大型筒形壳体铝合金铸件低压铸造缩松控制装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种大型筒形壳体铝合金铸件低压铸造缩松控制装置，包括砂箱、铸件、浇注系统、振子和振动导杆，所述浇注系统的立筒浇道和砂箱之间连接有若干个振动导杆，所述砂箱的外表面上安装有若干个振子，振子的振动方向与导杆的方向在一条直线上且紧密连接。本发明采用振子提供振源，利用振动导杆将振动导向铸件，在铸件内产生振动，利用导杆传递的振动消除铸件凝固过程内部形成的缩松。振子的振动沿圆筒形砂箱的外表面法向方向振动，导杆也沿着砂箱外表面的法向方向排列，且与振子振动方向重合。同时，导杆的方向与铸件外表面法向方向平行。本发明提高了铸件的致密度，减低了铸件形成缩松的倾向，大幅度提高了铸件的合格率。
【专利说明】大型筒形壳体铝合金铸件低压铸造缩松控制装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种控制大型筒形壳体铝合金铸件低压铸造缩松的装置。
【背景技术】
[0002]缩松是铸件的一种严重缺陷，铸件经常由于缩松缺陷导致报废，因此，是铸件成形内在质量的一大主要控制对象，ZL205A合金作为一种高强铝合金，由于其特有的高强度特性，因此，在航空、航天及国民经济各个行业都有大量的应用。然而，ZL205A合金铸造性能很差，因此，在铸造过程缩松的缺陷十分严重，尽管采用低压铸造方法，然而，缩松缺陷还是很难控制，因此，给实际生产质量控制带来很严重的问题，那就是铸件的质量不稳定，就是说在相同的工艺和浇注参数下，铸件的缩松时有发生，因此，控制缩松及铸件产品的质量稳定性成为困扰企业采用低压铸造生产ZL205A合金的一大难题。
[0003]目前，控制缩松的方法很多，主要从工艺角度去控制，其中，有采用加大补缩冒口，增加补贴及增加补缩压力的方法，这些方法在一定程度上对铸件的补缩，特别是预防缩松的形成起到了很好的作用，在实际生产中也有广泛的应用。然而，对于薄壁、筒形壳体铝合金铸件，特别是ZL205A合金，由于这个合金结晶温度区间超大，因此糊状凝固倾向十分明显，而且，由于这种合金具有很多的细化剂，因此，凝固期间补缩流动具有鲜明的典型的两相流，上述合金特点造成铸件的补缩困难重重。因此，在实际生产中，通常采用加大结晶期间压力的方法以及施加冷铁，形成良好的补缩顺序，依靠顺序凝固实现补缩，结果是效果不是十分显著。铸件的合格率不高，大量的铸件依靠二次修补，才能达到供货的要求。因此，对于大型ZL205A铝合金筒形壳体铸件低压铸造缩松控制技术的开发十分迫切，急需稳定的控制缩松技术，以发挥低压铸造的优势，实现大型ZL205A铝合金铸件的稳定生产。
【发明内容】
[0004]振动有利于细化晶粒及提高铸件的致密度，本发明将振动引入到低压铸造中来，利用振动可以解决缩松的优点，结合合金的特性以及低压铸造的特点，提供了一种针对大型薄壁筒形壳体ZL205A合金铸件的缩松控制装置。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种大型筒形壳体铝合金铸件低压铸造缩松控制装置，包括振子、振动导杆、砂箱、铸件和浇注系统，所述砂箱的外表面上安装有若干个振子，浇注系统的立筒浇道和砂箱之间连接有若干个振动导杆，振子产生的振动通过砂箱、振动导杆传到铸件上，所以振子的振动方向与振动导杆的方向在一条直线上且紧密连接。
[0006]上述装置中，所述砂箱外侧设置有夹紧板，夹紧板与砂箱之间安装有若干个振子。
[0007]上述装置中，所述振子均匀布置在砂箱外表面的周向上和高度方向上。
[0008]上述装置中，所述振动导杆均匀布置在砂箱内表面的周向上和高度方向上。
[0009]本发明的浇注系统在型腔的侧部，底部是横浇道，振动导杆放在铸型与砂箱之间，导杆在造型时，埋在铸型里。导杆一端连在型腔上，一端连在砂箱上。在砂型的外面是砂箱。振子放在砂箱的外表面，采用夹紧装置，将振子紧紧的夹紧在砂箱的外表面。振子均匀的布置在砂箱的外表面，振子的振动方向垂直于砂箱外表面，沿径向指向中心线。
[0010]本发明采用振子提供振源，利用振动导杆将振动导向铸件，在铸件内产生振动，利用导杆传递的振动消除铸件凝固过程内部形成的缩松。振子的振动沿圆筒形砂箱的外表面法向方向振动，导杆也沿着砂箱外表面的法向方向排列，且与振子振动方向重合。同时，导杆的方向与铸件外表面法向方向平行。
