一种涡壳的铸造方法技术

本发明专利技术提出一种涡壳的铸造方法，包括以下步骤：1)制芯；将冒口砂芯模具安装到射芯机上，通电加热模具，冒口砂芯模具型腔固化一层覆膜砂，开模得到冒口砂芯；2)组芯；将冒口砂芯和涡道壳芯组合粘接；3)烘烤壳芯：将刷好涂料的壳芯放入烘窑；4)熔化精炼：将原料加入熔化保温炉，通电熔化，5)模具准备；6)浇注：将壳芯下进模具，合模后，倾转浇注；7)切割清理：切割铸件浇冒口，并打磨清理铸件毛刺及披缝。本发明专利技术一种铝合金涡壳壳体的金属型倾转铸造方法，能解决铝合金涡壳大法兰面上的缩松缩孔及渣孔缺陷，通过明暗冒口设置并结合冒口砂芯，使得铸件浇注后形成了理想的温度场，能够按照铸件到冒口进行顺序凝固。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铸造
，尤其是涉及一种涡壳的铸造方法。
技术介绍
涡壳是发动机涡轮增压系统中的重要零件，材料为ZL101，该部件形状独特，结构复杂，壁厚截面变化较大，同时工作时承受较大的应力，气密性要求高，不允许出现气孔、缩松等缺陷(X光检查)。目前，绝大多数涡壳采用砂型重力铸造或金属型重力铸造，这两种铸造方法虽然各有优点，但还是存在较多的不足。首先，由于涡壳结构复杂，外形四周加强筋较多，分型极为困难，故一般都采用砂型铸造，底注式浇注系统，为保证涡壳铸件涡道壳芯的定位，采用涡壳铸件大法兰盘面朝下的方式放置，在生产过程中发现，铸件大法兰盘极易出现缩松、渣孔等缺陷，严重制约生产进度，加大了生产成本。其次，金属型重力同样采用底注式浇注系统，金属型重力铸造模具设计时，为了定位涡壳铸件的涡道壳芯，必须使其涡壳大法兰盘面朝下，由于金属型冷却速度较快，使得大法兰盘面得不到补缩，容易产生缩松缩孔缺陷；同时涡壳铸件大面朝下，浇注时不利于氧化夹渣上浮，易在大法兰盘面产生渣孔缺陷，其铸件出品率同样较低，严重影响排产计划，生产浪费严重。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中所存在的技术问题，本专利技术提出一种铝合金涡壳壳体的金属型倾转铸造方法，能解决铝合金涡壳大法兰面上的缩松缩孔及渣孔缺陷，通过明暗冒口设置并结合冒口砂芯，使得铸件浇注后形成了理想的温度场，能够按照铸件到冒口进行顺序凝固。本专利技术的技术解决方案是：一种涡壳的铸造方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：1)制芯；将冒口砂芯模具安装到射芯机上，通电加热模具，冒口砂芯模具型腔固化一层覆膜砂，开模得到冒口砂芯；2)组芯；将冒口砂芯和涡道壳芯组合粘接；3)烘烤壳芯：将刷好涂料的壳芯放入烘窑，设置烘烤温度120±10℃，时间1.5～2h，浇注前取出待用；4)熔化精炼：将原料加入熔化保温炉，通电熔化，铝液熔化后，向铝液中通入高纯度氩气，加入精炼剂进行旋转除气；5)模具准备：借用金属型模具，预热并喷涂型腔涂料，将模具安装到倾转浇注机上等待浇注；6)浇注：将壳芯下进模具，合模后，用浇包将熔化好的铝液浇到浇口杯中，倾转浇注；7)切割清理：切割铸件浇冒口，并打磨清理铸件毛刺及披缝。上述步骤1)的具体步骤是：1.1)加热芯盒模具，加热温度为220℃；1.2)打开模具，对模具型腔喷涂脱模剂；1.3)合模后，将射芯机射砂口对准模具吹口，吹制压力控制在0.5MPa，吹制时间5s；1.4)等待结壳硬化，硬化时间为2min；1.5)开模，壳芯由顶杆顶出后，取出壳芯；1.6)用油石打磨清理砂芯，按顺序放在垫有石棉布的托盘中。