[发明专利]一种镁合金铸件石膏型精密铸造方法和装置

说明书

本发明公开了一种镁合金铸件石膏型精密铸造方法和装置，采用相同的材料铸件模型和通气道模型，通气道模型与铸件模型连接采用泡沫陶瓷块；制作石膏型时将铸件模型和通气道模型预先放入，待铸件模型熔化时，通气道自然形成；镁合金在负压条件下浇注铸型，待浇注完毕后，进行增压凝固或者是在大气条件下凝固。在解除负压条件或者增压凝固时，使气体通过通气道，对铸件进行冷却；该方法可以改变铸型的温度分布，提高铸件的冷却速度，有利于实现顺序凝固，提高铸件质量。

技术领域

本发明一种镁合金铸件石膏型精密铸造方法和装置，属于精密铸造方法技术领域。

背景技术

镁合金大型铸件大多采用砂型铸造，在砂型内混入硫粉，可以起到阻燃作用，但是砂型铸造难以生产高精度薄壁铸件，因此，研究工作者对石膏型镁合金铸造开展了很多研究工作，集中于镁合金阻燃方面，主要原因是镁合金在液态温度下会与石膏发生激烈的放热反应，一旦反应开始，将不会停止，直至镁合金全部反应完毕。专利“一种用于铸造镁合金的石膏型配方及其制备方法” (201110325509.X)采用磷石墨有效地防止了镁合金氧化；但其石膏型的强度较差，在铸造过程中容易产生掉渣和落粉。专利“一种镁合金铸造陶瓷石膏复合铸型的制备工艺”（201310043031.0）采用复合铸型防止镁合金熔体与石膏型工作面发生反应，复合铸型面层以锆溶胶为粘结剂，电熔白刚玉粉为耐火材料，烧结后形成陶瓷型壳。专利“一种复杂镁合金结构件的制造方法”（201711141341 .0）采用3D打印制作模型，在模型表面先刷涂锆溶胶，然后撒上刚玉砂，固化得到固化白玉砂的模型然后将固化白玉砂的模型放入砂箱，浇灌石膏浆料，得到石膏模型，该专利方法同样采用隔离的方法解决石膏型与镁液直接接触的问题，但是没有解决铸型憋气的问题，当铸型内出现憋气时，高温浇注镁液时容易燃烧，一旦开始燃烧，SF6混合气体、SO2混合气体、硫粉等阻燃物无法送入憋气位置对镁液进行阻燃，这时燃烧的镁液会温度越来越高，当温度超过某个值时，会形成镁蒸气，在铸型内产生很高的压力，并与接触到的各种物质继续发生化学反应，使凝固的镁被二次熔化，在内部镁蒸气的压力下，从浇冒系统等内喷出，并进一步与空气反应。

另一方面，提高镁合金熔体的冷却速度，不仅会提高铸件的质量，而且能降低镁合金燃烧，并与石膏型反应的问题，专利“一种石膏型散热装置”（公开号：CN104275442A，申请号：CN201310285877.5）在石膏型内预埋金属散热片，大大提高石膏型整体散热效果，减少了铸造铝液的内外温差，铸件冷却速度提高。在镁合金石膏型铸造中，公开号CN104209497A的专利申请：一种大型复杂薄壁镁合金件石膏型铸造方法，同样采用了在热节部位放置不定型冷铁的方法提高铸型的冷却速度，不定形冷铁的混合料组份以质量百分比计为苯酚树脂、甲苯磺酸、硼酸、膨润土、铬铁矿砂，而后在罐内充含有SF₆的干燥空气或CO₂气氛，实施真空浇注和增压凝固。这两种方法中激冷冷铁或者散热片的放置位置都会受铸件形状限制，实施时有一定的局限性，而且没有解决镁合金阻燃剂如何进入石膏型内腔的问题。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种镁合金铸件石膏型精密铸造方法和装置，该方法可以改变铸型的温度分布，有利于实现顺序凝固，提高铸件质量。

本发明通过以下技术方案实现：

一种镁合金铸件石膏型精密铸造方法，采用相同的材料铸件模型和通气道模型，通气道模型与铸件模型连接采用泡沫陶瓷块；制作石膏型时将铸件模型和通气道模型预先放入，待铸件模型熔化时，通气道自然形成；镁合金在2～8KPa（绝对压强）的负压条件下浇注，待浇注完毕后，进行增压凝固或者是在大气条件下凝固。在解除负压条件或者增压凝固时，使气体通过通气道，对铸件进行冷却。提高铸件的冷却速度，从而提高铸件的性能。

进一步的，所述的泡沫陶瓷块置于金属液最后到达的部位。在浇注过程中起到排气作用，防止铸型出现憋气现象。

进一步的，所述铸件模型和通气道模型均为蜡制模型。