[发明专利]一种消失模冷冻砂型负压铸造轻合金铸件的成形方法

说明书

一种消失模冷冻砂型负压铸造轻合金铸件的成形方法，本发明属于铸造领域。解决现有消失模铸造存在铸件晶粒粗大的问题，解决现有冷冻砂型铸造中或存在冷冻砂型造型拔模困难的问题，或存在无法成形复杂铸件的问题。方法：一、制备模样；二、型砂制备；三、造型；四、低温冷冻；五、轻合金熔炼；六、负压浇注；七、清砂。本发明用于消失模冷冻砂型负压铸造轻合金铸件的成形。

技术领域

本发明属于铸造领域。

背景技术

冷冻砂型绿色制造工艺是采用水作为粘接剂，各种砂型颗粒作为耐火骨料的一种新型铸型工艺，低温环境下通过水冻结制备冷冻砂坯。但传统冷冻砂型制造工艺采用亚克力塑料模具造型，冷冻砂型需待冰晶粘接桥形成后方可拔模，形成一定数量的冰晶粘接桥需要冷冻足够的时间。若是冷冻时间过长，亚克力塑料模具会与冷冻砂型接触的部分冻结在一起，在拔模过程中对已成形的砂型表面造成损害。

基于切削冷冻砂型的数字化无模铸造成形技术可实现冷冻砂型的快速成形，但由于数字化无模铸造成形机刀具切削角度固定，对于一些复杂铸件的切削，当铸件内壁与平面所成夹角较小时，刀具难以进入内腔切削成形复杂型腔，同时在切削过程中，飞溅的砂屑会落到型腔内部难以处理，浇注过程中大块的砂屑会随着熔融的金属液一起冲入铸件中，从而导致铸件的表面质量及力学性能都受到了一定的影响。因此弥补无模铸造冷冻砂型成形复杂铸件效果的问题，保证复杂铸件的精确成形是当前工艺亟需考虑的一个重大问题。

消失模铸造(又称实型铸造)是将与铸件尺寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘结组合成模型簇，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。由于熔融金属随着温度降低由液态冷却至固态的过程中，伴随着形核—长大—结晶，这一过程释放出大量的结晶潜热，金属凝固曲线将会出现一段平台区。而在消失模铸造过程中，EPS模样燃烧会释放大量的热从而使金属冷却缓慢，冷却速率过小使得晶粒停留在长大的时间较长，凝固过程结束后较大尺寸晶粒占总晶粒比例较大，最终形成的铸件晶粒粗大。

发明内容

本发明要解决现有消失模铸造存在铸件晶粒粗大的问题，解决现有冷冻砂型铸造中或存在冷冻砂型造型拔模困难的问题，或存在无法成形复杂铸件的问题，而提一种消失模冷冻砂型负压铸造轻合金铸件的成形方法。

一种消失模冷冻砂型负压铸造轻合金铸件的成形方法，它是按以下步骤进行：

一、制备模样：

利用聚苯乙烯塑料制备EPS模样；

二、型砂制备：

将纯水与原砂混合均匀，制得型砂；

三、造型：

将EPS模样放入砂箱中，填入型砂，夯实型砂造型并设置浇道、浇冒口及出气口，得到砂型；

四、低温冷冻：

将砂型进行冷冻，得到冷冻砂型；

五、轻合金熔炼：

将轻合金熔炼至液态，且熔炼过程中进行除气处理，得到液态轻合金；

六、负压浇注：

在低温下，将冷冻砂型抽负压并将液态轻合金进行浇注，得到铸件；

七、清砂：

待铸件冷却后，打开砂箱，取出浇注完成的铸件并利用冷水进行冲洗，即完成消失模冷冻砂型负压铸造轻合金铸件的成形方法。

本发明的有益效果是：