專利名稱：一種大型耐壓鋁殼體的鑄造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鋁殼體的的鑄造方法，特別涉及一種高壓電氣SF6氣室 用大型耐壓鋁殼體的鑄造方法。
背景技術：
高壓電氣產(chǎn)品耐壓鋁殼體鑄件低壓鑄造工藝是一種生產(chǎn)效率高、加工余 量少、鋁水利用高、氣密性高的精確成型方法。目前多采用單升液管全金屬 鑄模生產(chǎn)內(nèi)腔結(jié)構(gòu)簡單的鑄件，全金屬鑄模很難生產(chǎn)50Kg以上的大型零件;而采用全砂型低壓鑄造方法，雖可以生產(chǎn)大型內(nèi)腔結(jié)構(gòu)復雜的耐壓殼體鑄 件，但是鑄件表面質(zhì)量差，氣室密封面針孔較多，氣密性差，鑄件組織致密 度差，力學性能低，生產(chǎn)效率低下，生產(chǎn)成本高。以上兩種方法對于重量大于80Kg的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)復雜、質(zhì)量要求高的高壓開關SF6氣室用大型耐壓鋁殼 體，難以滿足高于5倍工作壓力的鑄件水壓破裂性試驗，鑄件表面粗糙度 Ra小于等于12.5um，殼體漏率小于2xl(T8Pa.m3/s，漏氣率小于SF6氣體年 泄漏率0.5%等技術指標要求，很難實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)大批量機械化生產(chǎn)。發(fā)明內(nèi)容針對上述大型鑄造耐壓鋁殼體低壓鑄造所存在的問題，本發(fā)明提供了 一 種基于內(nèi)置階梯式澆道的砂芯、結(jié)合金屬型外模的復合鑄模在常規(guī)低壓鑄 造機上機械化生產(chǎn)大型耐壓鋁殼體的鑄造方法。使生產(chǎn)的鑄件組織致密，幾 何形狀完整精確，鑄件表面均勻度好，可滿足生產(chǎn)大型耐壓鋁殼體的質(zhì)量和 批量要求。為達到以上目的，本發(fā)明是采取如下技術方案予以實現(xiàn)的 一種大型耐壓鋁殼體的鑄造方法，其特征在于，包括下述步驟a. 首先用樹脂砂在砂芯模具盒內(nèi)打置砂芯分芯，在各砂芯分芯對應鑄件 熱節(jié)部位處放置冷鐵，同時在各砂芯分芯的分芯面上成型階梯式澆道體系的 半圓柱凹槽，然后將各砂芯分芯沿分芯面粘合后制成可形成鑄件內(nèi)表面的內(nèi) 置式階梯澆注砂芯，階梯式澆道體系包括主澆道、階梯澆道、內(nèi)橫澆道和內(nèi) 直澆道；b. 組裝可形成鑄件外表面的金屬外模，該金屬外模下部帶有鑄液導入 口，將步驟a的內(nèi)置式階梯澆注砂芯安裝于金屬外模中，使砂芯與金屬外模 之間形成密閉的鑄件型腔，并使砂芯內(nèi)的主澆道聯(lián)通鑄液導入口，其中，主 澆道通過砂芯上、下部對稱的內(nèi)橫澆道聯(lián)通鑄件型腔；主澆道通過砂芯中部 的階梯澆道聯(lián)通砂芯前、后兩側(cè)對稱的內(nèi)直澆道與鑄件型腔聯(lián)通；c. 將低壓鋁鑄液從保溫爐通過升液管由金屬外模的鑄液導入口引入，經(jīng) 砂芯內(nèi)置的階梯式澆道體系， 一部分通過主澆道經(jīng)內(nèi)橫澆道引入鑄件型腔的 上、下內(nèi)側(cè)；另一部分通過主澆道、經(jīng)階梯澆道到內(nèi)直澆道引入鑄件型腔前、 后內(nèi)側(cè)d. 對步驟c進入鑄件型腔的鋁鑄液加壓充型、并保壓使鑄液結(jié)晶凝固形 成鑄件，最后打開金屬外模，取出鑄件。上述方法步驟a中，在砂芯模具盒內(nèi)打置的砂芯分芯為左、右半芯，在 左、右半芯分芯面處分別成型階梯式組合澆道體系的半圓柱凹槽，將澆道成 型后的左、右半芯相對粘合成整體砂芯，從而在砂芯內(nèi)形成主澆道、階梯澆 道、內(nèi)橫澆道和內(nèi)直澆道的階梯式組合澆道體系，完成內(nèi)置式階梯澆注砂芯 的制作。