CN103008612A - 一种多元组合式低压浇注方法及组合式砂芯 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多元组合式低压浇注方法及组合式砂芯，方法包括：A、根据待铸件的结构形状制备由多个分砂芯组合而成的组合砂芯；B、采用组合砂芯进行低压浇注，浇注用的金属液从组合砂芯的主浇口进入组合砂芯底部的横浇道，一部分金属液从横浇道进入设置在组合砂芯的内侧用于浇注铸件内蒙皮的雨淋浇道上的多个浇口，再进入型腔；另一部分金属液从设置在横浇道外侧的缝隙浇道浇口进入缝隙浇道，再进入浇注铸件外蒙皮的型腔。组合式砂芯包括包括一内砂芯、一外砂芯和一浇口砂芯，浇口砂芯上设置主浇口、横浇道、雨淋浇道和缝隙浇道浇口。本发明的方法和砂芯将多种浇道的优点集中在一起，工艺更加合理，提高了铸件的合格率。

Description

一种多元组合式低压浇注方法及组合式砂芯
技术领域
本发明属于铸造技术领域，涉及到一种多元组合低压浇注方法，它适用于铝合金、镁合金等有色金属具有内外蒙皮复杂筒形结构铸件的树脂砂型铸造。
背景技术
近年来，随着航空、航天等制造业的快速发展，从设计上为了减轻结构重量、增加整体刚性和***可靠性，将许多结构部件进行整体铸造，同时对铸件要求也向精密化、复杂化、大型化发展。低压铸造是大型薄壁铝合金铸造的最佳工艺方法之一，是利用坩埚内气压，将金属液由下而上充填铸型，在较低气压下保持浇道与补缩通道合二为一，维持铸型温度和压力梯度的一致性，大大提高了铸件的致密性。但是在大型薄壁复杂铸件，传统的低压铸造工艺不能很好地满足铸件成形和品质的要求。
发明内容
本发明的技术方案是提供一种多元组合低压浇注方法，它针对大型薄壁复杂铸件，能有效地保证铸件的成形和品质，通用性强，铸造出的铸件致密性高、稳定性好、合格率高。
本发明的技术方案：一种多元组合式低压浇注方法，包括如下步骤：
A、根据待铸件的结构形状制备由多个分砂芯组合而成的组合砂芯；
B、采用组合砂芯进行低压浇注，浇注用的金属液从组合砂芯的主浇口进入组合砂芯底部的横浇道，一部分金属液从横浇道进入设置在组合砂芯的内侧用于浇注铸件内蒙皮的雨淋浇道上的多个浇口，再进入型腔；另一部分金属液从设置在横浇道外侧的缝隙浇道浇口进入缝隙浇道，再进入浇注铸件外蒙皮的型腔。
所述组合砂芯的制备方法为：
a、根据待铸件的腔体构成制备与待铸件匹配的主砂芯；
b、制备浇口砂芯，浇口砂芯设置主浇口，与主浇口相通的横浇道，与横浇道相通的雨淋浇道和缝隙浇道；
c、将浇口砂芯与主砂芯组合为一体。
所述主砂芯根据待铸件的腔体构成由多个分砂芯组成。
所述主砂芯与浇口砂芯的分型面为平面。
所述雨淋浇道上的浇口均匀分布在雨淋浇道上。
所述待铸件是包含内外两层蒙皮的铸件。
所述分砂芯是通过定位装置进行组合。
本发明还提供一种组合式砂芯，包括一内砂芯、一外砂芯和一浇口砂芯，内砂芯套在外砂芯内，内砂芯和外砂芯固定在浇口砂芯上，所述浇口砂芯上设置主浇口、横浇道、雨淋浇道和缝隙浇道浇口，主浇口与横浇道相通，横浇道分别与雨淋浇道和缝隙浇道浇口相通，雨淋浇道上分布有多个浇口。
雨淋浇道上的浇口均匀分布。
本发明涉及以下几个关键点：首先是砂芯需要选取适当的工艺分型面，将待铸件内外蒙皮形成的腔体分解为多个结构相对简单的分砂芯，分型面选取平面，并具有足够的接触面积，以保证砂芯装配精度和足够的连接强度。
雨淋浇道设计：根据待铸件内蒙皮的形状，设计雨淋浇道，该浇道与内蒙皮形状相对应，雨淋浇道上设置多个小型的浇口；根据铸件的结构特点，可以对浇口数量和形状进行优化调整。
缝隙式浇道设计：在待铸件的外蒙皮处，均匀布置缝隙浇道，缝隙浇道中的合金液与雨淋浇道中的合金液由共同的横浇道引入，缝隙浇道的数量随着铸件尺寸的增加而增多。
砂芯组合：通过金属定位装置的紧密配合，实现砂芯之间的准确定位，组合形成铸件的砂型。
低压浇注：采用升液、充型、结壳、增压、保压、卸压的低压浇注工艺规范，薄壁铸件的浇注速度和浇注温度可以适当提高。
本发明的有益效果：
1、通过合金液进入雨淋浇道，对铸件内蒙皮进行充型，能够提高充型能力，有利于薄壁区的成形。
2、通过缝隙式浇道，对铸件外蒙皮进行充型，能够保证外蒙皮的充分补缩通道，提高铸件致密性。
3、组合式的浇注工艺将多种浇道的优点集中在一起，工艺更加合理，提高了铸件的合格率。
附图说明
图1是本发明多元组合式低压浇注方法中所使用的组合砂芯的结构示意图；
图2是图1的A-A向示意图；
图3是图1的B-B向示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的方法进行详细说明。
本实施例中待铸件是具有内外两层蒙皮结构的铸件，多元组合式低压浇注方法，包括如下步骤：
A、根据待铸件的结构形状制备由多个分砂芯组合而成的组合砂芯；
由于待铸件是内外两层蒙皮结构，根据该结构可以将主砂芯分为内层砂芯1和外层砂芯2；
制备浇口砂芯3，浇口砂芯3上设置主浇口31，与主浇口31相通的横浇道32，与横浇道32相通的雨淋浇道33和缝隙浇道34。
将浇口砂芯3与内层砂芯1和外层砂芯2组合为一体，各分砂芯之间采用定位装置4进行配合固定。
通过上述步骤制备的组合砂芯的结构如图1-3所示，组合砂芯包括内层砂芯1、外层砂芯2和浇口砂芯3，浇口砂芯3设置主浇口31，与主浇口31相通的横浇道32，与横浇道32相通的雨淋浇道33和缝隙浇道34。雨淋浇道33连通用于浇注内蒙皮的型腔5。缝隙浇道34连通用于浇注外蒙皮的型腔6。雨淋浇道33的形状与浇注内蒙皮的型腔5的形状相关联，在本实施例中内蒙皮为筒状，则雨淋浇道33可为环形，如果内蒙皮为其它形状，则雨淋浇道33的形状可适应性的变化。
B、采用上述图1的组合砂芯进行低压浇注，浇注用合金液从组合砂芯的主浇口31进入组合砂芯底部的横浇道32，一部分合金液从横浇道32进入环形设置的雨淋浇道33上的多个浇口331，浇口均匀分布如图3所示，合金液从雨淋浇道33的多个浇口331进入用于浇注内蒙皮的型腔5中，可浇注出内蒙皮。另一部分合金液从设置在横浇道32外侧的缝隙浇道34浇口341341进入缝隙浇道34，合金液再从缝隙浇道34进入用于浇注外蒙皮的型腔6。如图2所示。低压浇注的其它步骤如充型、结壳、增压、保压、卸压等与现有低压浇注工艺相同，在此不再赘述。
对于图1所示存在内外两层蒙皮结构的铸件，本实施例按以下步骤实现多元组合浇注工艺的设计：
(1)沿图1所示分型面7将主砂芯和浇口砂芯3组合在一起，分型面为平面，浇口砂芯3底部留出横浇道、雨淋浇道空间；
(2)设计雨淋式底注浇道，如图3所示，该浇道由环形的雨淋横浇道和多个小型的浇注入口组成；
(3)设计缝隙浇道，如图2所示，为均匀布置的4根浇道，缝隙浇道和雨淋浇道由共同的横浇道引入合金液；缝隙浇道的数量随着铸件外蒙皮的直径增加而增多。(4)主砂芯与浇口砂芯3采用定位装置4进行配合，实现砂芯之间的准确定位，组合形成铸件的砂型。
(5)从低压浇注主浇口31引入合金液，合金液从缝隙浇道34和雨淋浇道33进入铸型，完成铸件浇注。

