技术领域：
：本发明涉及精密铸造和材料制备
技术领域：
，具体为一种适用于大模组铸造的浇注系统及其制备方法。
背景技术：
：：大模组精密铸造是一种高效率、低成本的铸造方法。传统的方法是采用小模组铸造技术。小模组具有浇注系统结构简单、容易操作等优势，但存在件数少、成本高等缺点。大模组铸造会导致疏松、夹渣、欠铸、气泡等冶金缺陷形成几率的增加。浇注系统是将金属液导入铸型的通道，它由浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道四部分组成，简单铸件一般只有直浇道和内浇道两部分，大型铸件或结构较复杂的铸件才增设浇口杯和横浇道。浇注系统是控制大模组铸造的冶金缺陷的主要方式，合理设计浇注系统是降低冶金缺陷的关键，是提高大模组铸造的零件合格率的关键。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种适用于大模组铸造的多功能浇注系统及其制备方法，该浇注系统具有挡渣、补缩、除气、稳流等作用。适用于所有金属材料的大模组铸造过程。本发明的技术方案如下：一种适用于大模组铸造的浇注系统，包括浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道四部分，所述内浇道、横浇道与直浇道的横截面积比例为1∶(1.1-1.3)∶(1.5-2.0)；该浇注系统各部分设计如下：浇口杯：设于直浇道顶部，用以承接并导入熔融金属；直浇道：为垂直通道，将熔融金属导入横浇道；横浇道：为水平通道，用以分配金属液进入内浇道；所述横浇道为若干个，沿直浇道轴向呈三层排布；由直浇道的顶端到底端依次为第一层横浇道、第二层横浇道和第三层横浇道；每一层的横浇道为六个，环绕直浇道呈放射状排布，相邻横浇道之间夹角为60°，横浇道的长度为200-400cm。内浇道：所述内浇道为若干个，设于横浇道上，并直接与铸型型腔相连，用以引导金属液进入型腔。所述内浇道为长方体结构，内浇道与铸件的连接端为楔形结构，该楔形结构的粗端截面长度为20-40cm、宽度为10-20cm；该楔形结构的细端截面长度为10-30cm、宽度为8-10cm，具有漏斗过滤作用。所述横浇道的管道设计成阶梯状，优选为两个阶梯，具有挡渣滤气作用。所述直浇道上设计2-5处变截面结构；直浇道的底端设有圆形的直浇道窝，其直径为直浇道截面直径的1.2-1.4倍，起到防止湍流和飞溅的作用。所述适用于大模组铸造的多功能浇注系统的制备方法，包括如下步骤：(1)按所需要规格压制各种浇道蜡模；(2)将浇口杯组合到第一层横浇道上，再依次组合第二层横浇道和第三层横浇道；(3)将内浇道口组焊在各横浇道的相应位置后，在直浇道上修焊出2-5处变截面区，最后在直浇道下端组焊上直浇道窝；(4)各浇道蜡模组合成浇注系统后，放置12h后，将零件蜡模组焊在内浇道上；(5)组合后的蜡模放置一定时间后，进行制壳和浇注。该浇注系统为封闭式，适用于长度在60mm以下的小型零件，适用于所有金属材料的大模组铸造过程。本发明的优点及有益效果是：1、本发明通过浇注系统控制合金液的流动状态，使其以较快的速度稳定流动到型壳中，来实现其充型完全、阻挡夹渣、过滤气泡、有效补缩的功能。2.本发明为适用于大模组铸造的多功能浇注系统，解决了大模组铸造过程中冶金缺陷的问题。3.本发明浇注系统，一次性整组份整台份生产，提高了铸件质量和性能的稳定性和一致性，具有长远的应用前景。4.本发明浇注系统结构显著缩短制造周期，降低成本，具有较高的经济效益。附图说明：图1为本发明浇注系统结构示意图。图2为内浇道的结构；其中(b)为(a)的俯视图。图3为横浇道的结构和尺寸。图4为横浇道组合图。图5为直浇道与浇口杯组合图。图6为稳流窝的结构和尺寸。图7为浇注系统制备流程。图8为浇注系统各部分蜡型的结构与形貌，其中：(a)浇口杯和第一层横浇道组合图；(b)直浇道和横浇道组合图；(c)组合后浇注系统形貌。图中：1-浇口杯；2-直浇道；201-变截面结构；202-直浇道窝；3-横浇道；4-内浇道。具体实施方式：以下结合附图详述本发明。本发明为适用于大模组铸造的浇注系统，浇注系统为封闭式，适用于长度在60mm以下的小型零件。