改善熔模铸造大型薄壁圆筒铸件疏松的方法技术

本发明专利技术涉及熔模铸造技术领域，尤其是涉及一种改善熔模铸造大型薄壁圆筒铸件疏松的方法。该方法包括：采用Procast软件分析得到大型薄壁圆筒铸件的热节位置；根据大型薄壁圆筒铸件的形状压制蜡模，标记所述蜡模上对应的热节位置，在热节位置处粘贴加强筋；然后在加强筋上布置水口，进行蜡模组焊，得到蜡模组；(c)利用蜡模组制备型壳，脱蜡后焙烧；(d)然后将金属液浇注于预热处理的型壳中，冷却后去除浇道和水口。本发明专利技术通过分析铸件的热节位置，在热节位置布置加强筋，并在加强筋上布置水口，改变薄壁件的凝固顺序，使布置在铸件加强筋上水口的位置最后凝固，达到降低铸件缩松和缩孔现象的发生，使大型薄壁圆筒铸件的合格率大幅提升。升。升。

【技术实现步骤摘要】
改善熔模铸造大型薄壁圆筒铸件疏松的方法


[0001]本专利技术涉及熔模铸造
，尤其是涉及一种改善熔模铸造大型薄壁圆筒铸件疏松的方法。

技术介绍

[0002]随着铸造业的不断发展，大型薄壁圆筒铸件在汽车、船舶、化工、武器装备、石油、电子以及运输等行业领域运用越来越多，符合轻量化发展的方向。因此对大型薄壁圆筒铸件整体的可靠性提出了更高的要求，促使熔模铸造技术成为其制造的主流技术路线之一。
[0003]在熔模铸造浇注大型薄壁圆筒铸件过程中，薄壁件在浇注时较易造成金属液断流现象，导致最终浇注的铸件因浇不足缺陷而出现大量的残次品；而且由于铸件结构比较复杂，浇注后金属液在模壳的流动时间长，且模壳降温较快，极易导致铸件产生疏松和浇不足的缺陷。由于疏松缺陷的存在会导致铸件局部区域应力集中，严重降低了铸件服役条件下的疲劳性能，影响铸件的安全性。疏松缺陷会随着铸件壁厚越来越薄、变截面部位越来越多而急剧增多。
[0004]公开号为CN108176817A的专利申请中记载了，通过在在制备好的型壳上，叶身中部1/3段包裹保温棉时作开口设计，型壳叶身包棉开口处温度较低，从而凝固较快，可促进叶身中部1/3段优先凝固，未凝固或凝固较慢的榫头端叶身1/3段以及叶冠端叶身1/3段可对优先凝固的叶身中部1/3段提供良好补缩，叶冠内浇口、榫头内浇口以及横浇道可对榫头端叶身1/3段以及叶冠端叶身1/3段提供良好补缩，从而可实现以叶身中部1/3段优先凝固的顺序凝固模式，可有效降低细长薄壁带冠等轴晶铸造涡轮叶片的疏松程度。这一方案中解决了涡轮叶片浇注过程中存在的部分质量问题，但并未提供能够解决大型薄壁圆筒铸件浇注过程中存在的质量问题。
[0005]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供改善熔模铸造大型薄壁圆筒铸件疏松的方法，以解决现有技术中存在的熔模铸造大型薄壁圆筒铸件容易出现浇不足及缩松和缩孔等质量缺陷的技术问题。
[0007]为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
[0008]改善熔模铸造大型薄壁圆筒铸件疏松的方法，包括如下步骤：
[0009](a)采用Procast软件分析得到大型薄壁圆筒铸件的热节位置；
[0010](b)根据大型薄壁圆筒铸件的形状压制蜡模，依据步骤(a)的结果标记所述蜡模上对应的热节位置，并在热节位置处粘贴加强筋；然后在加强筋上布置水口，进行蜡模组焊，得到蜡模组；
[0011](c)利用步骤(c)的蜡模组制备型壳，脱蜡后焙烧；
[0012](d)然后将金属液浇注于预热处理的型壳中，冷却后去除浇道和水口。
[0013]在本专利技术的具体实施方式中，步骤(a)包括：
[0014](1)建立大型薄壁圆筒铸件几何模型，导入Procast软件，对几何模型进行网格划分；
[0015](2)赋予所述几何模型中的物性参数、边界条件和运行参数；
[0016](3)求解计算得到大型薄壁圆筒铸件的热节位置。
[0017]在本专利技术的具体实施方式中，采用三维软件UG建立大型薄壁圆筒铸件几何模型。
[0018]在本专利技术的具体实施方式中，所述网格划分包括面网格划分和体网格划分。
[0019]在本专利技术的具体实施方式中，所述求解计算包括：利用Viewer模块进行分析。
[0020]在本专利技术的具体实施方式中，所述物性参数包括导热系数、密度、热焓、凝固分数和粘度；所述边界条件包括铸件与型壳之间的换热系数、型壳的散热条件和浇注速度；所述运行参数包括停止计算时的温度、时间步大小、最大和最小时间步、缩松、缩孔和进给量。
[0021]在本专利技术的具体实施方式中，所述大型薄壁圆筒铸件的热节位置的个数为12～18个。
