一种薄壁铝合金叶轮低压铸造主动排气系统及排气方法技术方案

本发明专利技术公开了一种薄壁铝合金叶轮低压铸造主动排气系统及排气方法，主动排气系统包括上金属模和下金属模，上金属模上设置排气装置，排气装置包括排气环槽，排气环槽设在上金属模的内表面；排气环槽上连通抽气口；排气环槽的内侧设置多道蓄气环槽，蓄气环槽通过径向气线与排气环槽连通；排气方法包括以下步骤：对叶轮铸造模具型腔内沿设定的叶轮低压铸造压力曲线进行低压充型；铝液到达液面位置A，开始抽气；铝液完全充满型腔时，结束抽气；本发明专利技术实现对排气强度和排气时机的准确控制，使充型过程排气顺畅；解决了因背压造成的铸造缺陷，提高薄壁铸件铸造成品率；提高了排气效果；具有结构简单，生产成本低的优点。生产成本低的优点。生产成本低的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种薄壁铝合金叶轮低压铸造主动排气系统及排气方法


[0001]本专利技术涉及一种薄壁铝合金叶轮低压铸造主动排气系统及排气方法，属于铝合金低压铸造


技术介绍

[0002]在铝合金低压铸造过程中，铝合金液在气体压力作用下反作用充入模具型腔中。低压铸造为底注式充型，铝液在充型过程中由下向上充填，相应的气体也需由上方排出。由于金属型低压铸造中的型腔是封闭的，无法通过明冒口、排气孔等进行排气。特别是对于一些大平面的铸件，如叶轮，排气比较困难。对于薄壁复杂铸件，排气问题更为重要。因此，为了顺利排除气体，除了配合部分的间隙外，在距离金属入口最远处、型腔局部的的“死角”及型腔最高部位上，必须采取有效的排气措施。
[0003]当铸造薄壁铸件时，其型腔空间窄、排气通道狭小，易造成排气效率低、排气速度慢，会在铝合金液体充型过程中产生背压，从而造成气孔、浇不足等缺陷，比如：φ1000的石膏型铸造的薄壁铝合金叶轮铸件，厚度小于5mm的区域占体积的80%，叶轮叶片最薄处仅为1.5mm，铝液充填难度大，易产生背压；叶轮“大平面”区域面积约占65%
‑
70%，在低压铸造中
ꢀ“
大平面”区域排气效果差。
[0004]现有技术中常见的排气装置有排气槽、排气片、排气塞、排气针或使用配合面或拼块之间的缝隙排气等。排气塞、排气片、排气针在薄壁铝合金叶轮铸件铸造使用过程中容易将铝飞边留在排气装置中，堵死排气道，而失去排气作用，因此需要经常性的拆卸清理，日常使用维护麻烦，易损坏，定期进行替换。且使用此类排气装置加工麻烦，成本高。
[0005]利用拼块之间的间隙进行排气，或者利用金属型与顶杆、芯座等的配合面间隙进行排气，对于金属型的加工精度要求高，有的配合面间隙有限，排气效果欠佳。
[0006]综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种薄壁铝合金叶轮低压铸造主动排气系统及排气方法，可以实现以下目的：1、实现对排气强度和排气时机的准确控制，使薄壁铸件在低压铸造充型过程中排气顺畅；2、解决了因背压造成的浇不足等铸造缺陷，提高了薄壁铸件铸造成品率；3、为金属模提供了蓄气场所，使气体可以相互流动；并且避免了气体由金属模进入铸造模具内而造成流动紊乱，提高了排气效果；4、解决了现有排气装置需要经常性的拆卸清理，日常使用维护麻烦，易损坏，更换频率高的问题，具有结构简单，生产成本低的优点。
[0008]为解决以上技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种薄壁铝合金叶轮低压铸造主动排气系统，包括上金属模和下金属模，所述上金属模上设置排气装置，所述排气装置包
括排气环槽，所述排气环槽设置在上金属模的内表面；所述排气环槽上连通抽气口；所述排气环槽的内侧设置多道蓄气环槽，所述蓄气环槽通过径向气线与排气环槽连通。
[0009]进一步地，所述抽气口轴向贯穿上金属模；所述抽气口靠近排气环槽的一端设有透气砂块，所述透气砂块下方通过固定压板固定在上金属模上。
[0010]进一步地，所述排气环槽设置在上金属模的外圆处；排气环槽的总断面面积≥蓄气环槽的总断面面积，所述蓄气环槽、径向气线、排气环槽的深度和宽度依次增大。
[0011]进一步地，所述蓄气环槽、径向气线和排气环槽内喷涂石墨；所述排气环槽、蓄气环槽为圆形；所述排气环槽、蓄气环槽和径向气线的截面形状均为圆形、三角形、扁缝型、梯形中的任意一种。
[0012]进一步地，多道蓄气环槽沿上金属模径向布置；所述径向气线沿径向延伸，并与多道蓄气环槽依次连通。
[0013]进一步地，相邻两道蓄气环槽的间距为15
‑
30mm；所述径向气线沿上金属模周向均布4
‑
8道；所述蓄气环槽的槽深为1
‑
5mm，槽底宽为1.5
‑
3mm；所述排气环槽的槽深为8
‑
12mm，槽底宽为15
‑
25mm；所述径向气线的槽深为3
‑
7mm，槽底宽为2
‑
4mm；所述排气环槽、蓄气环槽和径向气线的截面形状均为三角形、扁缝型、梯形中的任意一种时，所述蓄气环槽、径向气线、排气环槽槽两侧斜度均为15