Claims (9)

1.一种多元组合式低压浇注方法，包括如下步骤：
A、根据待铸件的结构形状制备由多个分砂芯组合而成的组合砂芯；
B、采用组合砂芯进行低压浇注，浇注用的金属液从组合砂芯的主浇口进入组合砂芯底部的横浇道，一部分金属液从横浇道进入设置在组合砂芯的内侧用于浇注铸件内蒙皮的雨淋浇道上的多个浇口，再进入型腔；另一部分金属液从设置在横浇道外侧的缝隙浇道浇口进入缝隙浇道，再进入浇注铸件外蒙皮的型腔。
2.根据权利要求1所述的多元组合式低压浇注方法，其特征在于，所述组合砂芯的制备方法为：
a、根据待铸件的腔体构成制备与待铸件匹配的主砂芯；
b、制备浇口砂芯，浇口砂芯设置主浇口，与主浇口相通的横浇道，与横浇道相通的雨淋浇道和缝隙浇道；
c、将浇口砂芯与主砂芯组合为一体。
3.根据权利要求2所述的多元组合式低压浇注方法，其特征在于，所述主砂芯根据待铸件的腔体构成由多个分砂芯组成。
4.根据权利要求2所述的多元组合式低压浇注方法，其特征在于，所述主砂芯与浇口砂芯的分型面为平面。
5.根据权利要求1所述的多元组合式低压浇注方法，其特征在于，所述雨淋浇道上的浇口均匀分布在雨淋浇道上。
6.根据权利要求1所述的多元组合式低压浇注方法，其特征在于，所述待铸件是包含内外两层蒙皮的铸件。
7.根据权利要求1所述的多元组合式低压浇注方法，其特征在于，所述分砂芯是通过定位装置进行组合。
8.一种组合式砂芯，其特征在于，包括一内砂芯、一外砂芯和一浇口砂芯，内砂芯套在外砂芯内，内砂芯和外砂芯固定在浇口砂芯上，所述浇口砂芯上设置主浇口、横浇道、雨淋浇道和缝隙浇道浇口，主浇口与横浇道相通，横浇道分别与雨淋浇道和缝隙浇道浇口相通，雨淋浇道上分布有多个浇口。
9.根据权利要求8所述的组合式砂芯，其特征在于，雨淋浇道上的浇口均匀分布。
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