本發(fā)明涉及金屬鑄造領(lǐng)域，特別地，涉及一種反重力澆注封閉組合砂芯的排氣裝置及排氣方法。

背景技術(shù)：

航空發(fā)動機鎂、鋁合金復(fù)雜砂型鑄件反重力鑄造生產(chǎn)中，形成鑄件內(nèi)腔的組合砂芯被合金液包裹，砂芯受熱及反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體，由于該鑄件采用反重力澆注，組合砂芯定位部分小且沒有澆注系統(tǒng)，無法設(shè)置排氣通道，上部是冒口需封密以防跑水，澆注時無排氣通道，氣體難以排出，在鑄件內(nèi)形成氣孔缺陷，影響鑄件冶金質(zhì)量。故亟需設(shè)計一種滿足該工藝要求的反重力澆注封閉組合砂芯的排氣裝置及排氣方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種反重力澆注封閉組合砂芯的排氣裝置及排氣方法，以解決現(xiàn)有的封閉組合型芯在反重力鑄造中因氣體難以排除導(dǎo)致鑄件內(nèi)形成氣孔缺陷、影響鑄件冶金質(zhì)量的技術(shù)問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種反重力澆注封閉組合砂芯的排氣裝置，包括砂箱及設(shè)于砂箱內(nèi)用于鑄件成型的砂型及砂芯，砂芯位于砂型內(nèi)，砂芯用于成型鑄件的內(nèi)腔，砂型用于成型鑄件的外形，砂箱的側(cè)壁上開設(shè)有至少一個排氣通孔，砂型上設(shè)有延伸至砂芯上端面的延伸部，且延伸部設(shè)有連通排氣通孔的排氣通道，砂芯上設(shè)有連通排氣通道的導(dǎo)氣孔。

進一步地，砂箱包括砂箱本體及設(shè)于砂箱本體頂端且密封連接的壓板，砂型靠近壓板的部分用于成型冒口，延伸部位于冒口的成型處。

進一步地，排氣通孔為沿砂箱的周向間隔分布的多個，相應(yīng)地，延伸部及延伸部上的排氣通孔與排氣通孔一一對應(yīng)設(shè)置。

進一步地，排氣通孔的孔徑為9～11mm。

進一步地，排氣通道的孔徑為5～8mm。

進一步地，導(dǎo)氣孔的孔徑為5～8mm。

進一步地，導(dǎo)氣孔位于砂芯的軸向中心處且連通砂芯的上端面。

進一步地，砂箱本體的底端設(shè)有用于連通反重力澆注系統(tǒng)的澆注入口。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種反重力澆注封閉組合砂芯的排氣方法，包括以下步驟：

按照鑄件加工要求設(shè)計冒口尺寸；

預(yù)制砂芯，在砂芯上加工導(dǎo)氣孔；

在砂箱的側(cè)壁上加工排氣通孔；

在砂箱內(nèi)成型砂型并在砂型內(nèi)定位加工導(dǎo)氣孔后的砂芯，砂型的成型過程中，在冒口處形成延伸至砂芯上端面的延伸部，且延伸部內(nèi)成型連通導(dǎo)氣孔的排氣通道；

反重力澆注系統(tǒng)進行鑄件澆注，且澆注過程中，經(jīng)導(dǎo)氣孔、排氣通道及排氣通孔實現(xiàn)排氣。

進一步地，導(dǎo)氣孔的孔徑為5～8mm、排氣通道的孔徑為5～8mm、排氣通孔的孔徑為9～11mm。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明反重力澆注封閉組合砂芯的排氣裝置及排氣方法，通過采用其結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了反重力澆注時氣體的排出，解決了澆注時局部排氣困難導(dǎo)致鑄件內(nèi)產(chǎn)生氣孔缺陷的問題，改善了鑄件的冶金質(zhì)量，具有極大的推廣應(yīng)用價值。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例反重力澆注封閉組合砂芯的排氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例反重力澆注封閉組合砂芯的排氣裝置的俯視示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