[0022]在本专利技术的具体实施方式中，所述加强筋为十字型形状。进一步的，所述加强筋置于所述热节位置的中心处。
[0023]在本专利技术的具体实施方式中，所述加强筋的面积为所述热节位置的面积的30％～50％。
[0024]在本专利技术的具体实施方式中，所述水口布置于十字型加强筋的中间交叉处。进一步的，所述水口的尺寸与十字型加强筋的中间交叉处尺寸一致。
[0025]在本专利技术的具体实施方式中，所述型壳的制备方法包括：将蜡模组先浸入含硅溶胶和锆英粉的面层料中，取出待面层充分干燥硬化后，再浸入含硅溶胶和锆英粉的过渡层料中，取出撒砂，待过渡层充分干燥硬化后，再撒含莫来石粉、硅酸乙酯水解液和乳胶的加固料，以制备加固层，然后干燥处理24～48h。
[0026]在本专利技术的具体实施方式中，采用蒸汽的方式进行所述脱蜡；所述脱蜡时，蒸汽压力为0.5～0.8MPa，脱蜡时间为15～20min。进一步的，所述焙烧的温度为800
±
30℃，所述焙烧的时间为3～4h。
[0027]在本专利技术的具体实施方式中，所述大型薄壁圆筒铸件的材质包括铝合金和镁合金中的至少一种。进一步的，所述大型薄壁圆筒铸件的材质为ZL101A铝合金。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0029]本专利技术的方法，通过Procast软件分析铸件的热节位置，在热节位置布置加强筋，并在加强筋上布置水口，改变薄壁件的凝固顺序，使布置在铸件加强筋上水口的位置最后凝固，达到降低铸件缩松和缩孔现象的发生，使大型薄壁圆筒铸件的合格率得到大幅度地提升。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1为本专利技术实施例1提供的大型薄壁圆筒铸件的几何模型；
[0032]图2为本专利技术实施例1提供的十字型形状的加强筋的结构示意图；
[0033]图3为本专利技术实施例1提供的在热节位置处粘贴加强筋的结构示意图；
[0034]图4为本专利技术实施例1制得的大型薄壁圆筒铸件的X光检测结果；
[0035]图5为对比例1制得的大型薄壁圆筒铸件的X光检测结果。
具体实施方式
[0036]下面将结合附图和具体实施方式对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。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。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0037]改善熔模铸造大型薄壁圆筒铸件疏松的方法，包括如下步骤：
[0038](a)采用Procast软件分析得到大型薄壁圆筒铸件的热节位置；
[0039](本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.改善熔模铸造大型薄壁圆筒铸件疏松的方法，其特征在于，包括如下步骤：(a)采用Procast软件分析得到大型薄壁圆筒铸件的热节位置；(b)根据大型薄壁圆筒铸件的形状压制蜡模，依据步骤(a)的结果标记所述蜡模上对应的热节位置，并在热节位置处粘贴加强筋；然后在加强筋上布置水口，进行蜡模组焊，得到蜡模组；(c)利用步骤(c)的蜡模组制备型壳，脱蜡后焙烧；(d)然后将金属液浇注于预热处理的型壳中，冷却后去除浇道和水口。2.根据权利要求1所述的改善熔模铸造大型薄壁圆筒铸件疏松的方法，其特征在于，步骤(a)包括：(1)建立大型薄壁圆筒铸件几何模型，导入Procast软件，对几何模型进行网格划分；(2)赋予所述几何模型中的物性参数、边界条件和运行参数；(3)求解计算得到大型薄壁圆筒铸件的热节位置；优选的，采用三维软件UG建立大型薄壁圆筒铸件几何模型。3.根据权利要求2所述的改善熔模铸造大型薄壁圆筒铸件疏松的方法，其特征在于，所述网格划分包括面网格划分和体网格划分；优选的，所述求解计算包括：利用Viewer模块进行分析。4.根据权利要求2所述的改善熔模铸造大型薄壁圆筒铸件疏松的方法，其特征在于，所述物性参数包括导热系数、密度、热焓、凝固分数和粘度；所述边界条件包括铸件与型壳之间的换热系数、型壳的散热条件和浇注速度；所述运行参数包括停止计算时的温度、时间步大小、最大和最小时...

【专利技术属性】
技术研发人员：张荣强，邢昌勇，王立召，王琳，孟晓东，崔婧钰，王子阳，李波，冀晓磊，许龙欢，
申请(专利权)人：河北钢研德凯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：