专利名称：高压开关用铸铝壳体的模具、制备铸铝壳体的方法
技术领域：
本发明涉及金属型成型方法，具体指一种制备高压开关用铸铝壳体的模具及制备铸铝壳体的方法。
背景技术：
高压开关铸铝壳体，其内部要求充入SF6气体，年泄漏率小于0. 5%，铸件水压破裂性试验强度值要高于3. 75MPa。近年来多采用树脂砂型重力铸造，工艺出品率只有50 %，而且铸件针孔度、圆跳度和平面度等质量指标均超标，局部晶粒粗大，气密性检查一次性合格率较低；其次是生产效率低，生产成本高。因此，利用低压铸造金属型工艺取代砂型铸造，提高生产率和合格率。这就是本发明的宗旨。
发明内容
本发明提供一种制备高压开关铸铝壳体的模具及方法，其目的是提高工艺出品率、致密度、力学性能和生产率。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案
高压开关用铸铝壳体的模具，包括金属型模具和砂芯，其特征在于底板上设有与坩埚升液管相连的导入口，与导入口相连的是砂芯底部的直浇道，直浇道上设有内浇道；砂芯外部包裹金属型模具，金属型模具的顶部设有冒口芯，冒口芯内侧与砂芯上部外侧组成冒口， 砂芯侧面纵向安装有镶块。直浇道上设有4个均勻分布的内浇道。砂芯侧面纵向阶梯分布有3个镶块。铸铝壳体的制备方法，其特征在于所述方法包括以下步骤
(1)铝合金熔炼先进行配料，然后进行熔炼，熔炼后的溶液经过除渣除气后，进行变质处理，得铝合金溶液备用；
(2)装配模具；
(3)低压铸造将步骤(1)所得铝合金溶液通过导入口注入直浇道，铝合金熔液的注入压力逐步上升到0. 112Mpa，然后降至0 Mpa，过程如下
①升液阶段升液阶段在前20秒内，相对压力从OMPa上升到0.04Mpa ；
②充型阶段充型阶段在第20-55秒内，相对压力从0.04MPa上升到0. OSMpa ；
③结壳阶段结壳阶段在第55-60秒内，相对压力从0.OSMPa上升到0. 085Mpa ；
④增压阶段增压阶段在第60-75秒内，相对压力从0.085MPa上升到0. 112Mpa ；
⑤保压结晶阶段保压结晶阶段在第75-300秒内，相对压力保持在0.112Mpa ；
⑥卸压阶段卸压阶段在第300秒至400秒内，相对压力从0.112MPa降到OMPa。(4)取出铸件。通过本发明所述技术方案的实施，方法操作简单，便于控制，产品表面质量高，工艺出品率高，气密性检查合格率高，生产成本低。
图1为本发明生产工艺流程图； 图2为图1方法中模具主视剖面结构示意图； 图3为图2中模具左视剖面结构示意图； 图4为图1方法中操作步骤压力趋线图； 附图标记说明
1.底板、2.砂芯、3.金属型模具、4.冒口芯、5.冒口、6.内浇道、7.直浇道、8.导入口、 9.镶块。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。图2为模具主视剖面结构示意图，图3为图2中模具左视剖面结构示意图，如图所示，底板1上设有与坩埚升液管相连的导入口 8，与导入口 8相连的是砂芯2底部的直浇道 7，直浇道7上设有4个均勻分布的内浇道6 ；砂芯2外部包裹金属型模具3，金属型模具3 的顶部设有冒口芯4，冒口芯4内侧与砂芯2上部外侧组成冒口 5，砂芯2侧面纵向阶梯分布有3个镶块9。图1为本发明生产工艺流程图，如图所示，包括以下步骤
(1)铝合金熔炼先进行配料，然后进行熔炼，熔炼后的溶液经过除渣除气后，进行变质处理，得铝合金溶液备用；
(2)装配模具；
