CN104525855B - 基于v法铸造冰箱内胆模具铸坯的金属型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于V法铸造冰箱内胆模具铸坯的金属型工艺，是一种以真空铸造工艺为基础，结合了市场产品特点的新工艺，其目的是为了解决使用砂型铸造内胆模具成品率低下，模具表面容易产生针孔、缩松等各种铸造缺陷。同时避免了设计制造全金属型时工艺设计难度大，模具制造成本高，生产大型铸件困难的问题。

Description

基于V法铸造冰箱内胆模具铸坯的金属型工艺

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，具体涉及一种基于V法铸造冰箱内胆模具铸坯的金属型工艺。

背景技术

家电内胆模具是真空吸塑成型模的一种，产品对模具成型面的光洁度要求很高。模具成型面的质量直接影响到内胆成形后的表面质量和成品率，因此对于内胆成型模具，其成型面粗糙度要求不大于Ra＝0.8μm，且表面平整、光滑、无砂眼、无气孔。

目前，一般采用砂型工艺铸造家电内胆模具，但是对于外形轮廓尺寸大，内型腔结构较复杂且需要铺设冷却水管的内胆模具，使用全砂型铸造时型腔不容易修整，且容易塌型。砂型传热系数较小，在型腔中金属溶液温度处于液相线以上时间较长，所以金属合金在凝固过程中易形成粗大晶粒、组织缩松，在一定程度上决定了铸件后处理的表面粗糙度较高。同时，铸件产品中容易出现缩孔和气孔，铸件表面易产生砂眼和粘砂，因此采用砂型铸造内胆模具成品率较低。

为了细化铸件内部粗大晶粒组织，消除铸件表面的铸造缺陷，可以采用全金属型工艺铸造模具，但是全金属型制造成本高，生产准备周期长，金属型加工费时、费力，生产大型铸件较困难。金属型铸造特别适合于批量较大、中小型铸件，而内胆模具一般是单件生产，无批量件，且铸件尺寸较大，所以使用金属型生产模具能够达到模具表面质量要求，但是生产成本高，周期长。从经济成本和技术难度上考虑，全金属型工艺不适合内胆模具铸坯的制造。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种机械化程度较高，降低劳动强度，提高产品质量的基于V法铸造冰箱内胆模具铸坯的金属型工艺。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种基于V法铸造冰箱内胆模具铸坯的金属型工艺，包括如下工艺步骤：

a)基于计算机辅助设计软件完成内胆产品的三维模型设计，根据内胆铸件二维图对内胆产品三维模型进行预处理，其内容包括：铸件加工余量的添加，以及铸造工艺的设计；

b)基于计算机辅助设计软件的内外凹凸模分型及其它浇注***的设计，具体包括：直浇道、横浇道、内浇道、冒口等尺寸大小和位置，排气孔以及预埋水管管槽的设计，同时对模型进行工艺处理，如增加拔模角度，设计拼接模式，并加工两个凸模模型；

c)模型合箱及摆放，根据砂箱尺寸大小，选择适量的凸模模型，模型的选择要遵循形状相似，拉伸比相近的原则，尤其不能把高度相差太大的模型放在一起，将凸模定位摆放至同一型板上；

d)制作一次性凹模：用摆放好的凸模盖上砂箱，制作一次性凹模，然后将模型主体取出，然后再将模型的活块破损后取出，不能破坏砂型的形状及薄膜。这样就制作了一个一次性的凹模；

e)冷铁块的设计及摆放，铸铁冷铁的蓄热系数较大，可以吸收较多的热量，有比较强的激冷能力，同时铸铁冷铁制作方便、成本低廉、应用广泛，所以在该铸造工艺中选择灰铸铁作为冷铁块材料；

内胆模具铸件轮廓一般为规则的多边形，因此常用冷铁块设计为矩形块，其工作表面积大小设计为三种类型：

1号规格200mm×400mm；

2号规格100mm×150mm；

3号规格50mm×100mm；

冷铁块一边进行边导圆，圆角大小可根据需要进行加工制作，冷铁块表面粗糙度在Ra12.5左右；在浇注轻合金时，冷铁厚度δ＝(1.0～2.0)D，D是铸件随形壁厚；家电内胆模具壁厚一般为15mm左右，所以冷铁块厚度取为25mm，当模具局部外形较复杂时需要单独设计制造出冷铁块，方便造型，确保型腔尺寸和形状的精确；

在凹模的内壁随形摆放冷铁块构造铸型凸模外形，冷铁块紧贴一次性凹模内轮廓，保证铸件尺寸精度，在冷铁块之间的缝隙处用干砂填补，每次完成一个局部的构造后用砂填紧冷铁块，并紧实砂型防止冷铁块移位，在冷铁背面焊接有T形挂钩，加强冷铁块与砂型的连接强度，整个冷铁金属型腔不会错位脱落；

凸模内部布好冷铁和干砂后，整个砂箱放振实台振实，然后将上箱抽真空，并将一次性凹模的成型薄膜粘贴到上箱上，下箱取消真空负压，然后下箱解体,此时获得带有冷铁的凸模；

f)凹模的制作，凹模的制作相较于凸模较为简单，首先将相应的模型按照对称的结构摆放在型板上，定位要准确，然后对模型进行覆膜抽真空，覆膜完成后和凸模一样，选用合适的冷铁紧贴模型的周围，然后填砂紧实，抽真空，取出模型即可；

g)铝合金的熔炼，铝合金熔炼时要合理的控制好铝液温度，一般铝液温度达到690℃时进行除渣，变质处理的温度在700-750℃左右，吹气精炼的温度在700-750℃，精炼后的铝液静置一段时间后扒渣，最后铝液浇注温度控制在700-750℃左右。

