[实用新型]用于特高压GIS开关设备大型耐压铝合金90°弯管壳体的铸造装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种铝合金铸件低压铸造装置，尤其是涉及一种应用于制造特高压GIS开关设备关键零件大型耐压铝合金铸造壳体的低压铸造工艺。

背景技术

特高压电网具有大容量、长距离和低损耗送电的特点，能大大提升我国电网的输送能力，特高压GIS开关设备是国家重点开发项目，本实用新型涉及的铝合金铸造壳体是该产品的关键零件之一，该种零件均是大型的壳体类铸件，目前制造方法多采用重力铸造工艺，采用的材料又是具有氧化和针孔倾向较大的铸造铝合金ZL101A，因而铸造工艺的难度很大，为此进行该类耐压铝合金铸造壳体先进制造技术的研究很有必要。

如图1所示，某特高压开关设备用大型耐压铝合金铸造壳体，其毛坯外形尺寸1360mm×1360mm×1204mm，且为弯管，毛坯重量400Kg，法兰厚度达68mm，壳体壁厚为30mm，且要进行水压、气压强度及气密性试验，气密性试验压力为0.65MPa，例行水压试验压力为1.3MPa，且要通过3.25MPa压力的水压破坏性试验。

该零件目前采用的铸造工艺是重力铸造，为了保证造型、起模、合箱等过程不塌箱，铸型材料选择树脂自硬砂。该工艺的浇注系统包括两个浇口YJ01、YJ02和14个冒口YM01～YM14。为了保证铝水的充填、排气与排渣，两个浇口YJ01、YJ02采用缝隙式浇注系统，但在浇注时要在两个浇口YJ01、YJ02同时浇注，操作不方便，且两个浇口的浇注速度不能保持一致，会导致铸造质量差的问题；对于该工艺而言，浇口底部必须设计过滤网，但过滤网的放置很困难；同时，该工艺芯头设计通过加大加长芯头的方式来解决弯管状芯子主芯不稳，下芯后容易偏皮的问题，但未考虑砂芯的吊装问题。对生产的铸件进行了各方面检测，主要问题是水压破坏性试验压力达不到设计要求。

本实用新型所涉及的大型耐压铝合金90°弯管铸造壳体，与图1所揭示的壳体形状极为相似，毛坯外形尺寸略小，法兰厚度为35mm，而壳体壁厚仅为12mm，壁厚减小很多，毛坯重量同步减轻为200Kg，由于壁厚太薄，铸造难度比图1所揭示的壳体更大，且要通过4MPa压力的水压破坏性试验，对该零件的铸造质量要求也更高。

因此，为了保证和提高该零件的质量，有必要提供一种更好的铸造工艺方法，所以我们考虑到了低压铸造工艺，以改善零件的铸造质量和满足特高压开关设备的综合使用要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种制造大型耐压铝合金壳体，达到提高该零件的铸造质量，保证该零件达到水压破坏性试验要求的压力。

为此本实用新型采用的技术方案是：本实用新型的弯管壳体为90°弯管结构，两端部设置法兰，包括砂芯吊装结构、芯盒；

所述砂芯吊装结构包括吊钩、和吊钩连接的埋入支架，以及连接吊钩和埋入支架的厚螺母；

所述芯盒上具有容置砂芯的容置槽和容置所述吊钩的开槽，以及连通容置槽和开槽的通孔；

所述砂芯吊装结构的埋入支架下端为十字型结构，所述十字型结构分别对砂芯的两法兰部进行定位，所述吊钩实现对砂芯两法兰之间上部正中心部进行定位；

所述砂芯的内浇道包括若干立筒，所述立筒上连接有横浇道和浇口。

所述砂芯的内浇道包括十一个立筒，其中每个法兰处分别设置三个立筒；

各法兰对应面的中部分别设有一个立筒，分别设置在壳体的充气嘴、支撑地脚处；

两法兰连接的45°中心线上设三个立筒。

所述处于充气嘴的立筒处的内浇口设计成上下分体设置的两部。

所述处于支撑地脚的立筒处的内浇口设置在两支撑地脚中间部位，并在支撑地脚的端部开设阶梯式内浇口。

所述横浇道包括一个主横浇道和八个分支横浇道，所述主横浇道和两法兰呈45°布置，八个分支横浇道对称分布于主横浇道两侧，所述浇口设置在主横浇道的中心部位。

所述吊钩下端、埋入支架的上端和厚螺母通过螺纹连接。

特高压GIS开关设备大型耐压铝合金90°弯管壳体的低压铸造工艺，按照以下步骤进行：先将埋入支架与厚螺母连接，并置于芯盒中，然后将吊钩从芯盒外侧穿入与厚螺母的另一端连接，即可开始制作砂芯；

砂芯制作完成后，取下吊钩，而埋入支架和厚螺母则留在砂芯中，打开芯盒、取出砂芯，再将吊钩装在砂芯中；

合箱时，将砂芯安放在砂型中后，取下吊钩，然后进行浇铸，并用石棉将吊钩留在砂芯上的孔洞封闭，以防止浇注时铝水进入该孔洞使厚螺母填满铝水而无法再次使用。