(3)低压铸造将步骤(1)所得铝合金溶液通过导入口8注入直浇道7，铝合金熔液的注入压力逐步上升到0. 112Mpa，然后降至0 Mpa，过程如下
①升液阶段升液阶段在前20秒内，相对压力从OMPa上升到0.04Mpa ；
②充型阶段充型阶段在第20-55秒内，相对压力从0.04MPa上升到0. OSMpa ；
③结壳阶段结壳阶段在第55-60秒内，相对压力从0.OSMPa上升到0. 085Mpa ；
④增压阶段增压阶段在第60-75秒内，相对压力从0.085MPa上升到0. 112Mpa ；
⑤保压结晶阶段保压结晶阶段在第75-300秒内，相对压力保持在0.112Mpa ；
⑥卸压阶段卸压阶段在第300秒至400秒内，相对压力从0.112MPa降到OMPa。压力趋线图如图4所示。(4)取出铸件。
权利要求
1.高压开关用铸铝壳体的模具，包括金属型模具(3)和砂芯(2)，其特征在于底板(1) 上设有与坩埚升液管相连的导入口(8)，与导入口(8)相连的是砂芯(2)底部的直浇道(7)， 直浇道(7)上设有内浇道(6);砂芯(2)外部包裹金属型模具(3)，金属型模具(3)的顶部设有冒口芯(4)，冒口芯(4)内侧与砂芯(2)上部外侧组成冒口(5)，砂芯(2)侧面纵向安装有镶块(9)。
2.根据权利要求1所述高压开关用铸铝壳体的模具，其特征在于直浇道(7)上设有4 个均勻分布的内浇道(6)。
3.根据权利要求1所述高压开关用铸铝壳体的模具，其特征在于砂芯(2)侧面纵向阶梯分布有3个镶块(9)。
4.一种应用如权利要求1-3任一项所述模具制备铸铝壳体的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤(1)铝合金熔炼先进行配料，然后进行熔炼，熔炼后的溶液经过除渣除气后，进行变质处理，得铝合金溶液备用；(2)装配模具；(3 )低压铸造将步骤(1)所得铝合金溶液通过导入口( 8 )注入直浇道(7 )，铝合金熔液的注入压力逐步上升到0. 112Mpa，然后降至0 Mpa，过程如下①升液阶段升液阶段在前20秒内，相对压力从OMPa上升到0.04Mpa ；②充型阶段充型阶段在第20-55秒内，相对压力从0.04MPa上升到0. OSMpa ；③结壳阶段结壳阶段在第55-60秒内，相对压力从0.OSMPa上升到0. 085Mpa ；④增压阶段增压阶段在第60-75秒内，相对压力从0.085MPa上升到0. 112Mpa ；⑤保压结晶阶段保压结晶阶段在第75-300秒内，相对压力保持在0.112Mpa ；⑥卸压阶段卸压阶段在第300秒至400秒内，相对压力从0.112MPa降到OMpa ；(4)取出铸件。
全文摘要
高压开关用铸铝壳体的模具、制备铸铝壳体的方法，包括金属型模具和砂芯，其特征在于底板上设有与坩埚升液管相连的导入口，与导入口相连的是砂芯底部的直浇道，直浇道上设有内浇道；砂芯外部包裹金属型模具，金属型模具的顶部设有冒口芯，冒口芯内侧与砂芯上部外侧组成冒口，砂芯侧面纵向安装有镶块。方法包括以下步骤铝合金熔炼、装配模具、低压铸造、取出铸件。通过本发明所述技术方案的实施，方法操作简单，便于控制，产品表面质量高，工艺出品率高，气密性检查合格率高，生产成本低。
文档编号B22D18/04GK102198502SQ20111012805
公开日2011年9月28日 申请日期2011年5月18日 优先权日2011年5月18日
发明者于宝义, 教富川, 李强, 李润霞, 王峰, 陈学朋 申请人:沈阳工业大学