专利名称：一种镁合金熔模铸造气体保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于铸造装置技术领域，涉及一种镁合金熔模铸造中使用的装置，
技术背景镁合金具有比重低，比强度高的特点，其减震和电磁屏蔽功能也十分优异，所以得到越来越广泛的应用。镁化学性质活泼，易发生氧化反应，所形成氧化膜不致密，不能阻止反应继续进行，故易在空气中氧化燃烧。在浇铸过程中，高温的镁合金熔体(700 750°C)暴露在空气中，极易氧化甚至燃烧，所以在浇铸过程中必须进行适当的保护。传统沙铸工艺中，通过向型砂添加硫磺、硼砂、氟硼酸盐等成分起到保护效果。但是这种方法不 适用于熔模铸造，因为熔模铸造型壳在使用前需高温烧结(约900°C )，上述保护成分烧损严重。熔模铸造中常用气体保护，常见保护气体有效成分有SF6、氟氯烃、SO2等，填充成分有空气、CO2,N2等。常用操作是预热后向型壳内以一定流量吹保护气一段时间，随即浇铸。但是，浇铸过程是一个开放性过程，预热后的型壳作为高热源，使其内部及周围空气产生强烈对流。这种对流将携带部分保护气逸散至大气中，降低保护效果，增加保护气用量。而且常见保护气有效成分中，SF6为强烈温室效应气体(GWP为CO2的23900倍)，氟氯烃对臭氧层有破坏作用，SO2会导致酸雨，他们逸散到大气中，将对环境造成破坏。
发明内容本实用新型针对镁合金熔模铸造气体保护现有操作方法的不足，提出一套辅助装置，以提高保护效果及保护气体的利用率，降低对环境的影响。一种镁合金熔模铸造气体保护装置，该装置为一罩体，罩体扣在铺沙平台上，熔模铸造的型壳放置在罩体内，罩体的壁面上靠近开口端设置有进气孔，壁面上靠近封闭端设置有出气孔，封闭端设置有浇口窗及浇口窗盖板。烧口窗及烧口窗盖板通常位于罩体的封闭端。罩体上还设置有冒口观察窗及石英玻璃盖板，冒口观察窗及石英玻璃盖板通常位于罩体的封闭端。该装置的操作流程包括以下步骤I.将预热后的型壳放置在铺沙平台上，扣上罩体。2.由浇口窗向型腔内吹保护气，流量与时间由具体型壳大小决定。同时由进气孔向罩体内通保护气,流量由罩体容积决定。3.撤去浇口窗的保护气，通过浇口窗向型壳的浇口浇铸镁合金熔体，由冒口观察窗观察是否烧满，烧满后盖上烧口窗盖板。4. 一段时间后(由铸件凝固速度决定)，关闭进气孔，开启出气孔，进行保护气回收。开启罩体，取出铸件。步骤I中，平台上预铺沙，若浇铸过程发生镁液溢出情况，可以起到一定的阻燃作用，并防止镁液与平台反应。罩体设计为扣式，方便实现将型壳至于密闭空间的设计要求型壳吊至平台后，将罩体扣上，方便操作。步骤2中，由浇口窗向型腔内吹的保护气为源保护气，由进气孔向罩体内通的保护气为次保护气，所述源保护气是指初次使用的保护气，品质高；次保护气是指使用后回收的保护气或生产质量要求不高的保护气，品质较低。两种保护气搭配使用，以降低用量和成本。源保护气流量范围控制在100mL/S 1000mL/S，流量过小，易被型腔内对流扰乱，不利形成保护氛围；过大易使局部型壳产生明显降温，加剧浇铸中型壳所承受热冲击，易形成裂纹甚至破裂。吹气时间控制在Imin以内，长的操作时间会使型壳温度下降较大。次保护气流量应达到1%罩体容积/s，持续时间60s以上。若铸件较大，可用多路进气。步骤3中，应及时盖上浇口窗盖板，减少保护气体逸散。步骤4中，由于使用该装置会限制空气对流，减少了对流散热，会延长铸件凝固时 间。回收保护气作为步骤2中的次保护气。本实用新型的有益效果为使用本实用新型的保护装置在使用保护气体阻燃时，提供相对封闭的空间，限制气体对流，从而减少保护气逸散，提高保护效果，减少气体用量，降低对环境的影响。
