一种低压熔模精密铸造工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种低压熔模精密铸造工艺，造型钢板上叠置砂箱，组合型壳置于造型钢板中心孔中，用石棉绳将缝隙塞实，再在浇口杯外周采用粘土砂固定，用干砂将砂箱填满并刮平；将造型钢板吊装放置在吊装钢板之上且固定，再将吊装钢板吊放并固定在低压铸造机工作台上，在砂箱顶部覆盖压紧钢板并压紧；将保温炉推进至工作位置并升起，直至升液管的上端口与浇口杯型壳的下端口对接且两者之间实现密封；向保温炉的气相空间通入压缩气体，保温炉底部的金属液沿升液管上升，进入组合型壳的型腔内，薄壁产品型腔内的金属液在压力下凝固后，进行放气，金属液回流；然后移除压紧，吊装落砂。该工艺在高温下对薄壁产品进行成型，成本低，效率高，缺陷少。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铸造工艺，特别涉及一种低压熔模精密铸造工艺，属于金属铸造

技术介绍
熔模铸造又称失蜡铸造，失蜡铸造的生产过程是在蜡模表面涂上数层耐火材料，待其硬化干燥后，将其中的蜡模熔去而制成型壳，再经过焙烧定型，然后进行浇注，冷却后获得铸件。由于获得的铸件具有较高的尺寸精度和表面光洁度，故又称熔模精密铸造。低压铸造是使液态金属在压力作用下充填型腔，以形成铸件的一种方法。低压铸造的工艺过程如下：在密闭的保温炉中通入干燥的压缩空气，保温炉内的金属液在气体压力下沿升液管上升，通过浇口进入型腔，保持保温炉内气体的压力直至型腔内的金属液完全凝固形成铸件。然后解除保温炉内压力，使升液管中未凝固的金属液流回保温炉，再解除铸型顶部压紧装置压力，取出铸件。熔模精密铸造型壳一般情况下是在重力状态下人工浇注，但是对于结构复杂、壁厚悬殊较大的铸件在重力状态下浇注所获得的产品往往内部缺陷较多，力学性能不达标，而解决这一问题行之有效的方法就是将熔模精铸型壳置于低压铸造设备上在低压情况下浇注。因为低压铸造时金属液充型平稳，可减少氧化夹渣等缺陷，铸件在压力下凝固，所以组织致密力学性能高。采用低压铸造的方法铸造精铸型壳时，首先要解决型壳与低压铸造机之间的接口问题，目前实现这一工艺主要有以下两种方式：1、制作专用工装，将工装直接压在型壳上，以机械的方式进行紧固。此方法局限性较大，对于不同的铸件需要制作不同的工装，需要耗费大量的成本；工装与型壳之间的紧固力不好掌握，紧固力太小会引起型壳漏液，造成铸件报废乃至对操作人员的人身安全及设备安全造成伤害，紧固力太大则会损坏型壳。2、用树脂砂造型，将型壳置于砂箱然后用树脂砂将型壳完全包覆，然后将造好的砂箱置于低压浇注机工作平台进行浇注，此方法类似砂型的低压铸造，相对于制作工装的方法安全性要好很多。但是该方法存在如下缺点：⑴一般情况下熔模精铸的型壳是在型壳本身有较高温度的状态下浇注，这样就可以保证薄壁型壳的充型。而如果采用树脂砂将型壳包覆进行低压浇注，型壳就必须是室温情况才能进行，这样一来，熔模精铸可以成型薄壁件的优势就被抹杀。⑵该工艺需要消耗大量的树脂砂，树脂砂价格较为昂贵，增加了生产成本。⑶树脂砂固化需要较长的时间，影响生产效率。⑷合金液经过树脂砂时会将树脂加热，产生大量气体，气体进入型腔后会有一部分来不及排出而进入铸件，导致在铸件中形成气孔缺陷。