上述步骤2)的具体步骤是：2.1)冒口砂芯上设有防错定位孔，涡道壳芯有配合定位凸台。粘接之前首先进行配合试验；2.2)将K5粘接剂均匀涂到涡道壳芯定位凸台上，然后组合壳芯，压紧并粘牢；2.3)检查两个壳芯的配合面间隙，不超过0.5mm；2.4)壳芯组合好后，在组合芯对应的几个暗冒口处上刷涂保温涂料。上述步骤4)的具体步骤是：4.1)熔化准备；除掉坩埚内残余的杂物，待坩埚温度达到280℃后，用喷枪将涂料均匀喷涂预热好的坩埚内表面，保温1小时，待用；4.2)加料熔化；按回炉料、铝硅合金锭、纯铝锭、中间合金的次序将炉料紧实地装入坩埚内，对熔化保温炉送电熔化，铝液熔化最高温度760℃，达到最高温度后设备自动断电；4.3)合金精炼；将旋转除气机吊到熔化炉上，开启电源开关，电动机带动侵入坩埚中的石墨转子旋转，同时通过石墨转子在铝液中导入高纯度氩气，精炼气体压力0.3MPa，并通过外部加粉装置向铝液中加入精炼剂，除气时间15min；4.4)合金质量检查；合金精炼完成后，浇注化学成分试样和力学性能试样。上述步骤5)的具体步骤是：5.1)模具预热；将模具装入模具预热炉，设定加热温度为260℃；5.2)模具清理；将准备好的干冰倒入干冰清理机，将喉管喷嘴对准模具型腔，清理型腔涂料；5.3)涂料喷涂；成品涂料按照与水1：4的比例混合，喷涂型腔，底模喷涂两层，前后左右半模涂料喷涂时，厚度应从上到下依次递减；5.4)通气塞及分型面清理；涂料喷涂后，检查模具型腔通气塞，如果发现通气塞堵塞，及时清理；然后用钢刷将模具分型面上的涂料清理干净；5.5)模具安装；将模具吊装到浇注机上，用螺钉固定安装后，准备浇注。上述步骤6)的具体步骤是：6.1)下芯合模；先下涡道壳芯，再下冒口砂芯，用压缩空气吹净型腔及底板上的砂粒、灰尘，然后合模；6.2)舀料浇注；检测铝液温度达到690～720℃时，舀料浇进浇口杯，待浇口杯内液面平稳后，按倾转按钮，浇注机开始从0～90°倾转浇注；倾转浇注时间为8s，倾转速度按照先慢后快再慢的顺序设定；6.3)等待凝固；浇注完成后，底模通水冷却，等待凝固时间2min，通过用铁钳戳试冒口检查铸件是否凝固；6.4)开模取件；待冒口完全凝固后，依次开模取出铸件。本发的有益效果：1)提高了生产效率，涡壳类铸件一般采用砂型或金属型重力铸造铸造，其工艺过程复杂，冒口体积较大，生产时间较长，每件最少耗时20min左右。本方法提供的涡壳类铸件铸造方法，生产1件只需要6～10min，且工艺方法简单。2)工艺方法独特，彻底改变了过去通过冷铁改变整个铸型凝固顺序的思路，采用本专利技术方法，能有效控制铸件的凝固顺序，涡壳上端面采用明冒口与暗冒口结合对铸件进行补缩，暗冒口刷涂保温涂料，冒口采用砂芯保温，彻底解决了该类铸件大法兰面的缩松缩孔缺陷，将涡壳铸件的合格率提高到90％以上。3)提高了产品质量，从根本上解决了铸件缩松、气孔等缺陷，20件涡壳铸件经过0.4±0.1MPa气密性试验及7.50+0.5MPa的强度试验，产品全部合格。4)本专利技术使用的方法在浇注过程中金属液充型平稳，撇渣能力强，很大程度上减少了铸件的渣孔缺陷，提高了铸件内部质量。5)降低了对工人的技术要求，本方法所有金属型模具及壳芯模具结构合理，定位准确，极大降低了对工人的技术要求；第三，本专利技术所用浇注方式为倾转浇注，将铝液倒入浇口杯后，由倾转浇注机倾转浇注，减少了人为因素的影响。