[发明专利]补缩装置和系统及高压造型方法

说明书

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，特别是指一种补缩装置和系统及使用该补缩装置和系统的高压造型方法。

背景技术

铸造过程中，绝大多数熔化的金属液体，在冷却和凝固过程中体积都会减少，称为收缩。如果不对这种现象采取措施，凝固后的金属铸件内部就会产生缩孔、缩松缺陷。为了防止铸造缺陷，必须保证在铸件凝固过程中有可以补充的金属液，用以填补由于液体体积收缩在铸件内部中形成的空腔。这一工艺方法称作“对铸件进行补缩”，而提供补缩金属液的蓄液腔就称为冒口。铸件落砂后，需要将冒口从铸件上去除，为便于将冒口去除，可采用在冒口口部设置易割片，通过易割片来减少冒口与铸件的接触面积，同时在两者之间形成缩颈结构，在去除冒口时应力集中于易割口部位，以便于去除冒口。

高压造型生产线始于上世纪六十年代，是一种高效的造型方法。它是由高压型板的推进，将潮模砂(又称湿型砂)制成砂型的制造方法。该方法具有生产效率高、造型质量好的优点，而且所得铸件的表面光洁度好，精确度高。然而，高压造型生产线对补缩工艺的冒口提出了特殊要求，砂型内的冒口在成型时，必须能承受高压型板挤压潮模砂的造型压力。同时，为了便于浇注后铸件的冒口切割和减少发热冒口形成的热节对铸件组织的影响，一般在冒口与铸件接触的底部设置易割片。

目前，冒口用易割片常见的为圆台状易割片和金属材质易割片。

圆台状易割片11，如图1所示，其上设有易割口13，易割片11的材质有覆膜砂、铬铁矿砂、陶瓷材质或同冒口12材质。该种易割片在使用过程中存在的问题是：在高压造型过程中，易割片对冒口所受压力基本无缓冲作用，冒口自身仍需承受高压型板挤压潮模砂的造型压力，冒口易损坏，且增加了冒口制作的成本；易割片易破裂或破碎，从而造成后续起模不良，同时易割片产生的沙粒易落入型腔，若清理不干净，会造成铸件出现砂眼和气孔的缺陷。

一种金属材质易割片21，如图2所示，该种易割片上部为圆柱形，下部为圆锥形。上部起安装时定位和导向作用，下部主要起缩小冒口颈以便于去除冒口22的作用。使用时，易割片上部圆柱部位插入冒口腔中，在冒口的内壁上靠近上端的部位设有沿圆周均布的数条砂肋(未示出)。砂肋的作用是固定易割片和实现易割片沿其轴向方向的定位。

该种易割片在使用过程中存在的问题是：

(1)在高压造型过程中，易割片与冒口通过摩擦产生相对位移达到减轻冒口所受压力的作用，起到了缓冲作用，较好的保护了冒口，然而在这一过程中，冒口的砂肋会产生破损，破损掉的砂粒会进入型腔，若未及时清理干净，会造成铸件出现砂眼和气孔的缺陷，导致铸件报废。

(2)该易割片对冒口的尺寸要求较高，而砂肋的存在也使冒口形状变得复杂，从而影响冒口的生产效率和成品率。

(3)冒口的内腔设有拔模斜度，而易割片上端为圆柱状，两者插装配合的同轴度差，因此当高压型板挤压砂型时，冒口易发生倾斜，而导致在铸造时，出现补缩不良。另外，由于冒口发生倾斜，致使插装在冒口内的定位杆亦倾斜或弯曲，而导致起模不良。

另一种金属材质易割片31，如图3所示，由上下连接的圆柱管部分311和圆锥管部分312构成，圆柱管部分311的上端设有沿圆周方向布置的数个开口313。使用时，圆柱管部分发生弹性变形，向中心收拢，使两者之间形成楔型配合结构。该种结构的易割片同样通过摩擦作用减轻了冒口所受压力，起到了缓冲作用，较好的保护了冒口，并且不需要在冒口的内腔壁上设有砂肋。该种易割片在使用过程中存在的问题是：该种易割片缓解了图2所示易割片的磨损掉砂问题，但由于易割片与冒口仍为过盈配合，并不能完全避免该问题，同时图2所示易割片的其它问题也并未解决。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种既能对冒口起到缓冲保护作用，又能避免易割片与冒口接触摩擦产生掉砂、冒口易倾斜问题的补缩装置和系统及高压造型方法。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一方面，提供一种补缩装置，包括用于与冒口连接的定位元件和与所述定位元件连接的易割元件，其中：

所述定位元件为中部有透孔的圆盘状，所述定位元件的中部在所述透孔处有向上延伸的凸台；

所述易割元件为筒形，所述易割元件的上部为柱形，所述易割元件的下部为锥形，所述易割元件的上部过盈配合设置在所述定位元件的凸台中；

所述定位元件和易割元件均为金属材质。

进一步的，所述定位元件中部的透孔为圆形透孔，所述易割元件的上部为圆柱形，所述易割元件的下部为圆锥形。