CN107737879B - 一种适用于大模组铸造的浇注***及其制备方法 - Google Patents

一种适用于大模组铸造的浇注***及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用于大模组铸造的浇注***及其制备方法，属于精密铸造和材料制备技术领域。浇注***为封闭式，适用于长度在60mm以下的小型零件，横截面积比例为内浇道：横浇道：直浇道＝1：(1.1‑1.3)：(1.5‑2.0)。内浇道为小长方体，一端为楔形，具有漏斗过滤作用。横浇道具有分流控制流速的作用；横浇道管道设计成阶梯型，直浇道上设计2‑5处变截面，底端带有直浇道窝，防止湍流和飞溅。利用本发明控制合金液的流动状态，使合金液以较快的速度稳定流动到型壳中，实现了充型完全、阻挡夹渣、过滤气泡、有效补缩的功能，提高了铸件的合格率，缩短了制造周期，降低了成本，具有较高的经济效益。

Description

一种适用于大模组铸造的浇注***及其制备方法
技术领域：
本发明涉及精密铸造和材料制备技术领域，具体为一种适用于大模组铸造的浇注***及其制备方法。
背景技术：
大模组精密铸造是一种高效率、低成本的铸造方法。传统的方法是采用小模组铸造技术。小模组具有浇注***结构简单、容易操作等优势，但存在件数少、成本高等缺点。大模组铸造会导致疏松、夹渣、欠铸、气泡等冶金缺陷形成几率的增加。
浇注***是将金属液导入铸型的通道，它由浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道四部分组成，简单铸件一般只有直浇道和内浇道两部分，大型铸件或结构较复杂的铸件才增设浇口杯和横浇道。浇注***是控制大模组铸造的冶金缺陷的主要方式，合理设计浇注***是降低冶金缺陷的关键，是提高大模组铸造的零件合格率的关键。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于大模组铸造的多功能浇注***及其制备方法，该浇注***具有挡渣、补缩、除气、稳流等作用。适用于所有金属材料的大模组铸造过程。
本发明的技术方案如下：
一种适用于大模组铸造的浇注***，包括浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道四部分，所述内浇道、横浇道与直浇道的横截面积比例为1∶(1.1-1.3)∶(1.5-2.0)；该浇注***各部分设计如下：
浇口杯：设于直浇道顶部，用以承接并导入熔融金属；
直浇道：为垂直通道，将熔融金属导入横浇道；
横浇道：为水平通道，用以分配金属液进入内浇道；所述横浇道为若干个，沿直浇道轴向呈三层排布；由直浇道的顶端到底端依次为第一层横浇道、第二层横浇道和第三层横浇道；每一层的横浇道为六个，环绕直浇道呈放射状排布，相邻横浇道之间夹角为60°，横浇道的长度为200-400cm。
内浇道：所述内浇道为若干个，设于横浇道上，并直接与铸型型腔相连，用以引导金属液进入型腔。
所述内浇道为长方体结构，内浇道与铸件的连接端为楔形结构，该楔形结构的粗端截面长度为20-40cm、宽度为10-20cm；该楔形结构的细端截面长度为10-30cm、宽度为8-10cm，具有漏斗过滤作用。
所述横浇道的管道设计成阶梯状，优选为两个阶梯，具有挡渣滤气作用。
所述直浇道上设计2-5处变截面结构；直浇道的底端设有圆形的直浇道窝，其直径为直浇道截面直径的1.2-1.4倍，起到防止湍流和飞溅的作用。
所述适用于大模组铸造的多功能浇注***的制备方法，包括如下步骤：
(1)按所需要规格压制各种浇道蜡模；
(2)将浇口杯组合到第一层横浇道上，再依次组合第二层横浇道和第三层横浇道；
(3)将内浇道口组焊在各横浇道的相应位置后，在直浇道上修焊出2-5处变截面区，最后在直浇道下端组焊上直浇道窝；
(4)各浇道蜡模组合成浇注***后，放置12h后，将零件蜡模组焊在内浇道上；
(5)组合后的蜡模放置一定时间后，进行制壳和浇注。
该浇注***为封闭式，适用于长度在60mm以下的小型零件，适用于所有金属材料的大模组铸造过程。
本发明的优点及有益效果是：
1、本发明通过浇注***控制合金液的流动状态，使其以较快的速度稳定流动到型壳中，来实现其充型完全、阻挡夹渣、过滤气泡、有效补缩的功能。
2.本发明为适用于大模组铸造的多功能浇注***，解决了大模组铸造过程中冶金缺陷的问题。
3.本发明浇注***，一次性整组份整台份生产，提高了铸件质量和性能的稳定性和一致性，具有长远的应用前景。
4.本发明浇注***结构显著缩短制造周期，降低成本，具有较高的经济效益。
附图说明：
图1为本发明浇注***结构示意图。
图2为内浇道的结构；其中(b)为(a)的俯视图。
图3为横浇道的结构和尺寸。
图4为横浇道组合图。
图5为直浇道与浇口杯组合图。
图6为稳流窝的结构和尺寸。
图7为浇注***制备流程。
图8为浇注***各部分蜡型的结构与形貌，其中：(a)浇口杯和第一层横浇道组合图；(b)直浇道和横浇道组合图；(c)组合后浇注***形貌。
