[发明专利]上端面封闭铸件的铸造冒口结构及其构筑方法有效

专利信息
申请号: 201711197989.X 申请日: 2017-11-25
公开(公告)号: CN107661972B 公开(公告)日: 2023-02-28
发明(设计)人: 付志军;任广笑;陈波;王鹏飞 申请(专利权)人: 山西江淮重工有限责任公司
主分类号: B22D18/04 分类号: B22D18/04;B22C9/08
代理公司: 山西华炬律师事务所 14106 代理人: 陈奇
地址: 048026 山*** 国省代码: 山西;14
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摘要:
搜索关键词: 端面 封闭 铸件 铸造 冒口 结构 及其 构筑 方法
【说明书】:

发明公开了一种上端面封闭铸件的铸造冒口结构及其构筑方法,解决了上端面封闭铸件的铝合金低差压铸造成型的冒口结构不合理导致无法满足铸件的内部组织指标和表面指标达不到要求的技术问题。包括横浇道(1)、直浇道(2)和侧壁缝隙浇道(3),在两侧壁缝隙浇道(3)之间设置有缝隙浇道式冒口(4),缝隙浇道式冒口由下方的缝隙浇道缝口(5)和上方的金属液存储区(6)组成,金属液存储区(6)通过缝隙浇道缝口与侧壁缝隙浇道(3)连通在一起。在两缝隙浇道式冒口(4)之间设置有冷铁(7)。本发明是把缝隙浇道与冒口的功能结合为一体,解决了上端面封口结构件在采用差、低压铸造过程存在的缺陷,结构件铸造合格率提高到95%以上。

技术领域

本发明涉及一种铝合金低差压铸造,特别涉及一种上端面封闭铸件的铝合金低差压铸造成型的冒口结构及构筑方法。

背景技术

在铝合金低、差压铸造成型过程中,有一些被铸造的结构件上端面是封闭的,并且封闭的上端面的面积较大,上端面还是属于重要的承力部位,各项铸造技术指标要求较高,要求铸造成型后,内部组织不允许存在缩孔、缩松、气孔、分散疏松、针孔、晶粒粗大和偏析等铸造缺陷,其中力学性能要求:σb≥300MPa,σ0.2≥260MPa,δ5≥5%,强度离散值≤8%,延伸率离散值≤30%;表面质量要求:阳极氧化后内、外表面不允许出现黑斑(针状、线状、色差)缺陷。对于这种指标要求较高的结构铸件,通常是采用差、低压铸造成型方法进行成型的,具体铸造结构为:在铸件的侧壁排布若干数量的缝隙浇道,在上端面内部,即砂芯表面,放置冷铁,在上端面外部设置一定数量的块状冒口。但铸造成型后,通过对结构件本体力学性能检测有65%左右数值不能满足上述设计要求;铸件经“X”光探伤后,大平面局部存在分散疏松现象;铸件阳极氧化后表面存在团状黑斑、针状黑点、色差铸造缺陷。分析原因,由于被铸造的结构件的上端面是封闭形状,在铸造成型过程中,仅依靠铸件侧壁的缝隙浇道及块状冒口不能促进凝固时大平面部位的温度场达到均匀状态,会造成铸件表层产生元素富集,区域密度发生变化,严重时铸件内部会产生分散疏松影响到表面质量与力学性能。另外,大平面凝固时温度场梯度变化较大,凝固速度相差悬殊,会产生严重过热现象,铸件内部出现分散疏松,严重时会出现缩松、缩孔等铸造缺陷,影响到上端面力学性能值。分析认为缝隙浇道排布特别是冒口结构,会影响到铝合金液体的流动性,是产生疏松(含显微疏松)、冷、热裂纹、偏析等铸造缺陷的主要因素,以及容易造成结构件应力集中,严重恶化结构件的力学性能。

发明内容

本发明提供了一种上端面封闭铸件的铸造冒口结构及其构筑方法,解决了在上端面封闭铸件的铝合金低差压铸造成型过程中,冒口结构不合理容易造成结构件应力集中的技术问题。

与其它铸造成型工艺相比,采用低、差压铸造成型工艺所生产的铝合金结构件的力学性能、内部组织值较优,但采用该工艺成型端面较大,且上封口是封闭的结构铸件时,由于差压铸造工艺的特点,对铸件上端平面不能进行有效的补缩,结构件内部会出现缩松、缩孔、分散状疏松、组织粗大、元素偏析和力学性能弥撒值较大的缺陷,本发明设计一种缝隙浇道式冒口,将压力作用下经缝隙浇道升上来的铝合金液体存储起来,并均匀地补缩到铸件的上端面上,克服了上端面封口结构件在铸造过程不能进行有效的补缩的缺陷,特别是解决了其力学性能、表面硬度不均匀以及表面出现的针状、线状、团状色差不一致的缺陷。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的:

一种上端面封闭铸件的铸造冒口结构,包括横浇道、直浇道和侧壁缝隙浇道,在两侧壁缝隙浇道之间设置有缝隙浇道式冒口,缝隙浇道式冒口由下方的缝隙浇道缝口和上方的金属液存储区组成,金属液存储区与侧壁缝隙浇道连通在一起。

在两缝隙浇道式冒口之间设置有冷铁;缝隙浇道式冒口在铸件上端面上的排布的间距是160-190毫米,金属液存储区厚度是铸件上端面厚度的4-5倍,缝隙浇道式冒口舌的宽度是铸件上端面厚度的0.8-1.2倍,两缝隙浇道式冒口之间放置的冷铁的侧面与侧壁缝隙浇道的距离是30-40毫米。

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