專利名稱：一種砂型低壓鑄造充型排氣結(jié)構(gòu)及其設(shè)置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種砂型低壓鑄造充型排氣結(jié)構(gòu)，還設(shè)置一種砂型低壓鑄造充型排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)置方法。
背景技術(shù)：
砂型低壓鑄造是利用壓縮氣把坩堝內(nèi)的經(jīng)過精煉處理的鋁液通過升液管平穩(wěn)壓到砂型中的工藝方法。其具有以下優(yōu)點液體金屬充型比較平穩(wěn)；鑄件成形性好，有利于形成輪廓清晰、表面光潔的鑄件，對于大型薄壁鑄件的成形更為有利；鑄件組織致密，機械性能高；提高了金屬液的工藝收得率。此外，勞動條件好；設(shè)備簡單，易實現(xiàn)機械化和自動化。砂型低壓鑄造中的鋁鑄件在充型時，砂型的溫度通常在80-150°C之間，鋁液溫度在70(T75(TC之間，兩者溫差較大，很易在充注過程中(特別較大件的薄壁類殼體產(chǎn)品)鋁液在型腔流動時已凍結(jié)凝固，無法實現(xiàn)方向性凝固，因而必須有一定的時間及充型速度要求。 但是由于無法觀察到鋁液何時充滿型腔，因此充型的時間、速度以及鋁液量很難掌握，對于型腔封閉后的增壓、保壓時間也很難確定。經(jīng)常發(fā)生由于控制不易而產(chǎn)生產(chǎn)品報廢甚至產(chǎn)生安全事故，這種工藝方法也制約了低壓鑄造技術(shù)不能生產(chǎn)大型鋁鑄件的技術(shù)瓶頸。為此，現(xiàn)行的工藝方法為了解決上述的技術(shù)瓶頸，如圖1所示，在砂型低壓鑄造的工藝設(shè)計中，在上部蓋箱中增加砂型的高度，并在這個蓋箱的砂型6中設(shè)置很高長的冒口 5 (通常400mnT600mm的高度)。通過該冒口 5來觀測控制鋁液的充型過程并用于補縮。由于這冒口 5既要便于觀測，又要符合補縮的要求，其直徑必須大于產(chǎn)品的壁厚6 15倍。冒口直徑的加大使得這個需要盡快凝固凍住封閉型腔的通道而不易封閉。因此該種工藝僅僅只是利用低壓充型，屬于低壓充型工藝，無法采用結(jié)晶增壓。使得低壓鑄造特別是砂型的低壓鑄造的技術(shù)受到了很大的制約。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種砂型低壓鑄造充型排氣結(jié)構(gòu)，能夠在低壓充型時將型腔內(nèi)氣體平穩(wěn)排出，且能在鋁液充滿型腔后溢出并迅速關(guān)閉型腔實現(xiàn)升壓保壓結(jié)晶。還提供一種砂型低壓鑄造充型排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)置方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種砂型低壓鑄造充型排氣結(jié)構(gòu)，包括砂型，其創(chuàng)新點在于所述砂型的頂部設(shè)置有連通砂型型腔頂端與外界的排氣通道，所述排氣通道由從上自下依次設(shè)置且相互導(dǎo)通的淺孔和深孔組成，所述深孔的下端與砂型型腔導(dǎo)通，所述淺孔上端與外界導(dǎo)通；且所述淺孔直徑小于深孔直徑。進(jìn)一步的，所述深孔直徑為Φ 5-Φ 8mm，所述淺孔直徑為Φ 2 Φ 3mm。進(jìn)一步的，所述淺孔的深度在2_6mm。實現(xiàn)上述砂型低壓鑄造充型排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)置方法，其創(chuàng)新點在于所述步驟為在砂型上鉆出至少一個將型腔與外界導(dǎo)通的排氣通道；在所述排氣通道的上端孔口向下涂抹一段糊狀的耐火材料層；在所述耐火材料層上鉆與導(dǎo)通排氣通道和外界的淺孔；最后對耐火材料層加熱硬化。進(jìn)一步的，所述耐火材料層以紅粘土為主要成分。進(jìn)一步的，所述步驟d)中耐火材料層加熱硬化可利用澆注前的模溫實現(xiàn)。本發(fā)明的優(yōu)點在于采用具有上述排氣結(jié)構(gòu)的砂型進(jìn)行充型時，鋁液平穩(wěn)上升，型腔中空氣從已硬化的耐火材料層淺孔中排出；當(dāng)鋁液充滿型腔并通過砂型的深孔繼續(xù)上升，由于深孔的直徑較大，鋁液在上升過程中不易凝固，繼續(xù)上升從淺孔溢出，由于小口徑淺孔的口徑較小、深度較淺，能夠溢出砂型的平面外而被迅速凝固。從而能夠?qū)崿F(xiàn)充型過程中平穩(wěn)排氣，充型完成后迅速關(guān)閉型腔以便實現(xiàn)加壓保壓結(jié)晶。并可通過觀察溢出時間點來掌握充型的時間、速度以及鋁液量，對于型腔封閉后的增壓、保壓時間點也好確定，為提高產(chǎn)品質(zhì)量提供可靠的保證，產(chǎn)品合格率達(dá)到98%以上。另外，有效的降低蓋箱砂型高度至 100mnTl20mm，大大減小了蓋箱的用砂量，節(jié)省了成本。


圖1為傳統(tǒng)帶冒口低壓充型結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明中砂型低壓鑄造充型排氣結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式如圖2所示，包括砂型1，在砂型1的頂部設(shè)置有連通砂型型腔11頂端與外界的排氣通道。該排氣通道由從上自下依次設(shè)置的淺孔2和深孔3組成。深孔3的下端與砂型型腔11導(dǎo)通，深孔3上端與淺孔2下端導(dǎo)通，淺孔2上端與外界導(dǎo)通，淺孔2的直徑小于深孔 3直徑。淺孔2和深孔3鉆孔方向可以是垂直的，也可以是傾斜的，但淺孔2必須位于砂型 1上表面。設(shè)置排氣結(jié)構(gòu)的具體步驟為