图I镁合金熔模铸造气体保护装置示意图；图中标号1 :进气孔，2 :罩体,3-1 :烧口窗,3-2 :烧口窗盖板,4 冒口观察窗及石英玻璃盖板，5 :型壳，6 :出气孔，7 :铺沙平台。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业技术人员更全面的理解本实用新型，但不以任何方式限制本实用新型。实例一如图I所示，镁合金熔模铸造气体保护装置，该装置为一罩体2，罩体2的壁面上靠近开口端设置有进气孔1，壁面上靠近封闭端设置有出气孔6，罩体2的封闭端设置有浇口窗3-1及烧口窗盖板3-2。罩体2的封闭端上设置有冒口观察窗及石英玻璃盖板4。上述保护装置的使用方法如下型壳5预热温度650°C，放置在铺沙平台7上，扣上罩体2，浇口窗3-1吹源保护气200mL/s，时间60秒。同时向进气孔I吹次保护气IOOmL/S，时间120秒。停止浇口窗3-1的源保护气后，通过浇口窗3-1向型壳5的浇口浇铸镁合金熔体，由冒口观察窗观察是否浇满，浇满后盖上浇口窗盖板3-2。5分钟后，关闭进气孔1，开启出气孔6，进行保护气回收。开启罩体2，取出铸件。对照组型壳预热温度650°C，直接向浇道吹源保护气200mL/s，时间60秒。使用本装置浇得铸件表面光洁，无氧化痕迹，较对照组表面颜色略深，说明本装置镁合金形成的保护膜层更厚，保护效果更好。实例二本实施例的装置与实施例I相同。使用方法如下型壳5预热温度550°C，放置在铺沙平台7上，扣上罩体2，浇口窗3-1吹源保护气400mL/s，时间30秒，同时向进气孔吹保护气200mL/s，时间60秒。停止浇口窗3_1的源保护气后，通过浇口窗3_1向型壳5的浇口浇铸镁合金熔体，由冒口观察窗观察是否浇满，浇满后盖上浇口窗盖板3-2，5分钟后，关闭进气孔1，开启出气孔6，进行保护气回收。开启罩体2，取出铸件。所得铸件表面光洁，无氧化痕迹。·
权利要求1.一种镁合金熔模铸造气体保护装置，其特征在于该装置为一罩体(2)，罩体(2)的壁面上靠近开口端设置有进气孔(1)，壁面上靠近封闭端设置有出气孔(6)，罩体(2)上设置有浇口窗(3-1)及浇口窗盖板(3-2)。
2.根据权利要求I所述的一种镁合金熔模铸造气体保护装置，其特征在于罩体(2)上设置有冒口观察窗及石英玻璃盖板(4)。
3.根据权利要求I所述的一种镁合金熔模铸造气体保护装置，其特征在于所述冒口观察窗及石英玻璃盖板(4)位于罩体(2)的封闭端。
4.根据权利要求I所述的一种镁合金熔模铸造气体保护装置，其特征在于所述浇口窗(3-1)及烧口窗盖板(3-2)位于罩体(2)的封闭端。
专利摘要本实用新型公开了属于铸造装置技术领域的一种镁合金熔模铸造中使用的装置，该装置为一罩体，罩体扣在铺沙平台上，熔模铸造的型壳放置在罩体内，罩体的壁面上靠近开口端设置有进气孔，壁面上靠近封闭端设置有出气孔，罩体上设置有浇口窗及浇口窗盖板，罩体上还设置有冒口观察窗及石英玻璃盖板。本实用新型在使用保护气体阻燃时，可以提高保护效果及保护气体的利用率，降低对环境的影响。
文档编号B22D21/04GK202701354SQ20122008665
公开日2013年1月30日 申请日期2012年3月9日 优先权日2012年3月9日
发明者林阳阳, 吕志刚, 谢建中 申请人:清华大学, 贵州安吉航空精密铸造有限责任公司