一种薄壁铝合金铸件的熔模铸造浇注方法
【专利摘要】本发明公开了一种薄壁铝合金铸件的熔模铸造浇注方法，该方法是在浇注铸件前，先将模壳加热至较高的温度（700±50℃），这样便降低了合金液的冷却速度，保证合金液能够完整地充满模壳型腔，获得外形合格的铸件；其次，将浇注好的铸件从模壳取出后，立即放到冷却支架上强制快速冷却，这样能够消除铸件的针孔和缩松缺陷。
【专利说明】一种薄壁铝合金铸件的熔模铸造浇注方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种壁厚(或局部壁厚)小于1.5mm的薄壁铝合金铸件熔模铸造的浇注工艺，属于熔模铸造领域。
【背景技术】
[0002]目前，对铝合金零件进行精密铸造时，以获得外形尺寸完整、内部组织结晶优良、机械性能良好的铸件为目的。按照现有的铸造工艺，一般是在铝合金经熔化、除气、精炼后，将温度为710?740°C的铝合金液体浇注进入温度为100?300°C的模壳中，然后放置在空气中冷却待铸件凝固成型。然而，对于壁厚(或局部壁厚)小于1.5毫米的薄壁铸件，采用100?300°C的模壳浇注温度进行精密铸造时，薄壁部位大部分存在“浇不足(棱角不清)”的缺陷，导致产品质量无法保证，废品率较高。因而急需找到一种生产壁厚(或局部壁厚)小于1.5毫米的薄壁铝合金铸件熔模铸造的浇注工艺方法，保证生产出外形棱角清晰完整、尺寸符合HB6103要求的铸件。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于，提供一种薄壁铝合金铸件的熔模铸造浇注方法，该方法能够保证在浇注过程中合金液完整地充满型腔的各个部位，不出现“浇不足”缺陷，并且铸件也不产生针孔、缩松等缺陷，因此采用本发明的工艺方法能够有效地解决熔模铸造生产薄壁铝合金铸件存在的产品质量问题。
[0004]本发明的技术方案:一种薄壁铝合金铸件的熔模铸造浇注方法，包括以下步骤: 步骤一、首先在注蜡管温度为50?56°C下压制蜡模，蜡模取出后立即放到专用的定型工装内冷却，防止蜡模变形；
步骤二、将蜡模进行组焊；
步骤三、将组焊好的模组在温度为24±2°C、湿度为40?70%的环境中进行制壳(粘浆、覆砂)和干燥；
步骤四、将模组脱蜡制得模壳，模组脱蜡时采用蒸气脱蜡，脱蜡蒸气压力为0.55?
0.75MPa,时间8?12分钟；
步骤五、在铝合金经熔化、除气、精炼后，将铝合金液的温度调整至710?740°C的浇注温度，同时将模壳从温度为750°C的模壳加热炉中取出放置到专用的浇注支架上，然后使用专用浇包从熔炼炉中舀取铝合金液体，并立即浇入温度为700±50°C的模壳中；
步骤六、将浇注好的铸件连同模壳一起从浇注支架立即移放至冷却支架上，并采用压缩空气强制快速冷却5分钟以上，然后将凝固结束的铸件转移至铸件摆放区空冷至室温。
[0005]上述方法中，进行蜡模组焊时，蜡模在四周均匀焊上四根加强筋，防止蜡模变形。
[0006]上述方法中，进行步骤四所述的蒸气脱蜡时，脱蜡蒸气压力必须在14秒内达到最低脱蜡压力0.55MPa。
[0007]由于米用上述技术方案，本发明的优点在于:本发明在烧注铸件前，先将模壳加热至较高的温度(700±50°C)，这样便提高了铝合金液的流动性，降低了合金液的冷却速度，保证合金液能够完整地充满模壳型腔，获得外形合格的铸件；其次，本发明将浇注好的铸件连同模壳一起采用压缩空气进行强制快速冷却，这样能够消除铸件的针孔和缩松缺陷。因此，采用本发明的熔模铸造浇注工艺方法生产壁厚(或局部壁厚)小于1.5mm的薄壁铝合金铸件，其尺寸满足HB6103的要求，其表面质量、化学成分及力学性能指标均能满足HB962和HB963的要求，合格率可达90%以上。
【具体实施方式】
[0008]为了使本发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面以圆盘形叶轮的熔模铸造为例，对本发明作进一步的详细说明。
实施例
[0009]圆盘形叶轮的铸件材料为:ZL101。
[0010]圆盘形叶轮熔模铸造主要包括以下步骤:
1、模壳的制造:
模壳的制造按以下步骤进行:
步骤一、首先在注蜡管温度为50?56°C下压制蜡模，蜡模取出后立即放到专用的定型工装内冷却，防止蜡模变形；
步骤二、将蜡模进行组焊；
步骤三、将组焊好的模组在温度为24±2°C、湿度为40?70%的环境中进行制壳(粘浆、覆砂)和干燥；
步骤四、将模组脱蜡制得模壳，模组脱蜡时采用蒸气脱蜡，脱蜡蒸气压力为0.55?