首先在砂型1上表面鉆出至少一個將型腔11與外界導(dǎo)通的排氣通道，該排氣通道可垂直鉆出，也可以為傾斜設(shè)置。排氣通道的分布、數(shù)量根據(jù)不同產(chǎn)品的實際情況設(shè)定，根據(jù)砂箱上表面面積來計算，平均50-300cm2增加1到3個。排氣通道的孔徑在Φ5-Φ8πιπι之間，原因是排氣通道的深度較深，若其內(nèi)徑過小，則鋁液在充滿型腔通過排氣通道上升過程中即有可能凝固，使得技術(shù)人員無法觀察到鋁液溢出，無法確定充型時鋁液充滿的確切時間點。內(nèi)徑過大則降低了鋁液收得率，且無法實現(xiàn)順序凝固。為了實現(xiàn)鋁液溢出后迅速凝固，做到在鋁液充滿型腔后能迅速關(guān)閉。因此在各排氣通道的上端孔口向下涂抹一段糊狀的耐火材料層4，該耐火材料層4深度在2-6mm左右， 以紅粘土作為主要成分。當(dāng)耐火材料層4涂抹到排氣通道內(nèi)后，利用常規(guī)工具在耐火材料層4上開與排氣通道導(dǎo)通的小口徑淺孔2，該小口徑淺孔2直徑為Φ 2 Φ 3mm，從而形成上部為淺孔2、下部為深孔3的排氣通道。最后對耐火材料層4加熱，使之硬化。加熱可直接利用鑄造時12(T220°C的鑄型模
溫來干燥。工作原理進(jìn)行充型時，鋁液平穩(wěn)上升，型腔中空氣經(jīng)深孔3從已硬化的耐火材料層淺孔2中排出；當(dāng)鋁液通過砂型的深孔1繼續(xù)上升，由于深孔3的直徑較大，鋁液在上升
4過程中不易凝固，繼續(xù)上升從淺孔3溢出，由于淺孔3的口徑較小、深度較淺，能夠溢出砂型 1的平面外而被迅速凝固。從而能夠?qū)崿F(xiàn)充型過程中平穩(wěn)排氣，充型完成后迅速關(guān)閉型腔以便實現(xiàn)加壓保壓結(jié)晶。
權(quán)利要求
1.一種砂型低壓鑄造充型排氣結(jié)構(gòu)，包括砂型，其特征在于所述砂型的頂部設(shè)置有連通砂型型腔頂端與外界的排氣通道，所述排氣通道由從上自下依次設(shè)置且相互導(dǎo)通的淺孔和深孔組成，所述深孔的下端與砂型型腔導(dǎo)通，所述淺孔上端與外界導(dǎo)通；且所述淺孔直徑小于深孔直徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的砂型低壓鑄造充型排氣結(jié)構(gòu)，其特征在于所述深孔直徑為 Φ 5-Φ 8mm，所述淺孔直徑為Φ 2 Φ 3mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的砂型低壓鑄造充型排氣結(jié)構(gòu)，其特征在于所述淺孔的深度在 2-6mm0
4.實現(xiàn)上述砂型低壓鑄造充型排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)置方法，其特征在于所述步驟為a)在砂型上鉆出至少一個將型腔與外界導(dǎo)通的排氣通道；b)在所述排氣通道的上端孔口向下涂抹一段糊狀的耐火材料層；c)在所述耐火材料層上鉆與導(dǎo)通排氣通道和外界的淺孔；d)最后對耐火材料層加熱硬化。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的砂型低壓鑄造充型排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)置方法，其特征在于所述耐火材料層以紅粘土為主要成分。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的砂型低壓鑄造充型排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)置方法，其特征在于所述步驟d)中耐火材料層加熱硬化可利用澆注前的模溫實現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種砂型低壓鑄造充型排氣道設(shè)置方法，其創(chuàng)新點在于所述步驟為在砂型上垂直鉆出至少一個將型腔最高點與外界導(dǎo)通的深孔；在所述深孔的上端孔口向下涂抹一段糊狀的耐火材料層；在所述耐火材料層上鉆與深孔導(dǎo)通的小口徑淺孔；對耐火材料層加熱硬化。鋁液平穩(wěn)上升時，型腔中空氣從小口徑淺孔中排出；當(dāng)鋁液通過砂型的深孔繼續(xù)上升，并從小口徑淺孔溢出，由于小口徑淺孔的口徑較小且已溢出砂型的平面外而被迅速凝固。從而能夠?qū)崿F(xiàn)充型過程中平穩(wěn)排氣，充型完成后迅速關(guān)閉型腔以便實現(xiàn)加壓保壓結(jié)晶，為提高產(chǎn)品質(zhì)量提供可靠的保證。另外，有效的降低蓋箱砂型高度至100mm~120mm，大大減小了蓋箱的用砂量，節(jié)省了成本。
文檔編號B22D18/04GK102527995SQ201210059359
公開日2012年7月4日 申請日期2012年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月8日
發(fā)明者俞偉沖, 周素洪, 翟春江, 翟春泉, 許麗英, 陸衛(wèi)華 申請人:南通愛爾思輕合金精密成型有限公司