专利名称：大型铝合金壳体铸件的模具、制备铝合金壳体铸件的方法
技术领域：
本发明涉及金属型成型方法，具体指一种制备大型铝合金壳体铸件的模具及铝合金壳体铸件的制备方法。
背景技术：
大型铝合金壳体，导体内部要求充入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。生产初期，该件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，晶粒粗大，气密性检查一次性合格率较低。浇注条件相对不稳定，影响产品质量稳定性；其次是生产效率不高，操作比较麻烦。因此，针对砂型铸造工艺生产合格率和生产率低的问题，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
本发明提供一种一种制备大型铝合金壳体铸件的模具及铝合金壳体铸件的制备方法，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
大型铝合金壳体铸件的模具，包括金属型模具和砂芯，其特征在于砂芯底部连接底盘，底盘上设有与坩埚升液管相连的导入口，与导入口相连的是设在砂芯底部的直浇道，直浇道与横浇道一端相连，横浇道另一端深入到砂芯内部，横浇道上部连接内浇道；砂芯中部侧端面设有镶块；砂芯外部包裹金属型模具，包括左模、右模以及顶端的冒口。在对称方向上有两个垂直的横浇道与直浇道相连；在横浇道上有至少两个内浇道与金属型模具的型腔相连，并且有一个横浇道与镶块的位置对应。制备铝合金壳体铸件的方法，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注入直浇道，铝合金溶液的注入压力逐步上升到0. 15MPa，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.OSMpa ；
②充型阶段充型阶段在第20-60秒内，相对压力从0.OSMPa上升到0. 14Mpa ；
③结壳阶段结壳阶段在第60-80秒内，相对压力从0.14MPa上升到0. 155Mpa ；
④增压阶段增压阶段在第80-85秒内，相对压力从0.155MPa上升到0. ISMpa ；
⑤保压结晶阶段保压结晶阶段在第85-400秒内，相对压力保持在0.ISMpa ；
⑥卸压阶段卸压阶段在第400-480秒内，相对压力从0.18MPa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，成本低。
图1为本发明所述模具主视剖面结构示意图； 图2为本发明诉述成型方法的压力曲线示意图； 图3为本发明的工艺流程示意图； 附图标记说明
1.底盘、2.导入口、3.直浇道、4.横浇道、5.内浇道、6.冒口 7.左模、8.砂芯、9.镶块、10.右模。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。图1为本发明所述模具主视剖面结构示意图，如图所示，模具包括金属型模具和砂芯8，其中砂芯8底部连接底盘1，砂芯8中部侧端面设有镶块9。底盘1上设有与坩埚升液管相连的导入口 2，与导入口 2相连的是设在砂芯8底部的直浇道3，在对称方向上有两个垂直的横浇道4与直浇道3相连，横浇道4另一端深入到砂芯8内部，在横浇道4上有至少两个内浇道5与金属型模具的型腔相连，并且有一个横浇道4与镶块9的位置对应。砂芯8外部包裹金属型模具，包括左模7、右模10以及顶端的冒口 6。应用该模具制备铝合金壳体铸件的的工艺流程如图3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2注入直浇道3，铝合金溶液的注入压力逐步上升到0. 15MPa，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.OSMpa ；
②充型阶段充型阶段在第20-60秒内，相对压力从0.OSMPa上升到0. 14Mpa ；
③结壳阶段结壳阶段在第60-80秒内，相对压力从0.14MPa上升到0. 155Mpa ；
④增压阶段增压阶段在第80-85秒内，相对压力从0.155MPa上升到0. ISMpa ；
⑤保压结晶阶段保压结晶阶段在第85-400秒内，相对压力保持在0.ISMpa ；
⑥卸压阶段卸压阶段在第400-480秒内，相对压力从0.18MPa降到OMPa。压力曲线示意图如图2所示。(4)取出铸件。
权利要求
1.大型铝合金壳体铸件的模具，包括金属型模具和砂芯(8)，其特征在于砂芯(8)底部连接底盘(1)，底盘(1)上设有与坩埚升液管相连的导入口(2)，与导入口(2)相连的是设在砂芯(8)底部的直浇道(3)，直浇道(3)与横浇道(4) 一端相连，横浇道(4)另一端深入到砂芯(8)内部，横浇道(4)上部连接内浇道(5);砂芯(8)中部侧端面设有镶块(9);砂芯(8) 外部包裹金属型模具，包括左模(7)、右模(10)以及顶端的冒口(6)。
2.根据权利要求1所述大型铝合金壳体铸件的模具，其特征在于在对称方向上有两个垂直的横浇道(4)与直浇道(3)相连；在横浇道(4)上有至少两个内浇道(5)与金属型模具的型腔相连，并且有一个横浇道(4)与镶块(9)的位置对应。
3.一种应用如权利要求1-2中任一项所述模具制备铝合金壳体铸件的制备方法，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( 2 )注入直浇道(3 )，铝合金溶液的注入压力逐步上升到0. 15MPa，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.OSMpa ；②充型阶段充型阶段在第20-60秒内，相对压力从0.OSMPa上升到0. 14Mpa ；③结壳阶段结壳阶段在第60-80秒内，相对压力从0.14MPa上升到0. 155Mpa ；④增压阶段增压阶段在第80-85秒内，相对压力从0.155MPa上升到0. ISMpa ；⑤保压结晶阶段保压结晶阶段在第85-400秒内，相对压力保持在0.ISMpa ；⑥卸压阶段卸压阶段在第400-480秒内，相对压力从0.18MPa降到OMpa ；(4)取出铸件。
全文摘要
大型铝合金壳体铸件的模具、制备铝合金壳体铸件的方法，包括砂芯底部连接底盘，底盘上设有与坩埚升液管相连的导入口，与导入口相连的是设在砂芯底部的直浇道，直浇道与横浇道一端相连，横浇道另一端深入到砂芯内部，横浇道上部连接内浇道；砂芯中部侧端面设有镶块；砂芯外部包裹金属型模具，包括左模、右模以及顶端的冒口。制备方法包括铝合金熔炼、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，成本低。
文档编号B22D18/04GK102198503SQ20111012809
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, 李强, 李润霞, 李琦, 王峰, 陈学朋 申请人:沈阳工业大学