⑸浇口附近树脂砂经过长时间的烘烤容易使树脂消耗殆尽从而导致型砂溃散，溃散后的型砂会经过升液管进入低压铸造保温炉，再次浇注时炉内型砂会进入在其后浇注的铸件内部，在铸件内产生砂眼等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种低压熔模精密铸造工艺，可在高温下对薄壁产品进行成型，无需采用树脂砂，减少气孔、砂眼等缺陷，生产成本低，生产效率高。为解决以上技术问题，本专利技术的一种低压熔模精密铸造工艺，依次包括如下步骤：⑴将造型钢板放置在平整的地面上，在造型钢板上放置砂箱，将组合型壳置于造型钢板的中心孔中，所述组合型壳自上而下依次包括薄壁产品型壳、内浇口型壳、横浇道型壳和浇口杯型壳；所述浇口杯型壳朝下且组合型壳、砂箱均与造型钢板的中心孔共轴线；⑵用石棉绳将浇口杯型壳的下部外周与造型钢板中心孔内壁之间的缝隙塞实，再在浇口杯型壳的上部外周采用粘土砂填实固定，所述粘土砂的顶部填充在所述横浇道型壳的下方，所述粘土砂的底部抵在所述造型钢板的上方；⑶采用干砂将砂箱填满，粘土砂的外周、组合型壳的外周及薄壁产品型壳的内部空间均被干砂填实，并且用刮板将砂箱顶部的干砂刮平；⑷将造型钢板整体吊装放置在吊装钢板之上且使两者固定连接，所述造型钢板的中心孔与所述吊装钢板的中心孔共轴线；⑸将吊装钢板连同其上的造型钢板及砂箱整体吊放并固定在低压铸造机的工作台上，在砂箱顶部覆盖压紧钢板，采用压紧装置压在压紧钢板上；⑹将保温炉推进至工作位置使保温炉的升液管与所述组合型壳共轴线，通过液压升降装置使保温炉升起，直至升液管的上端口与所述浇口杯型壳的下端口对接且两者之间实现密封；⑺向保温炉的气相空间通入压缩气体，保温炉底部的金属液沿所述升液管上升，从所述浇口杯型壳的下端口进入组合型壳的型腔内，并自上而下依次将所述浇口杯型壳、横浇道型壳、内浇口型壳和薄壁产品型壳的型腔充满，然后薄壁产品型腔内的金属液在压力下凝固；⑻对保温炉的气相空间进行放气，使保温炉内的表压迅速降低至0MPa，升液管及其上方的未凝固金属液流回保温炉中；然后移除压紧装置及压紧钢板，将吊装钢板连同其上的造型钢板及砂箱整体吊运至落砂区域进行落砂。相对于现有技术，本专利技术取得了以下有益效果：⑴增加了造型钢板，由于造型钢板的中心孔比较小，便于采用石棉绳实现造型钢板中心孔与浇口杯型壳之间的密封与固定，防止干砂从两者之间的缝隙漏出，并且石棉绳的导热系数低，起到保温的作用；通过吊运造型钢板可以很方便地将砂箱及组合型壳转移至吊装钢板上。⑵粘土砂的粘结性能好，强度高，可以提高组合型壳的稳定性，将干砂与石棉绳隔开，确保干砂不会从造型钢板中心孔的缝隙中漏入保温炉，污染金属液。⑶用造型钢板承载砂箱，可以采用干砂进行填充，避免采用昂贵的树脂砂，大幅度降低了生产成本；干砂在浇注完成后便于倾倒，而树脂砂强度很高需要机械振动才能清理；且干砂在保护组合型壳的同时，不会产生气体，避免了树脂砂受热后产生气体侵入铸件形成气孔缺陷。若不使用造型钢板而直接用树脂砂造型会导致与升液管管口附近的树脂砂因高温而燃烧分解，树脂失效后砂子变为松散状态，浇注完成吊走砂箱，松散的砂子会因为没有钢板的承载而从升液管进入保温炉内，在浇注下一产品时，砂子会进入产品造成缺陷。