上述方法步驟b中，金屬外模包括上、下模和鑄模殼，上模和鑄模殼分 為左、右半模，鑄液導入口設置在下模中間；將內(nèi)置式階梯澆注砂芯安裝于 下模上，用液壓機構(gòu)推動左、右半模合模到位，使砂芯與金屬外模之間形成 密閉的鑄件型腔。本發(fā)明的鑄造方法由于采用了內(nèi)置階梯式澆道的砂芯復合澆鑄模，大大 縮小了模具外形尺寸，使尺寸更大的大型耐壓鋁殼體在低壓鑄造機上的機械 化生產(chǎn)得以實現(xiàn)，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品表面質(zhì)量提高，成品率上升，耐蝕耐壓性能好，可操作性強，方便參數(shù)控制，滿足封閉式組合電器對殼體力學性能和氣密性等的質(zhì)量要求，而且砂芯用砂量是全砂型低壓鑄造方法的1/3，生產(chǎn) 效率提高至少30%，具有綠色環(huán)保鑄造的特點。本發(fā)明尤其對壁厚不均勻大型耐壓鋁殼體的鑄造，通過砂芯內(nèi)置階梯式 組合澆道系統(tǒng)， 一部分通過主澆道和內(nèi)橫澆道引入型腔鑄件的上、下法蘭內(nèi) 側(cè)；另一部分通過主澆道、階梯澆道和內(nèi)直澆道引入型腔鑄件的前、后法蘭 內(nèi)側(cè)澆鑄過程具有平穩(wěn)充型、減少補縮鋁水熱量損失、提高熱節(jié)部位補縮 有效性和改善溫度場分布的優(yōu)點，可實現(xiàn)靈活、有效、長時的壓力傳遞，減 少縮孔和縮松缺陷的產(chǎn)生。解決了復雜程度高、壁厚變化大的大型耐壓鋁殼 體澆注系統(tǒng)無法對多熱節(jié)、長距離對補縮不足而產(chǎn)生的澆不足、冷隔、縮 孔和縮松等缺陷的問題。


下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。 圖1是本發(fā)明鑄造工藝流程圖。圖2是本發(fā)明方法采用的內(nèi)置式階梯澆注砂芯鑄模的主視剖面結(jié)構(gòu)圖。 圖3是圖2的A-A向視圖。圖2、圖3中1、上模；2、鑄件型腔；3、冷鐵；4、內(nèi)直澆道；5、 階梯澆道；6、左半芯；7、右半芯；8、下模；9、鑄液導入口； 10、鑄模殼; 11、主澆道；12、內(nèi)橫澆道。
具體實施方式
如圖1至圖3所示， 一種大型耐壓鋁殼體的鑄造方法，首先用樹脂砂在 玻璃鋼制成的砂芯模具盒內(nèi)打置左右半芯6、 7，在左右半芯對應鑄件熱節(jié)部 位處放置冷鐵3，同時分別在左右半芯分芯面處(圖2的A-A剖面)用玻璃 鋼棒成型主澆道ll、階梯澆道5、內(nèi)橫澆道12和內(nèi)直澆道4的半圓柱凹槽， 然后將左右半芯沿分芯面處粘合，組成可形成鑄件內(nèi)表面的整體砂芯，從而 在砂芯內(nèi)形成主澆道11、階梯澆道5、內(nèi)橫澆道12和內(nèi)直澆道4的階梯式澆道體系，完成內(nèi)置式階梯澆注砂芯的制作。接著在低壓鑄造機架上組裝可形成鑄件外表面的金屬外模，其包括上、 下模1、 8和鑄模殼10;上模1和鑄模殼IO可分為左、右半模，鑄液導入口9設置在下模8中間。將上述金屬外模預熱，并在磨具內(nèi)表面(相當于鑄件 外表面)均勻噴上一層涂料；然后將內(nèi)置式階梯澆注砂芯精確安裝于下模8 上，用液壓機構(gòu)推動左右半模合模到位，形成密閉的鑄件型腔2;其中，要 使鑄液導入口 9聯(lián)通砂芯內(nèi)的主澆道11，主澆道11通過砂芯上下部對稱的 內(nèi)橫澆道12聯(lián)通鑄件型腔2;主澆道11中部通過階梯澆道5聯(lián)通砂芯前、 后兩側(cè)對稱的內(nèi)直澆道4與鑄件型腔2聯(lián)通。然后低壓鑄造加壓系統(tǒng)將帶壓(0.06-0.09MPa)的鋁鑄液從保溫爐通過升 液管由下模8的鑄液導入口9引入，經(jīng)砂芯內(nèi)置的階梯式組合澆道體系，一 部分通過主澆道11和內(nèi)橫澆道12引入鑄件型腔2的鑄件上、下法蘭內(nèi)側(cè)； 另一部分通過主澆道11 、階梯澆道5和內(nèi)直澆道4弓I入鑄件型腔2的鑄件前、 后(從圖3看是左、右)法蘭內(nèi)側(cè)鋁鑄液分上述兩部分進入金屬外模與砂 芯組成的復合鑄型中經(jīng)加壓充型、保壓結(jié)晶凝固形成鑄件；最后用液壓機構(gòu) 打開左右半模，起吊鑄件，利用鑄件轉(zhuǎn)出軌道取出。
