[发明专利]一种铝合金壳体铸件的复合铸型及其成型方法

说明书

本发明涉及一种铝合金壳体铸件的复合铸型及其成型方法，属于铝合金壳体铸件铸造技术领域，解决了现有砂型铸造方法无法满足大型复杂薄壁铝合金壳体的铸件尺寸与性能要求及金属型铸造无法清理铸件的技术问题。该复合铸型包括铸件型芯和复合金属外模；复合金属外模包括缝隙浇道型芯和金属外模；缝隙浇道型芯与金属外模之间设有具有固定作用的第一定位结构；金属外模上设有多个封闭缝隙浇道，封闭缝隙浇道沿金属外模环向方向均匀设置；缝隙浇道型芯内腔的形状构成铸件和封闭缝隙浇道的外形；缝隙浇道型芯的外侧为金属外模，铸件型芯底部设有与封闭缝隙浇道连通的横浇道和过渡浇道。本发明能够实现大型复杂薄壁铝合金壳体铸件的高精度、高强度成型。

技术领域

本发明涉及铸造成型技术领域，尤其涉及一种铝合金壳体铸件的复合铸型及其成型方法。

背景技术

在航天领域的大型、薄壁、复杂的铝合金壳体铸件(壁厚4mm～30mm，直径360mm～1000mm)，一般采用砂型低压铸造的成型工艺进行生产，砂型低压铸造能够提高铸件的致密度、力学性能。随着对铝合金壳体铸件尺寸精度和表面质量的逐渐提高，单一砂型铸型难以满足复杂型腔(复杂型面、多筋多凸台、结构大)铝合金壳体铸件的相关技术要求。

而金属型铸造生产的铸件具有尺寸精度高、表面质量好的优点，在许多中小型、大批量铝合金壳体铸件中广泛应用。但是金属型低压铸造不适合大型复杂铝合金壳体铸件，不宜开设复杂的浇注系统，尤其是缝隙式浇注系统，无法开箱和清理铸件。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种铝合金壳体铸件的复合铸型及其成型方法，用于解决现有砂型铸造方法无法满足大型复杂薄壁铝合金壳体铸件尺寸与性能要求及金属型铸造无法清理铸件的技术问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种铝合金壳体铸件的复合铸型，包括铸件型芯和复合金属外模；复合金属外模包括缝隙浇道型芯和金属外模；缝隙浇道型芯与金属外模之间设有第一定位结构，第一定位结构用于固定缝隙浇道型芯与金属外模；金属外模包括封闭缝隙浇道，封闭缝隙浇道沿金属外模环向方向均匀设置；缝隙浇道型芯内腔的形状构成铸件和封闭缝隙浇道的外形；缝隙浇道型芯的外侧为金属外模，铸件型芯底部设有横浇道和过渡浇道，横浇道和过渡浇道均与封闭缝隙浇道连通。

在一种可能的设计中，金属外模至少包括第一金属外模分块和第二金属外模分块，第一金属外模分块和第二金属外模分块的分界面为金属外模分模面，金属外模分模面为对立的两个封闭缝隙浇道的竖直中分面。

在一种可能的设计中，第一定位结构包括定位凹槽和定位凸块，定位凹槽设于金属外模顶端，定位凸块设于铸件型芯顶端，定位凸块能够嵌入定位凹槽内；

缝隙浇道型芯的上端厚度大于下端厚度；金属外模的上端厚度小于下端厚度。

在一种可能的设计中，铸件型芯由铸件型芯模具制作而成，铸件型芯模具包括第二定位结构，第二定位结构用于固定铸件型芯与复合金属外模。

在一种可能的设计中，第二定位结构包括第二定位凹槽和第二导向结构，第二定位凹槽设于铸件型芯上，第二导向结构设于金属外模底部，第二导向结构通过嵌入第二定位凹槽内实现金属外模与铸件型芯固定连接。

在一种可能的设计中，金属外模的材质为45#钢。

在一种可能的设计中，铸件型芯采用自硬树脂砂制成。

另一方面，本发明还提供了一种铝合金壳体铸件的复合铸型成型方法，用于制备上述的复合铸型；该复合铸型方法包括以下步骤：

步骤1、根据铸件内腔结构和铸造工艺方案设计铸件型芯模具，利用铸件型芯模具制作铸件型芯，铸件型芯外形形成铸件内形；

步骤2、制作缝隙浇道型芯和金属外模分块，缝隙浇道型芯与金属外模之间通过第一定位结构固定连接；