⑷砂箱受到压紧装置的压力，组合型壳受到干砂的压力，升液管随保温炉上升产生升力，浇口杯型壳下端口与升液管上端口之间的密封件被压紧，保证密封效果。⑸对于结构复杂的薄壁产品进行熔模精密铸造，本专利技术通过造型钢板与吊装钢板的组合实现了浇口杯型壳的下端口与升液管的上端口的密封对接，从而在不改变升液管上死点高度的情况下实现了低压铸造，与重力浇注相比，减少了氧化夹渣等缺陷，铸件在压力下凝固使得组织致密力学性能高。⑹本专利技术在进行低压浇注时，组合型壳本身具有较高的高温，干砂对组合型壳起到保温作用，有利于薄壁产品的充型；而传统的低压浇注在常温下进行浇注，影响薄壁件的成型。⑺金属液从升液管上升首先进入浇口杯的型腔，从浇口杯型腔向上进入横浇道型腔的中心，再沿各横浇道水平对称流出，从各内浇口向上进入薄壁产品型腔，保证了薄壁产品在整个周长方向均匀且同步充型。作为本专利技术的改进，步骤⑴中的组合型壳依次按如下步骤制造而成：①制作组合蜡模，所述组合蜡模包括自上而下依次连接的薄壁产品蜡模、内浇口蜡模、横浇道蜡模和浇口杯蜡模，所述浇口杯蜡模为上小下大的圆锥形，所述浇口杯蜡模的上端与横浇道蜡模的中心相连接，所述横浇道蜡模的各端头水平向外对称延伸，所述横浇道蜡模的各端头上方分别与所述内浇口蜡模的下端连接，各所述内浇口蜡模的上端口分别与所述薄壁产品蜡模的下端面连接；②在组合蜡模表面均匀覆盖面层涂料，在面层涂料上均匀覆盖一层白刚玉砂，然后在室内存放5.5～6.5小时使组合蜡模表面干燥形成面层型壳；③吹去面层型壳表面的多余砂粒后，在面层型壳表面均匀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低压熔模精密铸造工艺，其特征是，依次包括如下步骤：⑴将造型钢板放置在平整的地面上，在造型钢板上放置砂箱，将组合型壳置于造型钢板的中心孔中，所述组合型壳自上而下依次包括薄壁产品型壳、内浇口型壳、横浇道型壳和浇口杯型壳；所述浇口杯型壳朝下且组合型壳、砂箱均与造型钢板的中心孔共轴线；⑵用石棉绳将浇口杯型壳的下部外周与造型钢板中心孔内壁之间的缝隙塞实，再在浇口杯型壳的上部外周采用粘土砂填实固定，所述粘土砂的顶部填充在所述横浇道型壳的下方，所述粘土砂的底部抵在所述造型钢板的上方；⑶采用干砂将砂箱填满，粘土砂的外周、组合型壳的外周及薄壁产品型壳的内部空间均被干砂填实，并且用刮板将砂箱顶部的干砂刮平；⑷将造型钢板整体吊装放置在吊装钢板之上且使两者固定连接，所述造型钢板的中心孔与所述吊装钢板的中心孔共轴线；⑸将吊装钢板连同其上的造型钢板及砂箱整体吊放并固定在低压铸造机的工作台上，在砂箱顶部覆盖压紧钢板，采用压紧装置压在压紧钢板上；⑹将保温炉推进至工作位置使保温炉的升液管与所述组合型壳共轴线，通过液压升降装置使保温炉升起，直至升液管的上端口与所述浇口杯型壳的下端口对接且两者之间实现密封；⑺向保温炉的气相空间通入压缩气体，保温炉底部的金属液沿所述升液管上升，从所述浇口杯型壳的下端口进入组合型壳的型腔内，并自上而下依次将所述浇口杯型壳、横浇道型壳、内浇口型壳和薄壁产品型壳的型腔充满，然后薄壁产品型腔内的金属液在压力下凝固；⑻对保温炉的气相空间进行放气，使保温炉内的表压迅速降低至0MPa，升液管及其上方的未凝固金属液流回保温炉中；然后移除压紧装置及压紧钢板，将吊装钢板连同其上的造型钢板及砂箱整体吊运至落砂区域进行落砂。...