0.75MPa，时间8?12分钟。
[0011]2、模壳焙烧:
模壳焙烧温度为1050?1150°C，保温时间至少30分钟，然后将模壳转移至温度为750 0C的模壳加热炉中保温待用。
[0012]3、浇注铸件:
(I)合金熔炼:
①原材料要求:原材料应符合相关标准规定，表面应干燥、干净(无油污和水分)。
[0013]②合金熔化:合金熔化在中频炉内进行，熔化温度700?740 V ；
③合金精炼:
a、合金精炼在井式电炉中进行，精炼温度为720?750°C；
b、精炼剂为六氯乙烷，精炼剂用量0.7?0.9% ；
C、精炼剂采用钟罩压入，精炼时间为8?15分钟；
d、精炼后，静置6?10分钟，扒渣。
[0014]e、静置结束进行炉前镜面检查，镜面不得有明显的气体析出痕迹。
[0015]④合金变质处理:
a、变质处理温度:720?750°C；
b、变质剂为三元钠盐变质剂，用量1.2?2.0% ； C、变质剂均匀撒在合金液面上，保持10?12分钟，在此过程中应不断将变质剂硬壳打碎；
d、然后用钟罩将变质剂压入合金液下150?200mm深，在5分钟内反复压入I?2次；
e、静置3?5分钟后除洛。
[0016](2)浇注铸件:
①浇注铸件工艺参数:模壳温度650?750°C，合金液温度:730±10°C。
[0017]②浇注过程:
a、用钳子从焙烧炉内将模壳夹持至熔炼炉旁；
b、用预热好的浇包从电炉坩锅中S取一定量的合金液；
C、将模壳倾斜60°，同时浇包靠近浇口杯(小于50_高)，平稳地、不间断地进行浇注，模壳型腔浇注至三分之二体积时，应使模壳从倾斜60°的位置调整至竖直方向，直至模壳烧满为止；
d、将浇注好的铸件连同模壳一起从浇注支架立即移放至冷却支架上，并采用压缩空气强制快速冷却5分钟以上，然后转移至铸件摆放区空冷至室温。
[0018]按以上工艺方法生产的铸件，铸件外形形状完整、无欠铸、缺角等铸造缺陷，其质量完全能满足HB6103、HB962及HB963的要求。
[0019]以上所述是本发明的较佳实例，任何未脱离本发明的技术方案内容，依据本发明的技术方案所作的任何简单修改，等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种薄壁铝合金铸件的熔模铸造浇注方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤一、首先在注蜡管温度为50?56°C下压制蜡模，蜡模取出后立即放到专用的定型工装内冷却，防止蜡模变形； 步骤二、将蜡模进行组焊； 步骤三、将组焊好的模组在温度为24±2°C、湿度为40?70%的环境中进行制壳(粘浆、覆砂)和干燥； 步骤四、将模组脱蜡制得模壳，模组脱蜡时采用蒸气脱蜡，脱蜡蒸气压力为0.55?0.75MPa,时间8?12分钟； 步骤五、在铝合金经熔化、除气、精炼后，将铝合金液的温度调整至710?740°C的浇注温度，同时将模壳从温度为750°C的模壳加热炉中取出放置到专用的浇注支架上，然后使用专用浇包从熔炼炉中舀取铝合金液体，并立即浇入温度为700±50°C的模壳中； 步骤六、将浇注好的铸件连同模壳一起从浇注支架立即移放至冷却支架上，并采用压缩空气强制快速冷却5分钟以上，然后将凝固结束的铸件转移至铸件摆放区空冷至室温。
2.根据权利要求1所述的薄壁铝合金铸件的熔模铸造浇注方法，其特征在于:蜡模组焊时，蜡模在四周均匀焊上四根加强筋，防止蜡模变形。
3.根据权利要求1所述的薄壁铝合金铸件的熔模铸造浇注方法，其特征在于:进行步骤四所述的蒸气脱蜡时，脱蜡蒸气压力必须在14秒内达到最低脱蜡压力0.55MPa。
【文档编号】B22D27/04GK104493090SQ201410755329
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月11日 优先权日:2014年12月11日
【发明者】冉普 申请人:贵州红林机械有限公司