一种新型高压输变电高致密耐高压罐体的铸造系统及其铸造工艺技术方案

本发明专利技术公开了一种新型高压输变电高致密耐高压罐体的铸造系统及其铸造工艺，本发明专利技术的铸造系统主要为砂型铝合金低压及复杂组合泥芯的铸造方式，在保证产品底部平稳充型的同时，也保证了产品的致密性和理化性能。本发明专利技术的铸造工艺主要为砂型铝合金低压铸造，结合铝芯覆矿砂的造型方式，在保证顺序凝固的同时，加大了冷却速度，使材料晶粒细化，最终提高了产品的致密性和理化性能。与此同时控制产品充型速度及方式，保证产品平稳充型，使最终产品材料内的二次渣含量大幅降低，提高产品力学性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种新型高压输变电高致密耐高压罐体的铸造系统及其铸造工艺


[0001]本专利技术属于铸造系统领域，具体涉及一种新型高压输变电高致密耐高压罐体的铸造系统及其铸造工艺。

技术介绍

[0002]现有输变电罐体一般采用砂型重力铸造、砂型低压铸造等工艺方式，但其产品致密度不高、力学性能不能满足现有要求，同时缺陷不易把控。
[0003]铸造铝合金ZL101A。随着碳中和、碳达峰概念的提出，节能减排提上了新的高度，而作为特高压电力输送设备当中的关键部件，新型高压罐体的优化升级已是大势所趋。为满足耐高压、高致密度、高强度等要求，新型罐体的制造工艺也需要进一步优化。
[0004]为满足现有的技术要求，对新型罐体的工艺方式做特殊改变。工艺的主要手段有：铝合金芯骨+铬矿砂表层的方式、增加保压压力等手段。其主要通过改善金属冷却速度、加大补缩压力、改善补缩顺序等方式实现。最终满足了较高的本体力学性能、较高的使用压力、高致密的罐体内腔，与此同时新工艺也降低了型砂使用量，降低了生产成本。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种新型高压输变电高致密耐高压罐体的铸造系统及其铸造工艺。
[0006]技术方案：一种新型高压输变电高致密耐高压罐体的铸造系统，浇注系统包括铸件、直浇口、横浇道、内浇口、铝合金芯骨和铬矿砂；
[0007]所述的铝合金芯骨设置在铸件内，所述的铸件外固定连接有三处内浇口，所述的内浇口与横浇道相互固定连接，所述的横浇道与直浇口相连接；铝水通过压力从直浇口进入，通过横浇道、内浇口进入铸件。
[0008]作为优化：所述的直浇口的直径为110mm。
[0009]作为优化：所述的横浇道的宽为90mm、高为50mm。
[0010]作为优化：所述的内浇口的直径均为60mm。
[0011]作为优化：本专利技术的浇注系统采用底注结构，所述的三处内浇口放在较厚的热节位置，有利于产品顺序凝固，同时内浇口的模数又高于铸件的法兰的模数。
[0012]作为优化：所述的铝合金芯骨外围共有宽15mm*深10mm的凹槽12个，在塞砂时使用振动电机对型砂振实，最终使铬矿砂结实的附着在铝合金芯骨外围。
[0013]一种新型高压输变电高致密耐高压罐体的铸造工艺，其特征在于：铝水通过压力从直浇道进入横浇道，然后，再进入内浇口，最终进入铸件；其中，浇注温度为：680
‑
720℃，出品率为75％；使用锶变质，锶含量为0.1％
‑
0.15％；炉料的配比为：新铝：旧铝＝7:3；
[0014]对低压炉设定参数，其参数如下：步骤1充型段：时间为30s、压力为30kpa；步骤2充型段：时间为65s、压力为60kpa；步骤3结壳段：时间为68s、压力为60kpa；步骤4升压段：时间
为93s、压力为160kpa；步骤5保压凝固段：时间为850s、压力为160kpa；步骤6泄压段：时间为855s、压力为0kpa；
[0015]该参数保证平稳充型，充型时液面高度上升保证：3.779cm/s，无液面翻滚、紊流的现象。
[0016]作为优化：产品的成分如下：Si：7
‑
7.4％；Mg：0.4
‑
0.45％；Fe≤0.15％；Cu≤0.05％；Mn≤0.1％；Zn≤0.05％；Ti：0.1
‑
0.25％；为保证充型平稳，同时在凝固时有一定压力补缩。
[0017]有益效果：本专利技术的铸造系统主要为砂型铝合金低压及复杂组合泥芯的铸造方式，在保证产品底部平稳充型的同时，也保证了产品的致密性和理化性能。
[0018]本专利技术的具体优势如下：
[0019]1.铝合金高温情况下容易氧化，本专利技术的低压铸造降低了产品的渣孔、气孔缺陷。
[0020]2.新型罐体铸件壁厚较薄，凝固距离及凝固时间较长，通过本专利技术的方案解决了该问题，X光检查均未发现缺陷。