图中：1-浇口杯；2-直浇道；201-变截面结构；202-直浇道窝；3-横浇道；4-内浇道。
具体实施方式：
以下结合附图详述本发明。
本发明为适用于大模组铸造的浇注***，浇注***为封闭式，适用于长度在60mm以下的小型零件。如图1所示，该浇注***包括浇口杯1、直浇道2、横浇道3和内浇道4四部分，所述内浇道、横浇道与直浇道的横截面积比例为1∶(1.1-1.3)∶(1.5-2.0；该浇注***各部分设计如下：
浇口杯：设于直浇道顶部，用以承接并导入熔融金属；
直浇道：为垂直通道，将熔融金属导入横浇道；所述直浇道上设计2-5处变截面结构201；直浇道的底端设有圆形的直浇道窝202，其直径为直浇道截面直径的1.2-1.4倍，起到防止湍流和飞溅的作用。
横浇道：为水平通道，用以分配金属液进入内浇道；所述横浇道为若干个，沿直浇道轴向呈三层排布；由直浇道的顶端到底端依次为第一层横浇道、第二层横浇道和第三层横浇道；每一层的横浇道为六个，环绕直浇道呈放射状排布，相邻横浇道之间夹角为60°，横浇道的长度为200-400cm。所述横浇道的管道设计成阶梯状，优选为两个阶梯，具有挡渣滤气作用。
内浇道：所述内浇道为若干个，设于横浇道上，并直接与铸型型腔相连，用以引导金属液进入型腔。所述内浇道为长方体结构，内浇道与铸件的连接端为楔形结构，该楔形结构的粗端截面长度为20-40cm、宽度为10-20cm；该楔形结构的细端截面长度为10-30cm、宽度为8-10cm，具有漏斗过滤作用，如图2(a)-(b)和表1所示，具有漏斗过滤作用。
表1内浇道楔形结构尺寸
a1 20-40
b1 10-30
L1 10-20
L2 8-10
数量 50-100
本发明浇注***的制备过程为：
按照设计形状和尺寸，设计并制作模具。在模具中压制浇道蜡模，制备内浇道、横浇道、直浇道及浇口杯，并按照图1中的形状将它们组合在一起，放置12h后，组焊上零件蜡模，然后制壳。最后，在特定的铸造工艺下将合金液浇注到型壳中。
实施例1：
本实施例中，浇注***的结构和各部分尺寸如图1-6及表2所示，浇道***尺寸见表2。其中：
内浇道为小长方体，内浇道与铸件连接的一端为楔形，形状、尺寸见图2。横浇道的管道设计成两级阶梯型，各横浇道呈放射状绕直浇道分布，相邻分支之间角度为60°，横浇道形状、尺寸见图3-4。
直浇道上设计2处变截面，直浇道底端设有用于稳流的圆形直浇道窝，形状、尺寸见图5-6。
表2实施例1-3浇注***尺寸
a1 b1 L1 L2 L3 数量
实施例1 40 30 20 10 400 72
实施例2 20 10 10 8 280 54
实施例3 30 20 15 8 350 54
本实施例浇注***的制备流程如图7所示。首先，压制各种浇道蜡模，然后按图2-6检验尺寸，按图1组合：(1)将浇口杯组合到第一层横浇道上，如图8(a)所示。(2)在直浇道上依次组合第二层横浇道和三层横浇道，如图8(b)所示。(3)将内浇口组焊在横浇道的相应位置，修焊出2处变截面区，在下端组焊上直浇道窝(稳流窝)，如图8(c)所示。冷却16h后，将零件蜡模组焊在内浇道上。组合后的蜡模放置一定时间后，进行制壳和浇注。浇注后的叶片经检验外型完整，疏松、夹渣、气泡等冶金缺陷在控制范围内，因冶金缺陷导致报废的叶片为9％。
实施例2：
本实施例中，浇注***制备流程如图7所示。浇道尺寸见表2。首先，压制各种浇道蜡模，然后按图2-6检验尺寸，按图1组合：(1)将浇口杯组合到第一层横浇道上。(2)在直浇道上依次组合第二层横浇道和第三层横浇道。(2)将内浇口组焊在横浇道的相应位置，修焊出2处变截面区，在下端组焊上直浇道窝(稳流窝)。冷却12h，将零件蜡模组焊在内浇道上。组合后的蜡模放置一定时间后，进行制壳和浇注。浇注后的叶片经检验充型完整，疏松、夹渣、气泡等冶金缺陷在控制范围内，因冶金缺陷导致报废的叶片为13％。
实施例3：
本实施例中，浇注***制备流程如图7所示。浇道尺寸见表2。首先，压制各种浇道蜡模，然后按图2-6检验尺寸，按图1组合：(1)将浇口杯组合到第一层横浇道上。(2)在直浇道上依次组合第二层横浇道和第三层横浇道。(2)将内浇口组焊在横浇道的相应位置上，修焊出2处变截面区，在下端组焊上直浇道窝(稳流窝)。冷却12h，将零件蜡模组焊在内浇道上。组合后的蜡模放置一定时间后，进行制壳和浇注。浇注后的叶片经检验充型完整，疏松、夹渣、气泡等冶金缺陷在控制范围内，因冶金缺陷导致报废的叶片为7％。
实施例1-3结果表明，本发明适用于大模组铸造的多功能浇注***及其制备方法：设计模具，并制作。在模具中压制浇道蜡模，制备内浇道、横浇道、直浇道及浇口杯，并将它们组合在一起，放置一定时间后，组焊上零件蜡模，然后制壳。最后，在特定的铸造工艺下将合金液浇注到型壳中。本发明一次性整组份整台份生产铸件，不仅提高了铸件质量和性能的稳定性和一致性，而且显著地缩短了制造周期，降低成本，具有长远的应用前景和较高的经济效益。适用于所有金属材料的大模组铸造过程。

