專利名稱：一種多元組合式低壓澆注方法及組合式砂芯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鑄造技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種多元組合低壓澆注方法，它適用于鋁合金、鎂合金等有色金屬具有內(nèi)外蒙皮復(fù)雜筒形結(jié)構(gòu)鑄件的樹(shù)脂砂型鑄造。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著航空、航天等制造業(yè)的快速發(fā)展，從設(shè)計(jì)上為了減輕結(jié)構(gòu)重量、增加整體剛性和系統(tǒng)可靠性，將許多結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行整體鑄造，同時(shí)對(duì)鑄件要求也向精密化、復(fù)雜化、大型化發(fā)展。低壓鑄造是大型薄壁鋁合金鑄造的最佳工藝方法之一，是利用坩堝內(nèi)氣壓，將金屬液由下而上充填鑄型，在較低氣壓下保持澆道與補(bǔ)縮通道合二為一，維持鑄型溫度和壓力梯度的一致性，大大提高了鑄件的致密性。但是在大型薄壁復(fù)雜鑄件，傳統(tǒng)的低壓鑄造工藝不能很好地滿足鑄件成形和品質(zhì)的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種多元組合低壓澆注方法，它針對(duì)大型薄壁復(fù)雜鑄件，能有效地保證鑄件的成形和品質(zhì)，通用性強(qiáng)，鑄造出的鑄件致密性高、穩(wěn)定性好、合格率聞。本發(fā)明的技術(shù)方案一種多元組合式低壓澆注方法，包括如下步驟A、根據(jù)待鑄件的結(jié)構(gòu)形狀制備由多個(gè)分砂芯組合而成的組合砂芯；B、采用組合砂芯進(jìn)行低壓澆注，澆注用的金屬液從組合砂芯的主澆口進(jìn)入組合砂芯底部的橫澆道，一部分金屬液從橫澆道進(jìn)入設(shè)置在組合砂芯的內(nèi)側(cè)用于澆注鑄件內(nèi)蒙皮的雨淋澆道上的多個(gè)澆口，再進(jìn)入型腔；另一部分金屬液從設(shè)置在橫澆道外側(cè)的縫隙澆道澆口進(jìn)入縫隙澆道，再進(jìn)入澆注鑄件外蒙皮的型腔。所述組合砂芯的制備方法為a、根據(jù)待鑄件的腔體構(gòu)成制備與待鑄件匹配的主砂芯；b、制備澆口砂芯，澆口砂芯設(shè)置主澆口，與主澆口相通的橫澆道，與橫澆道相通的雨淋澆道和縫隙澆道；C、將燒口砂芯與主砂芯組合為一體。所述主砂芯根據(jù)待鑄件的腔體構(gòu)成由多個(gè)分砂芯組成。所述主砂芯與澆口砂芯的分型面為平面。所述雨淋澆道上的澆口均勻分布在雨淋澆道上。所述待鑄件是包含內(nèi)外兩層蒙皮的鑄件。所述分砂芯是通過(guò)定位裝置進(jìn)行組合。本發(fā)明還提供一種組合式砂芯，包括一內(nèi)砂芯、一外砂芯和一燒口砂芯，內(nèi)砂芯套在外砂芯內(nèi)，內(nèi)砂芯和外砂芯固定在澆口砂芯上，所述澆口砂芯上設(shè)置主澆口、橫澆道、雨淋澆道和縫隙澆道澆口，主澆口與橫澆道相通，橫澆道分別與雨淋澆道和縫隙澆道澆口相通，雨淋澆道上分布有多個(gè)澆口。
雨淋澆道上的澆口均勻分布。本發(fā)明涉及以下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)首先是砂芯需要選取適當(dāng)?shù)墓に嚪中兔?，將待鑄件內(nèi)外蒙皮形成的腔體分解為多個(gè)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的分砂芯，分型面選取平面，并具有足夠的接觸面積，以保證砂芯裝配精度和足夠的連接強(qiáng)度。雨淋澆道設(shè)計(jì)根據(jù)待鑄件內(nèi)蒙皮的形狀，設(shè)計(jì)雨淋澆道，該澆道與內(nèi)蒙皮形狀相對(duì)應(yīng)，雨淋澆道上設(shè)置多個(gè)小型的澆口 ；根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以對(duì)澆口數(shù)量和形狀進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。