[发明专利]一种具有高性能的铝合金铸造用复合铸型

说明书

本发明公开了一种高性能铝合金铸造用复合铸型，其特征在于：包括覆砂金属外模与高导热砂芯，所述覆砂金属外模与高导热砂芯围合成型腔，在所述覆砂金属外模上还设置有与型腔相通的浇道，所述浇道包括远型腔端的直浇道和近型腔端的缝隙浇口，在所述浇道壁与型腔外壁上设置有覆砂层，在所述浇道壁上的覆砂层外还设置有保温涂层。本发明能有效解决铸件的缩孔、疏松等缺陷。

技术领域

本发明涉及一种高性能铝合金铸造用复合铸型及其制备方法，属于铝合金精密铸造领域。

背景技术

随着轻量化的推进，高性能铝合金铸件做为关键结构的承重件，在航空航天、兵器、船舶等领域的应用日益广泛。Al-Cu合金结晶温度范围宽（100℃左右），流动性差，热裂倾向大，不易实现顺序凝固，铸件内部易出现缩孔、疏松等质量问题。具有糊状凝固特性Al-Cu合金，冒口有效补缩距离短，铸件中下部的补缩效果差，凝固组织不致密，合金凝固时α固溶体过度生长，θ(Al₂Cu）、T(Al₁₂Mn₂Cu)等强化相偏聚在晶界处，导致铸件晶粒粗大、性能低下，因此，要解决Al-Cu合金铸件的上述问题，必须建立合理的温度场，保证铸件顺序凝固。

目前，国内针对Al-Cu合金铸件缩孔、疏松严重等问题也展开了相关研究，主要集中在铸型水冷、空冷、局部加热等温度调控方式方面，并取得了一定的效果，但对铸件的凝固缺陷调控作用有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过能够实现顺序凝固的高性能铝合金铸造用铸型。

为了实现上述目的，本发明是这样实现的：一种高性能铝合金铸造用铸型，其特征在于：包括覆砂金属外模与高导热砂芯，所述覆砂金属外模与高导热砂芯围合成型腔，在所述覆砂金属外模上还设置有与型腔相通的浇道，所述浇道包括远型腔端的直浇道和近型腔端的缝隙浇口，在所述浇道壁与型腔外壁上设置有覆砂层，在所述浇道壁上的覆砂层外还设置有保温涂层。

所述高导热砂芯为中空结构，孔径为Φ150~Φ350mm。

所述保温涂层由硅石粉35~40wt%，锆英粉25~30wt%，石墨粉10~15wt%，酚醛树脂5~8wt%，无水乙醇25~30wt%配制而成。

所述高导热砂芯由30目~50目的石灰石砂40~45wt%，70目~80目的碳质砂35~40wt%，40目~60目的铁粉25~30wt%，低糠醇树脂粘接剂0.6%~1.0%，对甲苯磺酸固化剂0.8%~1.2%配制而成。

所述高导热砂芯由50目~60目的硅砂85~90wt%，酚醛树脂2~3wt%，固化剂10~12wt%，润滑剂6~9wt%，溃散剂0.2~0.5 wt%，短波纤维0.1~0.3wt%配制而成。

一种覆砂金属外模的制备方法，按以下步骤制备而成：

（1）将金属外模具烘烤到40~50℃，

（2）采用射砂机在内表面上制备均匀的覆砂层，厚度5~20mm，

（3）采用搅拌法配制均匀的保温涂料，通过喷涂的方式在直浇道及缝隙浇口制备2~5mm的保温涂层。

一种高导热砂芯的制备方法，按以下步骤制备而成，

（1）先将低糠醇树脂和对甲苯磺酸通过搅拌机混合均匀备用，

（2）按比例向步骤（1）中的混合料加入石灰石砂、碳质砂和铁粉，然后边搅拌，边按比例加入固化剂和粘接剂，搅拌均匀后，

（3）将步骤（2）中的混合粉料置于砂芯模具中，自然硬化2h~3h。

有益效果：