Claims (6)

1.一种适用于大模组铸造的浇注***，包括浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道四部分，其特征在于：所述内浇道、横浇道与直浇道的横截面积比例为1：（1.1-1.3）：（1.5-2.0）；该浇注***中：
浇口杯：设于直浇道顶部，用以承接并导入熔融金属；
直浇道：为垂直通道，将熔融金属导入横浇道；
横浇道：为水平通道，用以分配金属液进入内浇道；所述横浇道为若干个，沿直浇道轴向呈三层排布；由直浇道的顶端到底端依次为第一层横浇道、第二层横浇道和第三层横浇道；
内浇道：所述内浇道为若干个，设于横浇道上，并直接与铸型型腔相连，用以引导金属液进入型腔；
所述内浇道为长方体结构，内浇道与铸件的连接端为楔形结构，该楔形结构的粗端截面长度为20-40cm、宽度为10-20cm；该楔形结构的细端截面长度为10-30cm、宽度为8-10cm，具有漏斗过滤作用；
所述横浇道的管道设计成阶梯状，具有挡渣滤气作用；
所述直浇道上设计2-5处变截面结构；直浇道的底端设有圆形的直浇道窝，其直径为直浇道截面直径的1.2-1.4倍，起到防止湍流和飞溅的作用。
2.根据权利要求1所述的适用于大模组铸造的浇注***，其特征在于：每一层的横浇道为六个，环绕直浇道呈放射状排布，相邻横浇道之间夹角为60°，横浇道的长度为200-400cm。
3.根据权利要求1所述的适用于大模组铸造的浇注***的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
（1）按所需要规格压制各种浇道蜡模；
（2）将浇口杯组合到第一层横浇道上，再依次组合第二层横浇道和第三层横浇道；
（3）将内浇道口组焊在各横浇道的相应位置后，在直浇道上修焊出2-5处变截面区，最后在直浇道下端组焊上直浇道窝；
（4）各浇道蜡模组合成浇注***后，将零件蜡模组焊在内浇道上；
（5）组合后的蜡模放置后，进行制壳和浇注。
4.根据权利要求3所述的适用于大模组铸造的浇注***的制备方法，其特征在于：浇注***组合后，放置12h后，再组焊零件蜡型。
5.根据权利要求3所述的适用于大模组铸造的浇注***的制备方法，其特征在于：该浇注***为封闭式，适用于长度在60mm以下的小型零件。
6.根据权利要求3所述的适用于大模组铸造的浇注***的制备方法，其特征在于：该浇注***适用于所有金属材料的大模组铸造过程。
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