一种半型预填充的可倾转式重力铸造工艺制造技术

一种半型预填充的可倾转式重力铸造工艺，在金属型下模的浇口杯和冒口连接处设置阻流截面F下阻cm

A Tilting Gravity Casting Process with Semi-mold Pre-filling

A semi-mold pre-filled tilting gravity casting process is introduced, in which the blocking section F and the blocking cm are set at the joint of the gate cup and the riser of the lower die of the metal mold.

【技术实现步骤摘要】
一种半型预填充的可倾转式重力铸造工艺
本专利技术涉及机械设备领域，具体涉及一种半型预填充的可倾转式重力铸造工艺。
技术介绍
铝合金倾转重力铸造工艺结合了底注和顶注的优点，使铝合金液充型平稳，减少了渣气孔等铸造缺陷。该铸造工艺是一种新兴发展的先进的浇注工艺，在世界很多铸造业较发达的国家被广泛使用，尤其在欧洲、日本等一些国家，被用于铸造如汽车冷凝器气室等较大的薄壁铸件和缸盖、进气歧管等较大型的汽车铝合金铸件。铝合金倾转重力铸造工艺虽然和传统的顶注、阶梯浇注和底注相比，能减少合金液浇注过程中二次氧化夹杂的产生。但对于一些复杂或大型铸件，旋转浇注过程中铝合金液落差很大，填充型腔的速度也很大，会产生紊流，生产出来的铸件会产生较大比例的渣气孔缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对上述之不足，而提供一种半型预填充的可倾转式重力铸造工艺。本专利技术在金属型下模的浇口杯和冒口连接处设置阻流截面F下阻cm2，其中F下阻=Q下半型铸件∕ρνmaxг,式中：Q下半型铸件为铸件处于下模部分的金属重量kg；ρ为铝合金液的密度kg∕cm3；νmax为铝合金液流经阻流截面的允许最大流动线速度，一般νmax＜150cm﹒s-1；г为铝合金液充满下模型腔所需的时间s，г=H／ν,Hcm为铸件在下模的高度，ν为下模型腔金属液面的上升速度cm﹒s-1，ν=3～4.2／b，b为铸件壁厚cm；通过计算，F下阻=7.5cm2,将阻流截面设计为等腰梯形截面，上下底长分别为2.5cm、1.8cm，高为3.5cm，阻流截面处上模部分为冒口截面；将金属型上的浇口杯底面垫高，使铝合金液浇入浇口杯中时经过浇口杯中缓冲窝的缓冲后直接经阻流截面充填型腔，浇口杯容积V浇口杯≥Q上半型铸件+Q上半型浇冒口／ρ；浇注时，铝合金液经浇口杯缓冲窝直接通过阻流截面进入下半型腔，直至充满下半型腔，再通过铸机的倾转使铝合金液连续不断顺序充填上半型腔，直至转到90°。本专利技术优点是：采用半型预填充工艺可以减小了铝合金液在倾转浇注过程中的落差，使流体平稳地充填型腔，也降低了热损失，减少了浇注过程中二次氧化夹杂物的产生，同时未充满的上半型在倾转过程中又可起到排渣排气的作用,大大降低孔洞的发生率。附图说明图1是本专利技术浇口杯结构示意图。图2是原浇口杯结构示意图。图3是本专利技术铝液浇注示意图。图4是本专利技术铝液浇注时模具倾转30°示意图。图5是本专利技术铝液部分填充金属型腔示意图。图6是本专利技术铝液填充凝固示意图。具体实施方式本发在金属型下模的浇口杯和冒口连接处设置阻流截面F下阻cm2，其中F下阻=Q下半型铸件∕ρνmaxг,式中：Q下半型铸件为铸件处于下模部分的金属重量kg；ρ为铝合金液的密度kg∕cm3；νmax为铝合金液流经阻流截面的允许最大流动线速度，一般νmax＜150cm﹒s-1；г为铝合金液充满下模型腔所需的时间s，г=H／ν,Hcm为铸件在下模的高度，ν为下模型腔金属液面的上升速度cm﹒s-1，ν=3～4.2／b，b为铸件壁厚cm；通过计算，F下阻=7.5cm2,为方便脱模，将阻流截面设计为等腰梯形截面，上下底长分别为2.5cm、1.8cm，高为3.5cm，阻流截面处上模部分为冒口截面如图1。