h)铸件自然冷却后开箱取出铸件，在此工艺下生产的铸件产品经过后续加工处理后表面光洁度高，无砂眼、针孔的存在，从而对成型后的内胆产品合格率大幅提高。

本发明的有益效果是：

1)采用了真空铸造的方式，机械化程度较高，降低劳动强度。传统翻砂铸造采用人工作业，而此发明建立在机械化真空铸造的基础上，劳动强度低，适合现代化产业生产需求。

2)降低了铸件的铸造缺陷，铸件产品的生产质量和合格率大大提高，此项发明将冷铁冷却工艺和真空铸造工艺结合起来，因为外型腔采用冷铁块构造的金属型，铝合金充满型腔后铸件表面在冷铁激冷作用下顺序凝固，铸件表面凝固速度加快，枝晶来不及长大，所以得到的是细小、致密的结晶组织。

3)二次造型工艺实现了复杂形状的造型，一般复杂形状因为无法脱模的问题而无法实现，此项发明利用了二次造型，分解一次性型腔的方法，实现了复杂型腔的造型。

4)采用真空铸造工艺可以提高铸件精度，减少了预留加工量，因为真空铸造相较于手工铸造的稳定性较高，相较于传统的4mm加工余量，模型采用的是数控成型工艺，余量减少至2mm以内，实现了减少铸坯加工重量达50％左右。

5)由于真空铸造采用的是干砂铸造，砂中不含水分，可以大大的减少因为水汽而造成的砂眼、气泡等质量问题。

6)真空铸造不需要使用大量的油漆，以及树脂胶等化学品，减少了大量的气体污染。

7)利用真空铸造生产产品，在浇注的过程中，把有害气体都抽到排气管道中，大大改善了车间的工作环境，减少污染。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

①基于计算机辅助设计软件CAD建模模块完成内胆产品的三维模型设计。根据内胆铸件二维图利用偏置面命令将加工面偏置加厚，快速自动的添加铸件的加工余量及其他必要尺寸，然后利用聚氨酯泡沫材料加工出设计好的凹模及凸模模型。

②先将凹模模型固定在定位型板上，然后再模型的外形上摆放合适尺寸的冷铁，冷铁之间留有一定的间隙，方便抽真空的时候负压抽气,边摆放冷铁边加砂，方便固定冷铁位置。

③因为凸模的模型较为复杂，直接加工凹形无法造型，而且数控成型无法加工出复杂的凹形形状，所以对于复杂的箱体铸件，采用二次造型的方法，直接加工出需要的凸模形状，然后利用此凸模负压造型出一个凹模，然后在凹模上摆放好设计的浇注***，浇注***要包裹塑料薄膜，同时在凹模的内壁上，边摆放冷铁边加砂，同时将负压管道放入凹型中，以便增加造型强度，加砂完毕后，放到振实台振实，然后加压成型。

④对上下箱的模型进行喷涂，烘干，然后进行合箱浇注。注意：浇注的时候应该加大负压度，以免塌型。进行浇注时，铝合金溶液温度控制在700℃左右，在规定时间内完成浇注。

⑤采用该方法生产家电内胆模具铸坯，工艺先进，铸件成品率高，铸件表面质量达到了前所未有的高度。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种基于V法铸造冰箱内胆模具铸坯的金属型工艺，其特征在于，包括如下工艺步骤：

a)基于计算机辅助设计软件完成内胆产品的三维模型设计，根据内胆铸件二维图对内胆产品三维模型进行预处理；

b)基于计算机辅助设计软件的内外凹凸模分型及其它浇注***的设计，具体包括：直浇道、横浇道、内浇道、冒口尺寸大小和位置，排气孔以及预埋水管管槽的设计，同时对模型进行工艺处理；

c)模型合箱及摆放，根据砂箱尺寸大小，选择适量的凸模模型，模型的选择要遵循形状相似，拉伸比相近的原则，不能把高度相差太大的模型放在一起，将凸模定位摆放至同一型板上；

d)制作一次性凹模：用摆放好的凸模盖上砂箱，制作一次性凹模，然后将模型主体取出，然后再将模型的活块破损后取出，不能破坏砂型的形状及薄膜；

e)冷铁块的设计及摆放，铸铁冷铁的蓄热系数较大，可以吸收较多的热量，有比较强的激冷能力；冷铁块一边进行边导圆，圆角大小根据需要进行加工制作；

在凹模的内壁随形摆放冷铁块构造铸型凸模外形，冷铁块紧贴一次性凹模内轮廓，保证铸件尺寸精度，在冷铁块之间的缝隙处用干砂填补，每次完成一个局部的构造后用砂填紧冷铁块，并紧实砂型防止冷铁块移位，在冷铁背面焊接有T形挂钩，加强冷铁块与砂型的连接强度，整个冷铁金属型腔不会错位脱落；

凸模内部布好冷铁和干砂后，整个砂箱放振实台振实，然后将上箱抽真空，并将一次性凹模的成型薄膜粘贴到上箱上，下箱取消真空负压，然后下箱解体，此时获得带有冷铁的凸模；

f)凹模的制作：首先将相应的模型按照对称的结构摆放在型板上，定位要准确，然后对模型进行覆膜抽真空，覆膜完成后和凸模一样，选用合适的冷铁紧贴模型的周围，然后填砂紧实，抽真空，取出模型即可；

g)铝合金的熔炼，铝合金熔炼时要合理的控制好铝液温度，铝液温度达到690℃时进行除渣，变质处理的温度在700-750℃，吹气精炼的温度在700-750℃，精炼后的铝液静置一段时间后扒渣，最后铝液浇注温度控制在700-750℃；

h)铸件自然冷却后开箱取出铸件。