縫隙式澆道設(shè)計(jì)在待鑄件的外蒙皮處，均勻布置縫隙澆道，縫隙澆道中的合金液與雨淋澆道中的合金液由共同的橫澆道引入，縫隙澆道的數(shù)量隨著鑄件尺寸的增加而增多。砂芯組合通過(guò)金屬定位裝置的緊密配合，實(shí)現(xiàn)砂芯之間的準(zhǔn)確定位，組合形成鑄件的砂型。低壓澆注采用升液、充型、結(jié)殼、增壓、保壓、卸壓的低壓澆注工藝規(guī)范，薄壁鑄件的澆注速度和澆注溫度可以適當(dāng)提高。本發(fā)明的有益效果1、通過(guò)合金液進(jìn)入雨淋澆道，對(duì)鑄件內(nèi)蒙皮進(jìn)行充型，能夠提高充型能力，有利于薄壁區(qū)的成形。2、通過(guò)縫隙式澆道，對(duì)鑄件外蒙皮進(jìn)行充型，能夠保證外蒙皮的充分補(bǔ)縮通道，提高鑄件致密性。3、組合式的澆注工藝將多種澆道的優(yōu)點(diǎn)集中在一起，工藝更加合理，提高了鑄件的合格率。


圖1是本發(fā)明多元組合式低壓澆注方法中所使用的組合砂芯的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A-A向示意圖；圖3是圖1的B-B向示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例中待鑄件是具有內(nèi)外兩層蒙皮結(jié)構(gòu)的鑄件，多元組合式低壓澆注方法，包括如下步驟A、根據(jù)待鑄件的結(jié)構(gòu)形狀制備由多個(gè)分砂芯組合而成的組合砂芯；由于待鑄件是內(nèi)外兩層蒙皮結(jié)構(gòu)，根據(jù)該結(jié)構(gòu)可以將主砂芯分為內(nèi)層砂芯I和外層砂芯2 ；制備澆口砂芯3，澆口砂芯3上設(shè)置主澆口 31，與主澆口 31相通的橫澆道32，與橫澆道32相通的雨淋澆道33和縫隙澆道34。將燒口砂芯3與內(nèi)層砂芯I和外層砂芯2組合為一體,各分砂芯之間米用定位裝置4進(jìn)行配合固定。通過(guò)上述步驟制備的組合砂芯的結(jié)構(gòu)如圖1-3所示，組合砂芯包括內(nèi)層砂芯1、外層砂芯2和澆口砂芯3，澆口砂芯3設(shè)置主澆口 31，與主澆口 31相通的橫澆道32，與橫澆道32相通的雨淋澆道33和縫隙澆道34。雨淋澆道33連通用于澆注內(nèi)蒙皮的型腔5。縫隙澆道34連通用于澆注外蒙皮的型腔6。雨淋澆道33的形狀與澆注內(nèi)蒙皮的型腔5的形狀相關(guān)聯(lián)，在本實(shí)施例中內(nèi)蒙皮為筒狀，則雨淋澆道33可為環(huán)形，如果內(nèi)蒙皮為其它形狀，則雨淋澆道33的形狀可適應(yīng)性的變化。B、采用上述圖1的組合砂芯進(jìn)行低壓澆注，澆注用合金液從組合砂芯的主澆口 31進(jìn)入組合砂芯底部的橫澆道32，一部分合金液從橫澆道32進(jìn)入環(huán)形設(shè)置的雨淋澆道33上的多個(gè)澆口 331，澆口均勻分布如圖3所示，合金液從雨淋澆道33的多個(gè)澆口 331進(jìn)入用于澆注內(nèi)蒙皮的型腔5中，可澆注出內(nèi)蒙皮。另一部分合金液從設(shè)置在橫澆道32外側(cè)的縫隙澆道34澆口 341341進(jìn)入縫隙澆道34，合金液再?gòu)目p隙澆道34進(jìn)入用于澆注外蒙皮的型腔
6。如圖2所示。低壓澆注的其它步驟如充型、結(jié)殼、增壓、保壓、卸壓等與現(xiàn)有低壓澆注工藝相同，在此不再贅述。對(duì)于圖1所示存在內(nèi)外兩層蒙皮結(jié)構(gòu)的鑄件，本實(shí)施例按以下步驟實(shí)現(xiàn)多元組合澆注工藝的設(shè)計(jì)(I)沿圖1所示分型面7將主砂芯和澆口砂芯3組合在一起，分型面為平面，澆口砂芯3底部留出橫澆道、雨淋澆道空間；(2)設(shè)計(jì)雨淋式底注澆道，如圖3所示，該澆道由環(huán)形的雨淋橫澆道和多個(gè)小型的澆注入口組成；(3)設(shè)計(jì)縫隙澆道，如圖2所示，為均勻布置的4根澆道，縫隙澆道和雨淋澆道由共同的橫澆道引入合金液；縫隙澆道的數(shù)量隨著鑄件外蒙皮的直徑增加而增多。(4)主砂芯與澆口砂芯3采用定位裝置4進(jìn)行配合，實(shí)現(xiàn)砂芯之間的準(zhǔn)確定位，組合形成鑄件的砂型。(5)從低壓澆注主澆口 31引入合金液，合金液從縫隙澆道34和雨淋澆道33進(jìn)入鑄型，完成鑄件澆注。