‑
30
°
。
[0014]进一步地，所述抽气口的直径为5
‑
10mm；所述抽气口对称设有两个；所述抽气口连接气泵。
[0015]一种薄壁铝合金叶轮低压铸造主动排气方法，其特征在于，所述排气方法采用所述的主动排气系统，所述排气方法包括以下步骤：S1、对叶轮铸造模具型腔内沿设定的叶轮低压铸造压力曲线进行低压充型；S2、铝液到达液面位置A处，开始抽气；S3、铝液完全充满型腔时，结束抽气。
[0016]进一步地，S1中，设定的叶轮低压铸造压力曲线包括充型阶段；所述充型阶段由第一充型阶段、第二充型阶段组成；第二充型阶段的充型速度低于第一充型阶段的充型速度；S2中，当第一充型阶段结束时，铝液到达液面位置A处，这时开启排气装置开始抽气；所述排气装置的抽气方向与铸造模具型腔内铝液流动方向相同；S3中，持续充型至第二充型阶段结束时，铝液完全充满型腔，排气环槽中气体全部排出，并被铝液填充；这时关闭排气装置结束抽气。
[0017]进一步地，第一充型阶段AB的充型速度为25Kpa/s；第二充型阶段BC的充型速度为10Kpa/s。
[0018]本专利技术采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：1、本专利技术实现了对排气强度和时机的准确控制，使薄壁铸件在低压铸造充型过程中排气顺畅。
[0019]2、本专利技术在上金属模中设置了蓄气环槽、径向气线和排气环槽后，为金属模提供了蓄气场所，并使气体可以相互流动；金属模外圆使用耐高温密封条进行密封，避免了抽气
时气体由金属模外圆进入而造成流动紊乱；3、本专利技术中抽气口直径为5
‑
10mm，通过叶轮低压铸造压力曲线可以精确控制铝液流动，当结束第一充型阶段时，此时铝液流过中心厚大部分、向叶片及“大平面”开始充填，即铝液处于液面位置A处，背压增大，这时开启抽气，使气体向最金属模外圆处的两处抽气口流动，气体流动方向与铝液流动方向一致，有效降低了充型过程中的背压，解决了因背压造成的浇不足等铸造缺陷，提高了叶轮铸造成品率。
[0020]4、本专利技术解决了现有排气装置需要经常性的拆卸清理，日常使用维护麻烦，易损坏，更换频率高的问题，具有结构简单，生产成本低的优点。
[0021]下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。
附图说明
[0022]图1是本专利技术薄壁铝合金叶轮低压铸造主动排气系统的结构示意图；图2是图1中A处放大图；图3是本专利技术薄壁铝合金叶轮低压铸造主动排气系统的局部结构示意图；图4是图3的仰视图；图5是薄壁铝合金叶轮低压铸造压力曲线图；图6是薄壁铝合金叶轮铸造抽气开启时铝液在铸造模具型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄壁铝合金叶轮低压铸造主动排气系统，包括上金属模（7）和下金属模（10），所述上金属模（7）上设置排气装置，其特征在于：所述排气装置包括排气环槽（4），所述排气环槽（4）设置在上金属模（7）的内表面；所述排气环槽（4）上连通抽气口（1）；所述排气环槽（4）的内侧设置多道蓄气环槽（2），所述蓄气环槽（2）通过径向气线（3）与排气环槽（4）连通。2.如权利要求1所述的一种薄壁铝合金叶轮低压铸造主动排气系统，其特征在于：所述抽气口（1）轴向贯穿上金属模（7）；所述抽气口（1）靠近排气环槽（4）的一端设有透气砂块（5），所述透气砂块（5）下方通过固定压板（6）固定在上金属模（7）上。3.如权利要求1所述的一种薄壁铝合金叶轮低压铸造主动排气系统，其特征在于：所述排气环槽（4）设置在上金属模（7）的外圆处；排气环槽（4）的总断面面积≥蓄气环槽（2）的总断面面积，所述蓄气环槽（2）、径向气线（3）、排气环槽（4）的深度和宽度依次增大。4.如权利要求1所述的一种薄壁铝合金叶轮低压铸造主动排气系统，其特征在于：所述蓄气环槽（2）、径向气线（3）和排气环槽（4）内喷涂石墨；所述排气环槽（4）、蓄气环槽（2）为圆形；所述排气环槽（4）、蓄气环槽（2）和径向气线（3）的截面形状均为圆形、三角形、扁缝型、梯形中的任意一种。5.如权利要求1所述的一种薄壁铝合金叶轮低压铸造主动排气系统，其特征在于：多道蓄气环槽（2）沿上金属模（7）径向布置；所述径向气线（3）沿径向延伸，并与多道蓄气环槽（2）依次连通。6.如权利要求1所述的一种薄壁铝合金叶轮低压铸造主动排气系统，其特征在于：相邻两道蓄气环槽（2）的间距为15
‑
30mm；所述径向气线（3）沿上金属模（7）周向均布4
‑
8道；所述蓄气环槽（2）的槽深为1
‑
5mm，槽底宽为1.5
‑
3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，张恭运，单既强，韩桂强，张增超，张胜超，曹爱军，
申请(专利权)人：山东豪迈机械科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：