专利名称：一种薄壁半球型铸造铝合金铸件的制造方法
技术领域：
本发明涉及铸造铝合金制造领域，具体地说是提供了一种薄壁半球型铸造铝合金铸件的制造方法。
对薄壁半球型铝铸件而言，如
图1所示，从铸件质量和生产效率方面考虑，采用金属型铸造来生产较为合理，以往金属型设计为底注形式、蛇形直浇道和环形横浇道，在铸件的顶部开设冒口，这样就带来两个问题，一是浇冒口及内浇道占用了很多铝，材料利用率降低，另外冒口开在顶部，容易在此处形成气孔、夹杂及缩松等缺陷，从而不能满足技术要求。
本发明的目的在于提供一种薄壁半球型铸造铝合金铸件的制造方法，既能提高材料的利用率，又能改善铸件的质量，工艺易于实现，适于生产。
本发明提供的薄壁半球型铸造铝合金铸件的制造方法，制造装置由保温过滤浇冒口、型腔两部分组成，浇口又当作冒口，同时在其中又放有陶瓷过滤器，工艺过程如下预热过滤浇冒口→插入上模孔内→浇注铸件为半球形，轴对称，采用上、下两半金属型，上模中心开孔，插入保温过滤浇冒口，实施浇注，可获得满足技术要求的薄壁半球型铸件。
该工艺过程剩去了原有金属型的内部环形浇道及冒口，金属液浇入保温过滤浇冒口后，通过陶瓷过滤器而进入型腔，由于陶瓷过滤器的存在，使金属液进入型腔时会更为平稳，可避免更多的卷气现象，同时，对氧化皮、夹杂物应起到阻隔作用。保温套的存在，浇口里的金属应始终处于液体状态，这在铸件顺序凝固过程中可起到冒口补缩作用。
该保温过滤浇冒口的设计主要考虑把它当做冒口，同时要把夹杂、氧化皮及气体阻当住，构成如图2所示，保温材料可选用用硅酸铝、硼硅酸铝等陶瓷纤维，耐热度＞1000℃，过滤器可选用氧化铝、炭化硅及氧化锆等多孔陶瓷耐热度＞1200℃。
陶瓷纤维保温效果较好，保温套壁厚δ为10～20mm，同时参考铁模铸造冒口的设计，保温套的高度H160～230mm，斜度β3°～5°，内径D＝50mm。
陶瓷过滤器高度大于20mm，孔径15～20ppi(孔数/每平方英寸)。
保温过滤浇冒口内径D应不小于50毫米，高度H应不小于铸件高度的两倍，厚度δ应不小于10毫米，陶瓷过滤器厚应大于20毫米。
陶瓷过滤器可以是氧化铝、碳化硅、氧化锆等。
保温套是由陶瓷纤维制成。
陶瓷纤维可以是硅酸铝、硼硅酸铝等。
浇注温度为715～740℃。
桨料搅均后倒入模具，加压滤水、出模，40℃干燥。
首先将陶瓷过滤器放入保温套内压紧，然后放入保温炉在500～700℃保温备用。
铸造铝合金熔炼，从保温炉中拿出浇口，插入上模内，实施浇注，浇注温度控制在715～740℃，如图3所示。
铝液凝固后，去掉保温套，打开模具，拿出样件，机加去掉中间冒口及浇道，可得成品。
本发明详细制造及装置如附图及实施例给出。
图1为本实用新型铝半球铸件示意图。
图2为本实用新型过滤保温浇冒口示意图。
图3为本实用新型过滤保温浇冒口金属型制备薄壁半球铸件示意图。
其结构如附图所示，1为铸件，2为保温套，3为过滤器，4为模具。
实施例1选用了氧化铝过滤器，厚20mm、孔径15ppi，放入保温套内，组成保温过滤浇冒口，将其置于保温炉中，700℃，保温20分钟以上，拿出插入模具中心孔，把熔融的铝合金(740℃)，经保温过滤浇冒浇入模具中。等凝固后，打开模具，去掉保温套，即得到带浇口的产品，机加掉浇口得到成品。实物取样，在T5状态下σb＝250MPa、HB＝80、δ＝8(％)、φ＝8(％)。
实施例2过程如实施例1，但陶瓷过滤器孔径为20ppi，铝液的透过率应能满足要求，铝液充型性良好，制品性能达到要求。
实施例3过程如实施例1，保温过滤浇冒口预热温度500℃，铝液的透过率应能满足要求，铝液充型性良好，制品性能达到要求。
权利要求
1.一种薄壁半球型铸造铝合金铸件的制造方法，其特征是该制造装置由保温过滤浇冒口、型腔两部分组成，浇口又当作冒口，同时在其中又放有陶瓷过滤器，工艺过程如下预热过滤浇冒口→插入上模孔内→浇注铸件为半球形，轴对称，采用上、下两半金属型，上模中心开孔，插入保温过滤浇冒口，实施浇注，可获得满足技术要求的薄壁半球型铸件。
2.按照权利要求1所述的制造方法，其特征是保温材料可选用用硅酸铝、硼硅酸铝等陶瓷纤维，耐热度＞1000℃，过滤器可选用氧化铝、炭化硅及氧化锆等多孔陶瓷耐热度＞1200℃。
3.按照权利要求1所述的制造方法，其特征是保温套壁厚δ为10～20mm，同时参考铁模铸造冒口的设计，保温套的高度H160～230mm，斜度β3°-5°，内径D＝50mm。
4.按照权利要求1所述的制造方法，其特征是陶瓷过滤器高度大于20mm，孔径15～20ppi(孔数/每平方英寸)。
5.按照权利要求1所述的制造方法，其特征是保温过滤浇冒口内径D应不小于50毫米，高度H应不小于铸件高度的两倍，厚度δ应不小于10毫米，陶瓷过滤器厚应大于20毫米。
6.按照权利要求1所述的制造方法，其特征是陶瓷过滤器可以是氧化铝、碳化硅、氧化锆等。
7.按照权利要求1所述的制造方法，其特征是保温套是由陶瓷纤维制成，陶瓷纤维可以是硅酸铝、硼硅酸铝等。
8.按照权利要求1所述的制造方法，其特征是浇注温度为715～740℃，桨料搅均后倒入模具，加压滤水、出模，40℃干燥。
9.按照权利要求1所述的制造方法，其特征是将陶瓷过滤器放入保温套内压紧，然后放入保温炉在500～700℃保温备用。
10.按照权利要求1所述的制造方法，其特征是铸造铝合金熔炼，从保温炉中拿出浇口，插入上模内，实施浇注，浇注温度控制在715～740℃。
全文摘要
本发明涉及铸造领域,即提供一种薄壁半球型铝铸件的制造方法。适用于对称性好、尺寸适中的铝铸件。本发明的制造方法是采用了保温浇口,同时它又作为冒口的生产工艺,同时是在浇冒口中放入陶瓷过滤器,本发明的具体工艺路线如下:预热过滤浇冒口→插入上模孔内→浇注。本发明制造的半球铸件性能良好,工艺简单明了,制造成本低,适合工业化生产。
文档编号B22D21/00GK1360985SQ00136019
公开日2002年7月31日 申请日期2000年12月26日 优先权日2000年12月26日
发明者胡宛平, 阎德胜, 高捷, 苏国跃 申请人:中国科学院金属研究所