应用本专利技术中提供的方法，铸造的涡壳铸件内部缩松缩松及渣孔缺陷明显减少，加工后报废率降低至20％以内。附图说明图1为本专利技术工艺的流程图；图2为本专利技术的涡壳结构示意图；图3为本专利技术金属型模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡壳的铸造方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：1)制芯；将冒口砂芯模具安装到射芯机上，通电加热模具，冒口砂芯模具型腔固化一层覆膜砂，开模得到冒口砂芯；2)组芯；将冒口砂芯和涡道的壳芯组合粘接；3)烘烤壳芯：将刷好涂料的壳芯放入烘窑，设置烘烤温度120±10℃，时间1.5～2h，浇注前取出待用；4)熔化精炼：将原料加入熔化保温炉，通电熔化，铝液熔化后，向铝液中通入高纯度氩气，加入精炼剂进行旋转除气；5)模具准备：借用金属型模具，预热并喷涂型腔涂料，将模具安装到倾转浇注机上等待浇注；6)浇注：将壳芯下进模具，合模后，用浇包将熔化好的铝液浇到浇口杯中，倾转浇注；7)切割清理：切割铸件浇冒口，并打磨清理铸件毛刺及披缝。

【技术特征摘要】
1.一种涡壳的铸造方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
1)制芯；将冒口砂芯模具安装到射芯机上，通电加热模具，冒口砂芯模具
型腔固化一层覆膜砂，开模得到冒口砂芯；
2)组芯；将冒口砂芯和涡道的壳芯组合粘接；
3)烘烤壳芯：将刷好涂料的壳芯放入烘窑，设置烘烤温度120±10℃，时
间1.5～2h，浇注前取出待用；
4)熔化精炼：将原料加入熔化保温炉，通电熔化，铝液熔化后，向铝液中
通入高纯度氩气，加入精炼剂进行旋转除气；
5)模具准备：借用金属型模具，预热并喷涂型腔涂料，将模具安装到倾转
浇注机上等待浇注；
6)浇注：将壳芯下进模具，合模后，用浇包将熔化好的铝液浇到浇口杯中，
倾转浇注；
7)切割清理：切割铸件浇冒口，并打磨清理铸件毛刺及披缝。
2.根据权利要求1所述的涡壳的铸造方法，其特征在于：所述步骤1)的
具体步骤是：
1.1)加热芯盒模具，加热温度为220℃；
1.2)打开模具，对模具型腔喷涂脱模剂；
1.3)合模后，将射芯机射砂口对准模具吹口，吹制压力控制在0.5MPa，
吹制时间5s；
1.4)等待结壳硬化，硬化时间为2min；
1.5)开模，壳芯由顶杆顶出后，取出壳芯；
1.6)用油石打磨清理砂芯，按顺序放在垫有石棉布的托盘中。
3.根据权利要求1所述的涡壳的铸造方法，其特征在于：所述步骤2)的
具体步骤是：
2.1)冒口砂芯上设有防错定位孔，涡道壳芯有配合定位凸台。粘接之前
首先进行配合试验；
2.2)将K5粘接剂均匀涂到涡道壳芯定位凸台上，然后组合壳芯，压紧并
粘牢；
2.3)检查两个壳芯的配合面间隙，不超过0.5mm；
2.4)壳芯组合好后，在组合芯对应的几个暗冒口处上刷涂保温涂料。
4.根据权利要求3所述的涡壳的铸造方法，其特征在于：所述步骤4)的
具体步骤是：
4.1)熔化准备；除掉坩埚内残余的杂物，待坩埚温度达到280℃后，用喷
枪将涂料均匀...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯超，唐桢，纪旭辉，杨保华，毛娜，王江云，
申请(专利权)人：西安航空动力控制科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61