[发明专利]一种用于铝合金铸件V法造型反重力浇注的方法

说明书

技术领域

本发明涉及铸造技术领域中的一种用于铝合金铸件V法造型反重力浇注的方法。

背景技术

目前，V法造型法，又称真空密封造型法或负压造型法，它是利用塑料薄膜抽真空使干砂成型，是一种先进的物理造型方法。V法铸造生产的铸件表面质量好，尺寸精度高，砂箱起模容易，无需拔模斜度（甚至可允许-1°的拔模斜度），砂处理工艺简单，旧砂基本全部回用，造型成本降低，少污染且劳动条件好，这些独特的优点，使其在国内外的工程机械配件、耐磨衬板件、汽车配件、浴盆、阀类件、铁路道岔和钢琴弦排件等领域得到广泛应用。与湿型铸造相比，V法铸型表面硬度可达95，壁移动很少，V法干砂保温时间长，所需冒口体积可减少5%~15%，因此V法铸造很适合生产铸铁和铸钢件。目前国内外V法铸造企业绝大多数均是生产铸铁和铸钢件，在V法铸造铝合金方面，国内外开展的研究很少，技术成熟度较低，且主要应用于V法造型重力铸造工艺。

反重力铸造是外力场充型工艺的一种，它是使坩埚中的金属在压力的作用下沿升液管自下而上克服重力及其他阻力充填铸型，并在压力下获得铸件的一种方法。反重力铸造充型平稳，压力和速度调节可控，铸件不易形成气孔、氧化夹杂等缺陷，铸件在压力下结晶，内部质量较好，反重力铸造技术已经广泛应用于国内外汽车、船舶、航空、航天、国防武器装备的优质铝、镁合金铸件，如汽车轮毂、发动机缸体缸盖、油底壳、传动箱体、导弹舱体等。但是，反重力铸造工艺同样存在一些缺点，因其属于底注式浇注系统，铸型内温度分布是上低下高，不利于铸件在重力作用下的补缩。反重力铸造目前均不能设置明冒口，其顶部多数采用冷铁，对于某些铸件上部厚大部位的补缩则只能设置暗冒口，而由于反重力温度分布是上低下高，因此其顶部暗冒口的补缩作用被极大削弱了。

对于航空、航天、轨道交通、船舶等领域的一些关键零部件，内部质量、尺寸精度和表面质量均要求较高，铸件往往呈现“上、下厚而中间薄”的结构。例如，轨道交通用某箱体铝铸件尺寸轮廓1310mm×1033mm×248mm，铸件上、下两端厚壁处壁厚25-30mm，而中间立壁厚度仅为8mm，内部质量要求达到I类铸件、尺寸精度达到CT6级、表面粗糙度不超过12.5，侧壁不允许拔模斜度。再如，某导弹舱体铝铸件是航空上的关键铸件，铸件轮廓尺寸1300mm×600mm×800mm，上下两端法兰厚度25mm，中间桶壁厚度6mm，铸件内部质量要求达到II类铸件，表面粗糙度不超过12.5。现在传统铸造工艺一般为树脂砂型重力铸造和树脂砂型低压铸造或差压铸造。由于重力铸造易产生氧化夹渣、气孔等铸造缺陷，铸件内部质量很难保证。低压铸造或差压铸造工艺较适合此类铸件的生产，但对于此类铸件，由于呈现“上、下厚而中间薄”的结构，不利于形成顺序凝固条件，而顶端的暗冒口的补缩效果很难达到技术条件要求。另外对于某箱体铝铸件，采用树脂砂造型，由于侧壁不允许拔模斜度，分型砂块多，严重影响铸件尺寸精度及造型操作。同时，采用树脂砂造型，树脂砂消耗量大，清理环境恶劣，且铸件表面粗糙度很难达到技术要求，由于冷铁的使用表面质量更差。

当今用于铝合金铸件V法造型反重力浇注技术在国内外没有发现公开出版物报道及使用，该工艺比树脂砂型反重力铸造和V法造型重力铸造有着技术上的创新和工艺先进性的重大突破，既保留了V法造型与反重力浇注的一些优点，又克服了反重力浇注中温度分布不利于铸件上部补缩的缺点，同时它又与常规的树脂砂型反重力铸造有一些不同之处，如反重力铸造目前均不能设置明冒口，而V法铸造又要求用明冒口，不能简单的套用常规反重力铸造工艺，否则很容易产生严重粘砂、塌箱、跑火等事故。因此研发一种用于铝合金铸件V法造型反重力浇注的方法一直是国内外同行业急待解决的新课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于铝合金铸件V法造型反重力浇注的方法，该方法有效克服现有技术所存在的上述缺陷，采用该方法可生产出内部质量好、尺寸精度高、表面质量优的铝合金铸件，尤其适用于呈现“上、下厚而中间薄”结构的铝铸件，同时具有清砂方便、劳动条件好、成本节约等优点。

本发明的目的是这样实现的：一种用于铝合金铸件V法造型反重力浇注的方法，所述用于铝合金铸件V法造型反重力浇注的方法如下：

（1）采用V法造型，树脂砂造芯，或者V法造芯，树脂砂造型或者造型和造芯均采用V法形成，而下箱和中箱采用V法或树脂砂造型；

（2）采用反重力浇注方式，金属隔板起密封和承载作用，金属液体在压力的作用下沿升液管自下而上反重力方向充填横浇道、内浇口、铸件、明冒口；