權(quán)利要求
1. 一種大型耐壓鋁殼體的鑄造方法，其特征在于，包括下述步驟a.首先用樹脂砂在砂芯模具盒內(nèi)打置砂芯分芯，在各砂芯分芯對應鑄件熱節(jié)部位處放置冷鐵，同時在各砂芯分芯的分芯面上成型階梯式澆道體系的半圓柱凹槽，然后將各砂芯分芯沿分芯面粘合后制成可形成鑄件內(nèi)表面的內(nèi)置式階梯澆注砂芯，階梯式澆道體系包括主澆道、階梯澆道、內(nèi)橫澆道和內(nèi)直澆道；b.組裝可形成鑄件外表面的金屬外模，該金屬外模下部帶有鑄液導入口，將步驟a的內(nèi)置式階梯澆注砂芯安裝于金屬外模中，使砂芯與金屬外模之間形成密閉的鑄件型腔，并使砂芯內(nèi)的主澆道聯(lián)通鑄液導入口，其中，主澆道通過砂芯上、下部對稱的內(nèi)橫澆道聯(lián)通鑄件型腔；主澆道通過砂芯中部的階梯澆道聯(lián)通砂芯前、后兩側(cè)對稱的內(nèi)直澆道與鑄件型腔聯(lián)通；c.將低壓鋁鑄液從保溫爐通過升液管由金屬外模的鑄液導入口引入，經(jīng)砂芯內(nèi)置的階梯式澆道體系，一部分通過主澆道經(jīng)內(nèi)橫澆道引入鑄件型腔的上、下內(nèi)側(cè)；另一部分通過主澆道、經(jīng)階梯澆道到內(nèi)直澆道引入鑄件型腔前、后內(nèi)側(cè)d.對步驟c進入鑄件型腔的鋁鑄液加壓充型、并保壓使鑄液結(jié)晶凝固形成鑄件，最后打開金屬外模，取出鑄件。
2. 按照權(quán)利要求1所述的大型耐壓鋁殼體的鑄造方法，其特征在于，所 述步驟a中，在砂芯模具盒內(nèi)打置的砂芯分芯為左、右半芯，在左、右半芯 分芯面處分別成型階梯式組合澆道體系的半圓柱凹槽，將澆道成型后的左、 右半芯相對粘合成整體砂芯，從而在砂芯內(nèi)形成主澆道、階梯澆道、內(nèi)橫澆 道和內(nèi)直澆道的階梯式組合澆道體系，完成內(nèi)置式階梯澆注砂芯的制作。
3. 按照權(quán)利要求1或2所述的大型耐壓鋁殼體的鑄造方法，其特征在于， 所述步驟b中，金屬外模包括上、下模和鑄模殼，上模和鑄模殼分為左、右 半模，鑄液導入口設置在下模中間；將內(nèi)置式階梯澆注砂芯安裝于下模上， 用液壓機構(gòu)推動左、右兩半模合模到位，使砂芯與金屬外模之間形成密閉的 鑄件型腔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大型耐壓鋁殼體的鑄造方法，首先在砂芯模具盒內(nèi)打置砂芯分芯，在各砂芯分芯對應鑄件熱節(jié)部位處放置冷鐵，同時在分芯面上成型階梯式澆道體系的半圓柱凹槽，然后將各砂芯分芯粘合后制成內(nèi)置式階梯澆注砂芯；裝配帶有鑄液導入口金屬外模，將內(nèi)置式階梯澆注砂芯安裝于金屬外模中，使砂芯與金屬外模之間形成密閉的鑄件型腔，并使砂芯內(nèi)的主澆道聯(lián)通鑄液導入口；將低壓鋁鑄液從保溫爐通過升液管由金屬外模的鑄液導入口引入，經(jīng)砂芯內(nèi)置的階梯式澆道體系，分兩部分引入鑄件型腔最后對進入鑄件型腔的鋁鑄液加壓充型、并保壓使鑄液結(jié)晶凝固形成鑄件。
文檔編號B22D21/00GK101269414SQ20081001785
公開日2008年9月24日 申請日期2008年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月1日
發(fā)明者習海潮, 習紅社, 夏永喜, 楊長海, 石紅利 申請人:西安電力機械制造公司