[0021]3.新型罐体在使用过程中，内腔存在1000kv的电压及1.5MPa的气压，为了防止使用过程中产生高压电弧，因此对密封面及内腔光洁度要求较高。该工艺通过快速激冷和压力补缩，解决了内腔加工面的细小缺陷，满足了使用要求。
[0022]4.本专利技术的新型罐体降低了内腔型砂使用量，降低了生产成本。
[0023]5.使用该工艺生产的罐体，在管身位置取样，其力学性能：抗拉强度为310MPa，屈服强度为250MPa，延伸率为8％，其性能远远大于ZL101A材料的国家标准。
[0024]6.本专利技术的新型罐体的爆破压力达到了惊人的7.5MPa，远远高于原先设计的4MPa。
附图说明
[0025]图1是本专利技术中的浇注系统的结构示意图；
[0026]图2是本专利技术中的芯骨的结构示意图；
[0027]图3是本专利技术中的不同步骤阶段的压力示意图。
具体实施方式
[0028]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本专利技术的优点和特征，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚的界定。本专利技术所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]实施例
[0030]本专利技术的铸造系统主要为砂型铝合金低压铸造，结合铝芯覆矿砂的造型方式，在保证顺序凝固的同时，加大了冷却速度，使材料晶粒细化，最终提高了产品的致密性和理化性能。与此同时控制产品充型速度及方式，保证产品平稳充型，使最终产品材料内的二次渣含量大幅降低，提高产品力学性能。
[0031]1、工艺方案
[0032]本专利技术的浇注系统的结构如图1所示，浇注系统包括铸件1、直浇口2、横浇道3、内浇口4、铝合金芯骨5和铬矿砂6，所述的铝合金芯骨5设置在铸件1内，所述的铸件1外固定连接有三处内浇口4，所述的内浇口4与横浇道3相互固定连接，所述的横浇道3与直浇口2相连接；铝水通过压力从直浇口2进入，通过横浇道3、内浇口4进入铸件1。
[0033]本专利技术中，所述的直浇口2的直径为110mm，所述的横浇道3的宽为90mm、高为50mm，所述的内浇口4的直径均为60mm。
[0034]本专利技术主要的特殊之处在于浇注系统的设计、铝芯覆铬矿砂的使用、浇注参数的设计等。
[0035]1.1浇注系统的设计
[0036]本专利技术的浇注系统采用底注结构，三处内浇口4放在较厚的热节位置，有利于产品顺序凝固，同时内浇口2的模数又高于铸件1的法兰的模数。
[0037]1.2铝芯覆铬矿砂的使用
[0038]本专利技术的产品采用特殊铝合金芯骨5及铬矿砂6的结构，表面15mm厚铬矿砂6的激冷作用较强、蓄热能力较好。与此同时，铝合金芯骨5与铬矿砂6的传热也较强，能够快速的把铬矿砂6内部的热量传递出去，使铸件1的凝固热量能够快速的传递本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型高压输变电高致密耐高压罐体的铸造系统，其特征在于：浇注系统包括铸件(1)、直浇口(2)、横浇道(3)、内浇口(4)、铝合金芯骨(5)和铬矿砂(6)；所述的铝合金芯骨(5)设置在铸件(1)内，所述的铸件(1)外固定连接有三处内浇口(4)，所述的内浇口(4)与横浇道(3)相互固定连接，所述的横浇道(3)与直浇口(2)相连接；铝水通过压力从直浇口(2)进入，通过横浇道(3)、内浇口(4)进入铸件(1)。2.根据权利要求1所述的新型高压输变电高致密耐高压罐体的铸造系统，其特征在于：所述的直浇口(2)的直径为110mm。3.根据权利要求1所述的新型高压输变电高致密耐高压罐体的铸造系统，其特征在于：所述的横浇道(3)的宽为90mm、高为50mm。4.根据权利要求1所述的新型高压输变电高致密耐高压罐体的铸造系统，其特征在于：所述的内浇口(4)的直径均为60mm。5.根据权利要求1所述的新型高压输变电高致密耐高压罐体的铸造系统，其特征在于：本发明的浇注系统采用底注结构，所述的三处内浇口(4)放在较厚的热节位置，有利于产品顺序凝固，同时内浇口(2)的模数又高于铸件(1)的法兰的模数。6.根据权利要求6所述的新型高压输变电高致密耐高压罐体的铸造系统，其特征在于：所述的铝合金芯骨(5)外围共有宽15mm*深10mm的凹槽12个，在塞砂时使用振动电机对型砂振实，最终使铬矿...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆占，姜广杰，
申请(专利权)人：江苏宏德特种部件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：