1、砂箱；11、砂箱本體；12、壓板；13、排氣通孔；

2、砂型；21、延伸部；22、排氣通道；

3、砂芯；31、導(dǎo)氣孔；

4、鑄件；

5、冒口。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。

反重力鑄造中金屬液實際上是在重力和外加驅(qū)動力共同的作用下充型。外加驅(qū)動力在金屬液充填過程中是主導(dǎo)力，它使金屬液克服其自身重力、型腔內(nèi)阻力以及其它外力的作用完成充填鑄型。由于外加驅(qū)動力的存在，使得反重力鑄造成為一種可控工藝，在金屬液充填的過程中，通過控制外加力的大小可以實現(xiàn)不同充型速度的充填，滿足不同工藝的要求；同時，使鑄件在一較大力的作用下凝固，提高金屬液的補縮能力，降低縮孔、氣孔和針孔等鑄造缺陷。但針對封閉砂芯的反重力澆注過程，由于其上部的冒口需要密封以防跑水，故澆注時無排氣通道，內(nèi)部產(chǎn)生的氣體無法及時排出，從而難以有效避免鑄件內(nèi)氣孔缺陷。本發(fā)明針對該問題，設(shè)計了一種反重力澆注封閉組合砂芯的排氣裝置，參照圖1及圖2，包括砂箱1及設(shè)于砂箱1內(nèi)用于鑄件成型的砂型2及砂芯3，砂芯3位于砂型2內(nèi)，砂芯3用于成型鑄件的內(nèi)腔，砂型2用于成型鑄件的外形，砂箱1的側(cè)壁上開設(shè)有至少一個排氣通孔13，砂型2上設(shè)有延伸至砂芯3上端面的延伸部21，且延伸部21設(shè)有連通排氣通孔13的排氣通道22，砂芯3上設(shè)有連通排氣通道22的導(dǎo)氣孔31。本實施例通過設(shè)置連通至砂箱外的排氣過道，實現(xiàn)了反重力澆注時氣體的排出，解決了澆注時局部排氣困難導(dǎo)致鑄件內(nèi)產(chǎn)生氣孔缺陷的問題，改善了鑄件的冶金質(zhì)量，具有極大的推廣應(yīng)用價值。

本實施例中，砂箱1包括砂箱本體11及設(shè)于砂箱本體11頂端且密封連接的壓板12，砂型2靠近壓板12的部分用于成型冒口5，延伸部21位于冒口5的成型處。通過在鑄件4上部厚大的冒口5處增設(shè)延伸至砂芯3中部的延伸部21，且延伸部21內(nèi)形成連通導(dǎo)氣孔31及排氣通孔13的排氣通道22，有效解決了澆注時產(chǎn)生的氣體無法排出的難題。

本實施例中，導(dǎo)氣孔31位于砂芯3的軸向中心處且連通砂芯3的上端面。優(yōu)選地，導(dǎo)氣孔31為盲孔，使得砂芯3底部不會連通澆注液，避免金屬液外溢的缺陷。

本實施例中，砂箱本體11的底端設(shè)有用于連通反重力澆注系統(tǒng)的澆注入口，其中，反重力澆注系統(tǒng)屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不做贅述。

本實施例中，優(yōu)選地，排氣通孔13的孔徑為9～11mm，排氣通道22的孔徑為5～8mm，導(dǎo)氣孔31的孔徑為5～8mm。經(jīng)驗證，采用本實施例的孔徑范圍，鑄件成型的質(zhì)量高，能有效改善鑄件內(nèi)產(chǎn)生氣孔缺陷。

在本實施例中，砂箱1的側(cè)壁上設(shè)置一個排氣通孔13，冒口5處設(shè)置一個延伸部21，且延伸部21內(nèi)的排氣通道22連通至砂芯中部的導(dǎo)氣孔31，從而形成單條排氣路徑。在其他實施例中，排氣通孔13為沿砂箱1的周向間隔分布的多個，相應(yīng)地，延伸部21及延伸部21上的排氣通孔13與排氣通孔13一一對應(yīng)設(shè)置，從而形成多條排氣路徑。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種反重力澆注封閉組合砂芯的排氣方法，包括以下步驟：

按照鑄件加工要求設(shè)計冒口尺寸；

預(yù)制砂芯3，在砂芯3上加工導(dǎo)氣孔31；

在砂箱1的側(cè)壁上加工排氣通孔13；

在砂箱1內(nèi)成型砂型2并在砂型2內(nèi)定位加工導(dǎo)氣孔31后的砂芯3，砂型2的成型過程中，在冒口5處形成延伸至砂芯3上端面的延伸部21，且延伸部21內(nèi)成型連通導(dǎo)氣孔31的排氣通道22；

反重力澆注系統(tǒng)進行鑄件澆注，且澆注過程中，經(jīng)導(dǎo)氣孔31、排氣通道22及排氣通孔13實現(xiàn)排氣。

本實施例中，排氣通道22通過在延伸部21處預(yù)埋φ5～8mm的通氣針，抽出后形成排氣通道22。

優(yōu)選地，導(dǎo)氣孔31的孔徑為5～8mm、排氣通道22的孔徑為5～8mm、排氣通孔13的孔徑為9～11mm。

從以上的描述可以得知，本實施例通過采用其排氣結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了反重力澆注時氣體的排出，解決了澆注時局部排氣困難導(dǎo)致鑄件內(nèi)產(chǎn)生氣孔缺陷的問題，改善了鑄件的冶金質(zhì)量，具有極大的推廣應(yīng)用價值。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。