權(quán)利要求
1.一種多元組合式低壓澆注方法，包括如下步驟 A、根據(jù)待鑄件的結(jié)構(gòu)形狀制備由多個(gè)分砂芯組合而成的組合砂芯； B、采用組合砂芯進(jìn)行低壓澆注，澆注用的金屬液從組合砂芯的主澆口進(jìn)入組合砂芯底部的橫澆道，一部分金屬液從橫澆道進(jìn)入設(shè)置在組合砂芯的內(nèi)側(cè)用于澆注鑄件內(nèi)蒙皮的雨淋澆道上的多個(gè)澆口，再進(jìn)入型腔；另一部分金屬液從設(shè)置在橫澆道外側(cè)的縫隙澆道澆口進(jìn)入縫隙澆道，再進(jìn)入澆注鑄件外蒙皮的型腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多元組合式低壓澆注方法，其特征在于，所述組合砂芯的制備方法為 a、根據(jù)待鑄件的腔體構(gòu)成制備與待鑄件匹配的主砂芯； b、制備澆口砂芯，澆口砂芯設(shè)置主澆口，與主澆口相通的橫澆道，與橫澆道相通的雨淋澆道和縫隙澆道； C、將燒口砂芯與主砂芯組合為一體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多元組合式低壓澆注方法，其特征在于，所述主砂芯根據(jù)待鑄件的腔體構(gòu)成由多個(gè)分砂芯組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多元組合式低壓澆注方法，其特征在于，所述主砂芯與澆口砂芯的分型面為平面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多元組合式低壓澆注方法，其特征在于，所述雨淋澆道上的澆口均勻分布在雨淋澆道上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多元組合式低壓澆注方法，其特征在于，所述待鑄件是包含內(nèi)外兩層蒙皮的鑄件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多元組合式低壓澆注方法，其特征在于，所述分砂芯是通過(guò)定位裝置進(jìn)行組合。
8.—種組合式砂芯，其特征在于，包括一內(nèi)砂芯、一外砂芯和一燒口砂芯，內(nèi)砂芯套在外砂芯內(nèi)，內(nèi)砂芯和外砂芯固定在澆口砂芯上，所述澆口砂芯上設(shè)置主澆口、橫澆道、雨淋澆道和縫隙澆道澆口，主澆口與橫澆道相通，橫澆道分別與雨淋澆道和縫隙澆道澆口相通，雨淋澆道上分布有多個(gè)澆口。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的組合式砂芯，其特征在于，雨淋澆道上的澆口均勻分布。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種多元組合式低壓澆注方法及組合式砂芯，方法包括A、根據(jù)待鑄件的結(jié)構(gòu)形狀制備由多個(gè)分砂芯組合而成的組合砂芯；B、采用組合砂芯進(jìn)行低壓澆注，澆注用的金屬液從組合砂芯的主澆口進(jìn)入組合砂芯底部的橫澆道，一部分金屬液從橫澆道進(jìn)入設(shè)置在組合砂芯的內(nèi)側(cè)用于澆注鑄件內(nèi)蒙皮的雨淋澆道上的多個(gè)澆口，再進(jìn)入型腔；另一部分金屬液從設(shè)置在橫澆道外側(cè)的縫隙澆道澆口進(jìn)入縫隙澆道，再進(jìn)入澆注鑄件外蒙皮的型腔。組合式砂芯包括包括一內(nèi)砂芯、一外砂芯和一澆口砂芯，澆口砂芯上設(shè)置主澆口、橫澆道、雨淋澆道和縫隙澆道澆口。本發(fā)明的方法和砂芯將多種澆道的優(yōu)點(diǎn)集中在一起，工藝更加合理，提高了鑄件的合格率。
文檔編號(hào)B22C9/08GK103008612SQ20121045840
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者劉新超, 李智偉, 邊毅, 孫建新 申請(qǐng)人:北京航星機(jī)器制造公司