【技术特征摘要】
1.一种低压熔模精密铸造工艺，其特征是，依次包括如下步骤：⑴将造型钢板放置在平整的地面上，在造型钢板上放置砂箱，将组合型壳置于造型钢板的中心孔中，所述组合型壳自上而下依次包括薄壁产品型壳、内浇口型壳、横浇道型壳和浇口杯型壳；所述浇口杯型壳朝下且组合型壳、砂箱均与造型钢板的中心孔共轴线；⑵用石棉绳将浇口杯型壳的下部外周与造型钢板中心孔内壁之间的缝隙塞实，再在浇口杯型壳的上部外周采用粘土砂填实固定，所述粘土砂的顶部填充在所述横浇道型壳的下方，所述粘土砂的底部抵在所述造型钢板的上方；⑶采用干砂将砂箱填满，粘土砂的外周、组合型壳的外周及薄壁产品型壳的内部空间均被干砂填实，并且用刮板将砂箱顶部的干砂刮平；⑷将造型钢板整体吊装放置在吊装钢板之上且使两者固定连接，所述造型钢板的中心孔与所述吊装钢板的中心孔共轴线；⑸将吊装钢板连同其上的造型钢板及砂箱整体吊放并固定在低压铸造机的工作台上，在砂箱顶部覆盖压紧钢板，采用压紧装置压在压紧钢板上；⑹将保温炉推进至工作位置使保温炉的升液管与所述组合型壳共轴线，通过液压升降装置使保温炉升起，直至升液管的上端口与所述浇口杯型壳的下端口对接且两者之间实现密封；⑺向保温炉的气相空间通入压缩气体，保温炉底部的金属液沿所述升液管上升，从所述浇口杯型壳的下端口进入组合型壳的型腔内，并自上而下依次将所述浇口杯型壳、横浇道型壳、内浇口型壳和薄壁产品型壳的型腔充满，然后薄壁产品型腔内的金属液在压力下凝固；⑻对保温炉的气相空间进行放气，使保温炉内的表压迅速降低至0MPa，升液管及其上方的未凝固金属液流回保温炉中；然后移除压紧装置及压紧钢板，将吊装钢板连同其上的造型钢板及砂箱整体吊运至落砂区域进行落砂。2.根据权利要求1所述的低压熔模精密铸造工艺，其特征是，步骤⑴中的组合型壳依次按如下步骤制造而成：①制作组合蜡模，所述组合蜡模包括自上而下依次连接的薄壁产品蜡模、内浇口蜡模、横浇道蜡模和浇口杯蜡模，所述浇口杯蜡模为上小下大的圆锥形，所述浇口杯蜡模的上端与横浇道蜡模的中心相连接，所述横浇道蜡模的各端头水平向外对称延伸，所述横浇道蜡模的各端头上方分别与所述内浇口蜡模的下端连接，各所述内浇口蜡模的上端口分别与所述薄壁产品蜡模的下端面连接；②在组合蜡模表面均匀覆盖面层涂料，在面层涂料上均匀覆盖一层白刚玉砂，然后在室内存放5.5～6.5小时使组合蜡模表面干燥形成面层型壳；③吹去面层型壳表面的多余砂粒后，在面层型壳表面均匀覆盖第一层背层涂料，在第一层背层涂料上均匀覆盖第一层背层砂，在室内存放10～12小时干燥后形成第二层型壳；④吹去第二层型壳表面的多余砂粒后，在第二层型壳表面均匀覆盖第二层背层涂料，在第二层背层涂料上均匀覆盖第二层背层砂， 在室内存放10～12小时干燥后形成第三层型壳；⑤吹去第三层型壳表面的多余砂粒后，在第三层型壳表面均匀覆盖第三层背层涂料，在第三层背层涂料上均匀覆盖第三层背层砂， 在室内存放10～12小时干燥后形成第四层型壳；⑥按照步骤⑸同样的方法在组合蜡模外周继续依次形成第五、六层型壳；⑦吹去第六层型壳表面的多余砂粒后，在第六层型壳表面均匀覆盖第六层背层涂料，在室内存放10～12小时干燥后形成第七层型壳；⑧将包覆有上述型壳的组合蜡模置于...

【专利技术属性】
技术研发人员：眭怀明，刘永长，肖亮，陈勇，管思文，
申请(专利权)人：扬州峰明金属制品有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32