[发明专利]V法铸造生产超高压开关承压铝合金罐体的方法

说明书

技术领域

本发明属于铝合金罐体铸造技术领域，具体涉及一种V法铸造生产超高压开关承压铝合金罐体的方法。 

背景技术

超高压开关承压铝合金罐体是高压输变电装备关键部件，耐压铝合金罐体铸件整体品质要求高。由于高压输变电器设备要求15年不检修，故技术规定要对铸件逐件进行水压、气压强度试验和SF6气密性检漏试验。该种零件材质为铝合金ZL101A-T6。壁厚在10-14mm之间，体积为1800×1500×800之间。属于大型薄壁件。工作时里面充满SF6气体。故其外在内在组织不允许有缺陷，尤其法兰密封面连小于φ0.1mm的针孔都不允许存在。耐压铝合金罐体由于其体积大，只能用焊接和铸造两种工艺生产，而焊接件的耐压、密封和外观都比不上铸造件。 

可以生产铸造铝合金耐压罐体的技术有：传统的粘土砂造型，近期的树脂砂造型。和V法造型。目前，由于铸造铝合金耐压罐体的技术不过关，所以超高压耐压壳体部分采用焊接件。而能生产铝合金耐压罐体的企业，采用的是粘土砂造型，和树脂砂造型。产品质量不高，成品率低。价格偏高。满足不了耐压罐体技术要求和环境需要。特别是国内几大高压开关厂每年约需要铸造铝合金耐压罐体百万套以上。传统的技术显然满足不了需要，当务之急是找到一种能生产铸造铝合金耐压罐体的方法。 

V法铸造是真空密封造型或负压造型铸造工艺的简称，其原理是利用塑料薄膜覆模造型并密封砂箱，依靠真空泵抽出型内空气，造成型内箱外压力差，使干砂紧实，形成所需型腔。V法铸造的最大优势是型砂不使用粘结剂，落砂简便，使造型材料的耗量降到最低限度，减少废砂，改善了劳动条件。其干砂 回用率高达95％以上，而且铸件表面品质和尺寸精度大大提高，降低了铸件的生产能耗，是一种绿色环保铸造工艺。目前，V法铸造主要用于铸钢和铸铁等大、中型零件。V法铸造生产铝合金铸件的难点是塑料薄膜燃烧和树脂砂芯产生的气体使铸件有气孔、渣孔和针孔等铸造缺陷。V法铸造生产铸钢和铸铁零件，由于其熔炼温度高，其气体能快速蒸发，所以不会产生上述缺陷。而铝合金零件由于熔点低，故容易产生上述缺陷。有上述缺陷的铸件，可以做一般的结构件用。但远远达不到超高压开关承压铝合金罐体的要求。耐压罐体铸件轮廓尺寸较大，型腔壁厚和法兰壁厚差异较大，易产生缩裂、缩松造成气密性差，罐体处存在圆弧面弥散性针孔和大片网状气缩缺陷。如何解决缺陷，尚待进一步研究。铸造生产超高压开关承压铝合金罐体的合适工艺方法还没有成功案例。 

发明内容

本发明提供一种V法铸造生产超高压开关承压铝合金罐体的方法，本发明主要解决的关键问题：如何将V法造型用于超高压开关承压铝合金罐体的铸造，关键问题是铝合金罐体的质量满足超高压技术和环境要求及成品率低等问题，也就是超高压开关承压铝合金罐体V法铸造工艺的研究。 

一种V法铸造生产超高压开关承压铝合金罐体的方法，包括以下步骤： 

a).制做模型：它包括制作带有抽气箱和抽气孔的真空箱，具有零件外形并带有抽气孔的模型，具有零件内形带有抽气孔的芯盒，工作时将模型与真空箱固定在一起后，放置在震动台上，在罐体的法兰密封面位置和厚大位置放置铸铁冷铁，目的是激冷并防止针孔产生，冷铁的工作面留排气槽并刷桐油挂砂烘干后使用；冷铁要放在薄膜内，以防止薄膜产生的气体直接进入法兰密封面； 

b).薄膜加热：将EVA薄膜放置在烤模架上快速加热，加热温度100℃～ 150℃，使EVA膜出现镜面下垂即可，在使用冷铁时要确保薄膜在足够的温度下均匀加热； 

c).薄膜成型(吸膜)：将烘烤呈塑性状态的塑料薄膜覆盖在具有零件外形并带有抽气孔的模型上，此时真空箱处于抽真空状态，真空泵抽气使薄膜密贴在型板上成型，覆膜则要动作迅速，让薄膜尽可能地覆到模具上，这样在薄膜冷却前就可以得到充分变形，再将冒口和出气口用胶带纸固定在模型上； 

d).喷涂料：将涂料均匀的喷吐在塑料薄膜上，涂料厚度为0.5mm左右，用加热器将涂料烘干，确保涂料对薄膜有良好的粘着力； 

f).放砂箱：V法造型的砂箱除四壁要密封外，砂箱内部必须装设抽气、过滤装置，砂箱结构采用钢板焊接； 

g).加砂震实：向砂箱内充填没有粘结剂与附加物的干型砂，开启震动台，借微震使砂紧后刮去多余沙子，使沙子与砂箱平； 

h).覆背膜：放上密封薄膜、打开砂箱阀门抽去型砂内空气，使铸型内外存在压力差(约300～400mmHg)； 

i).起膜：关闭真空箱内的真空，然后在起模斜度为1°的基础上进行起模，起模后薄膜与干砂形成了零件型腔，铸型要继续抽真空直到浇注的铸件凝固为止；