如图1所示，该浇注系统包括浇口杯1、直浇道2、横浇道3和内浇道4四部分，所述内浇道、横浇道与直浇道的横截面积比例为1∶(1.1-1.3)∶(1.5-2.0；该浇注系统各部分设计如下：浇口杯：设于直浇道顶部，用以承接并导入熔融金属；直浇道：为垂直通道，将熔融金属导入横浇道；所述直浇道上设计2-5处变截面结构201；直浇道的底端设有圆形的直浇道窝202，其直径为直浇道截面直径的1.2-1.4倍，起到防止湍流和飞溅的作用。横浇道：为水平通道，用以分配金属液进入内浇道；所述横浇道为若干个，沿直浇道轴向呈三层排布；由直浇道的顶端到底端依次为第一层横浇道、第二层横浇道和第三层横浇道；每一层的横浇道为六个，环绕直浇道呈放射状排布，相邻横浇道之间夹角为60°，横浇道的长度为200-400cm。所述横浇道的管道设计成阶梯状，优选为两个阶梯，具有挡渣滤气作用。内浇道：所述内浇道为若干个，设于横浇道上，并直接与铸型型腔相连，用以引导金属液进入型腔。所述内浇道为长方体结构，内浇道与铸件的连接端为楔形结构，该楔形结构的粗端截面长度为20-40cm、宽度为10-20cm；该楔形结构的细端截面长度为10-30cm、宽度为8-10cm，具有漏斗过滤作用，如图2(a)-(b)和表1所示，具有漏斗过滤作用。表1内浇道楔形结构尺寸a120-40b110-30l110-20l28-10数量50-100本发明浇注系统的制备过程为：按照设计形状和尺寸，设计并制作模具。在模具中压制浇道蜡模，制备内浇道、横浇道、直浇道及浇口杯，并按照图1中的形状将它们组合在一起，放置12h后，组焊上零件蜡模，然后制壳。最后，在特定的铸造工艺下将合金液浇注到型壳中。实施例1：本实施例中，浇注系统的结构和各部分尺寸如图1-6及表2所示，浇道系统尺寸见表2。其中：内浇道为小长方体，内浇道与铸件连接的一端为楔形，形状、尺寸见图2。横浇道的管道设计成两级阶梯型，各横浇道呈放射状绕直浇道分布，相邻分支之间角度为60°，横浇道形状、尺寸见图3-4。直浇道上设计2处变截面，直浇道底端设有用于稳流的圆形直浇道窝，形状、尺寸见图5-6。表2实施例1-3浇注系统尺寸a1b1l1l2l3数量实施例14030201040072实施例2201010828054实施例3302015835054本实施例浇注系统的制备流程如图7所示。首先，压制各种浇道蜡模，然后按图2-6检验尺寸，按图1组合：(1)将浇口杯组合到第一层横浇道上，如图8(a)所示。(2)在直浇道上依次组合第二层横浇道和三层横浇道，如图8(b)所示。(3)将内浇口组焊在横浇道的相应位置，修焊出2处变截面区，在下端组焊上直浇道窝(稳流窝)，如图8(c)所示。冷却16h后，将零件蜡模组焊在内浇道上。组合后的蜡模放置一定时间后，进行制壳和浇注。浇注后的叶片经检验外型完整，疏松、夹渣、气泡等冶金缺陷在控制范围内，因冶金缺陷导致报废的叶片为9％。实施例2：本实施例中，浇注系统制备流程如图7所示。浇道尺寸见表2。首先，压制各种浇道蜡模，然后按图2-6检验尺寸，按图1组合：(1)将浇口杯组合到第一层横浇道上。(2)在直浇道上依次组合第二层横浇道和第三层横浇道。(2)将内浇口组焊在横浇道的相应位置，修焊出2处变截面区，在下端组焊上直浇道窝(稳流窝)。冷却12h，将零件蜡模组焊在内浇道上。组合后的蜡模放置一定时间后，进行制壳和浇注。浇注后的叶片经检验充型完整，疏松、夹渣、气泡等冶金缺陷在控制范围内，因冶金缺陷导致报废的叶片为13％。实施例3：本实施例中，浇注系统制备流程如图7所示。浇道尺寸见表2。首先，压制各种浇道蜡模，然后按图2-6检验尺寸，按图1组合：(1)将浇口杯组合到第一层横浇道上。(2)在直浇道上依次组合第二层横浇道和第三层横浇道。(2)将内浇口组焊在横浇道的相应位置上，修焊出2处变截面区，在下端组焊上直浇道窝(稳流窝)。冷却12h，将零件蜡模组焊在内浇道上。组合后的蜡模放置一定时间后，进行制壳和浇注。浇注后的叶片经检验充型完整，疏松、夹渣、气泡等冶金缺陷在控制范围内，因冶金缺陷导致报废的叶片为7％。实施例1-3结果表明，本发明适用于大模组铸造的多功能浇注系统及其制备方法：设计模具，并制作。在模具中压制浇道蜡模，制备内浇道、横浇道、直浇道及浇口杯，并将它们组合在一起，放置一定时间后，组焊上零件蜡模，然后制壳。最后，在特定的铸造工艺下将合金液浇注到型壳中。本发明一次性整组份整台份生产铸件，不仅提高了铸件质量和性能的稳定性和一致性，而且显著地缩短了制造周期，降低成本，具有长远的应用前景和较高的经济效益。适用于所有金属材料的大模组铸造过程。当前第1页12