[0011]本发明的优势在于提高铸件的致密度，减低铸件形成缩松的倾向。与传统低压铸造技术相比，铸件的合格率可以大幅度提高，现在铸件采用低压铸造技术生产，一次合格率只有不到30%，采用本发明生产铸件可以提高到80%以上。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为振动装置的结构示意图；
图2为图1的A-A向剖视图；
图3为铸造系统的立体结构图；
图中:1_螺杆,2-螺母,3-夹紧板,4-振子,5-振动导杆,6-砂箱,7-铸件,8-横烧道，9-立筒浇道。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
[0014]如图1-3所示，本发明提供的大型筒形壳体铝合金铸件低压铸造缩松控制装置的结构如下:
I)铸件的位置与横浇道的位置关系
铸件7的位置位于横浇道8上面，铸件7通过缝隙式浇道、立筒浇道9，最后与横浇道8连接。
[0015]2)铸件的位置、横浇道与立筒的关系
缝隙式浇道位于铸件7的外侧，与铸件7紧密接触，缝隙式浇道的外侧是立筒浇道9，立筒浇道9与缝隙式浇道紧密连接。立筒浇道9与横浇道8紧密连接，缝隙式浇道、立筒浇道9及横浇道8共同构成了铸件的浇注系统。
[0016]3)铸件、横浇道、立筒与导杆的位置关系
振动导杆5的形状为圆柱体，横截面为圆形。振动导杆5沿径向位于立筒浇道9外侧、砂箱6内侧，与立筒浇道9和砂箱6紧密连接，振动导杆5周围为砂型，并与砂型紧密接触。
[0017]4)铸件、横浇道、立筒、导杆与砂箱的位置关系
铸件7、横浇道8、立筒浇道9、振动导杆5组成的结构位于圆筒形砂箱6内侧，上述结构周围是型砂，砂箱6的轴线与铸件7的轴线重合。铸件7内部与砂芯紧密接触。
[0018]5)铸件、横烧道、立筒、导杆、砂箱与振子的位置关系
振子4置于砂箱6的外面，振子4的振动方向与圆柱形振动导杆5的轴线方向重合，并与振动导杆5、砂箱6共同组成振动源，振子4与砂箱6紧密接触，砂箱6与振动导杆5紧密接触。振子4与铸件7、横烧道8、立筒烧道9、振动导杆5、砂箱6共同组成振动体系。
[0019]6)铸件、横浇道、立筒、振动导杆、砂箱、振子与夹紧装置的位置关系
夹紧板3将振子4与砂箱6通过螺栓紧密夹紧，在一个夹紧板3上沿高度方向上同时夹紧多个振子4，振子4通过螺栓固定在夹紧板3上，然后，夹紧板3将振子4夹紧在砂箱6上，与铸件7、横烧道8、立筒烧道9、振动导杆5、砂箱6、振子4共同组成振动体系。
[0020]工作原理:
首先在铸型的外壁均匀设置振子，利用振子的径向振动提供振源，在铸型内预埋导杆，作为将振动源产生的振动，通过砂箱、导杆传导到铸件相应部位，实现对铸件结晶期间实施振动。作为振动源的振子频率、振幅可调，可根据实际铸件需要的振幅和频率设置。振子的多少也是结合实际铸件的大小、结构特点来设置。
【权利要求】
1.大型筒形壳体铝合金铸件低压铸造缩松控制装置，包括振子、砂箱、铸件、浇注系统，其特征在于所述浇注系统的立筒浇道和砂箱之间连接有若干个振动导杆，所述砂箱的外表面上安装有若干个振子，振子的振动方向与振动导杆的方向在一条直线上且紧密连接。
2.根据权利要求1所述的大型筒形壳体铝合金铸件低压铸造缩松控制装置，其特征在于所述砂箱外侧设置有夹紧板，所述夹紧板与砂箱之间安装有若干个振子。
3.根据权利要求1或2所述的大型筒形壳体铝合金铸件低压铸造缩松控制装置，其特征在于所述振子均匀布置在砂箱外表面的周向上和高度方向上。
4.根据权利要求1所述的大型筒形壳体铝合金铸件低压铸造缩松控制装置，其特征在于所述振动导杆均匀布置在砂箱内表面的周向上和高度方向上。
5.根据权利要求4所述的大型筒形壳体铝合金铸件低压铸造缩松控制装置，其特征在于所述振动导杆的方向与铸件外表面法向方向平行。
6.根据权利要求1、4或所述的大型筒形壳体铝合金铸件低压铸造缩松控制装置，其特征在于所述振动导杆的形状为圆柱体，横截面为圆形。
【文档编号】B22D18/04GK103878341SQ201410118437
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月27日 优先权日:2014年3月27日
【发明者】吴士平, 王汝佳, 张建兵, 肖文峰, 吴光然, 周国柱, 汤雪卫, 张一伟 申请人:哈尔滨工业大学