述的进液口(12)外围设有炉座(14)，所述的炉座(14)顶部设有可拆卸的炉盖(15)，所述的炉座(14)与炉盖(15)之间设有密封圈。

6.根据权利要求4所述的一种耐热钢排气歧管负压压铸装置，其特征在于，所述的充气装置包括进气管(16)和排气管(17)，所述进气管(16)的两端分别与进液口(12)、充气泵连通，所述的进气管(16)上设有进气阀(18)，所述排气管(17)的一端与进液口(12)连通，所述的排气管(17)上设有排气阀(19)。

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