为减少铝合金液充填时间及充填落差，将金属型上的浇口杯底面垫高，以使铝合金液浇入浇口杯中时经过浇口杯中缓冲窝的缓冲后直接经阻流截面充填型腔，浇口杯容积V浇口杯≥Q上半型铸件+Q上半型浇冒口／ρ，如图1所示。浇注时，铝合金液经浇口杯缓冲窝直接通过阻流截面进入下半型腔，直至充满下半型腔，再通过铸机的倾转使铝合金液连续不断顺序充填上半型腔，直至转到90°，在该角度便于冒口补缩。如图2所示，根据半型预填充可倾转重力铸造工艺设计的浇口杯设置有阻流截面，阻流截面设计为等腰梯形截面，上下底长分别为2.5cm、1.8cm，高为3.5cm。如图3-图6所示，铝合金液浇入浇口杯经浇口杯缓冲窝后通过阻流截面、冒口及冒口颈充填金属型下型，由于冒口颈下型截面大于下型阻流截面，进入型腔的流速变慢，铝合金液充填平稳，此时铝合金液浇入浇口杯的浇注速度及浇口杯的缓冲作用对铝合金液充填型腔的速度有一定的影响（如图3所示）。随着铝合金液的逐渐增多，铝合金液充满金属型下型，金属型上型呈未填充状态（如图4所示）。当铝合金液全部倾倒完毕，金属型随即开始倾转，在该阶段充填过程中，保持合适的倾转速度，使铝合金液逐一顺序滑移，无大的落差，铝合金液充填平稳，未出现明显的卷气，且充填过程中冒口颈上半型腔呈未充满状态，有利于渣气的溢出，减少了铸件渣气孔等缺陷的产生（如图5所示）。当金属型模具倾转90°时铝合金液填充完金属型型腔，在此状态下，实现冒口对铸件的补缩（如图6所示）。分别采用可倾转重力铸造工艺和半型预填充的可倾转重力铸造工艺生产铸件，在浇注时发现欠铸冷隔缺陷，铸件经抛丸处理和机械加工时发现孔洞缺陷。铸件的质量统计如表1所示：表1铸件质量统计表表1表明采用传统可倾转重力铸造工艺生产某型转向器壳体铸件所产生的缺陷较多，比例为68.8%，采用半型预填充的可倾转重力铸造工艺时，缺陷大幅度降低，缺陷比例仅约为2.6%，两种铸造工艺的主要铸造缺陷均为渣气孔。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 一种半型预填充的可倾转式重力铸造工艺，其特征在于：在金属型下模的浇口杯和冒口连接处设置阻流截面F下阻cm2，其中 F下阻=Q下半型铸件∕ρνmaxг,式中：Q下半型铸件为铸件处于下模部分的金属重量kg；ρ为铝合金液的密度kg∕cm3；νmax为铝合金液流经阻流截面的允许最大流动线速度，一般νmax＜150cm﹒s‑1；г为铝合金液充满下模型腔所需的时间s，г=H／ν, Hcm为铸件在下模的高度，ν为下模型腔金属液面的上升速度cm﹒s‑1，ν=3～4.2／b，b为铸件壁厚cm；通过计算，F下阻=7.5cm2,阻流截面为等腰梯形截面，上下底长分别为2.5cm、1.8cm，高为3.5cm，阻流截面处上模部分为冒口截面；将金属型上的浇口杯底面垫高，使铝合金液浇入浇口杯中时经过浇口杯中缓冲窝的缓冲后直接经阻流截面充填型腔，浇口杯容积V浇口杯≥Q上半型铸件+ Q上半型浇冒口／ρ；浇注时，铝合金液经浇口杯缓冲窝直接通过阻流截面进入下半型腔，直至充满下半型腔，再通过铸机的倾转使铝合金液连续不断顺序充填上半型腔，直至转到90°。

【技术特征摘要】
1.一种半型预填充的可倾转式重力铸造工艺，其特征在于：在金属型下模的浇口杯和冒口连接处设置阻流截面F下阻cm2，其中F下阻=Q下半型铸件∕ρνmaxг,式中：Q下半型铸件为铸件处于下模部分的金属重量kg；ρ为铝合金液的密度kg∕cm3；νmax为铝合金液流经阻流截面的允许最大流动线速度，一般νmax＜150cm﹒s-1；г为铝合金液充满下模型腔所需的时间s，г=H／ν,Hcm为铸件在下模的高度，ν为下模型腔金属液面的上升速度cm﹒s-1，ν=3～4.2／b...

【专利技术属性】
技术研发人员：李云翔，苏为强，罗银军，刘海滨，
申请(专利权)人：湖北航特装备制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42