一种镁合金复杂封闭型芯排气方法与流程

本发明涉及一种排气方法，尤其是一种镁合金复杂封闭型芯排气方法。

背景技术：

在结构复杂、内腔封闭的大型镁合金铸件低压铸造过程中，充型时砂型、砂芯与高温合金液相互作用会产生大量氧化性气体，这些氧化性气体及型腔原有空气，依靠砂型、砂芯自身的透气性，无法及时彻底地排除砂型，残留气体将会随着镁合金液的充型而四处游走，最终形成气孔或与合金液反应形成氧化夹渣随机地留存在铸件内部，导致铸件冶金质量不合格,如氧化反映剧烈将会发生燃烧导致浇注失败。

技术实现要素：

本发明的目的是寻找一种排气方法，可以解决结构复杂、内腔封闭的大型镁合金铸件低压铸造排气问题。

本发明的具体技术方法是，所述的一种镁合金复杂封闭型芯排气方法包括以下步骤：

(1)根据产品图纸要求，设计铸造工艺图，浇注重量200kg以上或砂芯数量在15个以上铸件，需要布置专用排气系统，专用排气系统包括以下几种排气方式：

a.储气腔：在体积大于100mm×100mm的类似方型的砂芯内部设置空腔，芯磕厚度20～3mm，以保证砂芯强度；

b.排气管：排气管由φ4～φ40mm壁厚2mm的铜管或钢管制成，管壁分布φ1～φ2mm间距10～20mm细小空洞，制芯时，在柱形砂芯中芯放置，砂芯受高温合金液包裹产生的气体由管壁细小空洞进入管路后排出；

c.排气道：在砂型上设计由砂芯内部空腔至外部的排气道，并设置有排气管或排气绳，排气管或排气绳将气体汇集后导出至型腔外部；同时，直径在6～8mm的砂芯，中间制成φ2mm的排气道，采用激光烧结方式制芯，直径小于6mm的油路芯不设置排气通道；

d.排气绳：由玻璃纤维制成，放置在砂型分型面上，将砂型内腔与外部连通；

(2)按铸造工艺图制造模具；

(3)造型制芯，砂型、砂芯采用派普砂，派普砂中的树脂的重量比例控制在0.7％～1.0％之间，其中：

造型：砂箱填充派普砂，在距型腔50～80mm以外的所有区域，用φ5～φ8mm钢丝制成的排气针扎排气孔，排气孔间距100～200mm，然后派普砂固化，起箱出型；

制芯：芯盒中按照预先设计的排气系统方案设置储气腔、排气管、排气道或排气绳，填砂后，待派普砂固化，开模取芯；

(4)砂型、砂芯回温

a.派普砂的砂型、砂芯回温要求：180±10℃保温2h±10min后，升温至210±10℃；保温时间6h±10min，在210±10℃保温2h±10min后送风2h±10min，回温结束回温窑断电，开窑门在窑内放置2～3h后出窑，晾温2～3h后开始组型；

b.激光烧结砂芯回温要求：回温温度150±10℃，保温时间4h+10min，保温1h±10min后，送风2h±10min，回温完成后，半开炉门晾温2～3h后开始组芯；

(5)组型、组芯，按照铸造工艺图中砂型、砂芯先后顺序逐一组装，按照排气系统方案在特定分型面上放置排气绳，确保砂型砂芯间的储气腔，排气管，排气道，排气绳相互连通，实现浇注过程型腔和型芯产生的气体能够顺畅的排除铸型；

(6)组型完毕后进行浇注，冷却，除砂，检验。

本发明通过设计排气系统，所述的排气系统根据浇注产品的具体情况，包括储气腔、排气管、排气道、排气绳等，在浇注过程中，合金液迅速流入型腔，此时型腔存在两部分气体，一部分为腔内空气，通过排气绳排到型腔外部。另一部分为砂芯受热烘烤产生氧化性气体，带有储气腔砂芯，气体汇集到储气腔后由排气管，经排气道排到型腔外部；带有排气管砂芯，气体由管壁细小孔洞进入管路经排气道排到型腔外部，从而实现镁合金浇注过程顺利排气。本发明涉及大型镁合金铸件低压铸造的排气方法，采用优化型砂、芯砂材料配比和增设专有排气通道相结合的方法，提高砂型、砂芯排气能力，有效解决结构复杂、内腔封闭的大型镁合金铸件在低压铸造过程中产生的气孔缺陷、夹渣缺陷和燃烧问题。

附图说明

图1为本发明所述的几种排气方式的示意图。

具体实施方式

如图所示，一种镁合金复杂封闭型芯排气方法包括以下步骤：

1)根据产品图纸要求，设计铸造工艺图，浇注重量200kg以上或砂芯数量在15个以上铸件，需要布置专用排气系统，专用排气系统包括以下几种排气方式：

a储气腔1：在体积大于100mm×100mm的类似方型的砂芯内部设置空腔，芯磕厚度20～3mm，以保证砂芯强度；

b排气管2：排气管由φ4～φ40mm壁厚2mm的铜管或钢管制成，管壁分布φ1～φ2mm间距10～20mm细小空洞，制芯时，在柱形砂芯中芯放置，砂芯受高温合金液包裹产生的气体由管壁细小空洞进入管路后排出；

c排气道3：在砂型上设计由砂芯内部空腔至外部的排气道，并设置有排气管或排气绳，排气管或排气绳将气体汇集后导出至型腔外部；同时，直径在6～8mm的砂芯，中间制成φ2mm的排气道，采用激光烧结方式制芯，直径小于6mm的油路芯不设置排气通道；

d排气绳4：由玻璃纤维制成，放置在砂型分型面6上，将砂型内腔与外部连通；

2)按铸造工艺图制造模具；

3)造型制芯，砂型7、砂芯8采用派普砂，派普砂中的树脂的重量比例控制在0.7％～1.0％之间，其中：

造型：砂箱填充派普砂，在距型腔50～80mm以外的所有区域，用φ5～φ8mm的排气针扎排气孔5，排气孔间距100～200mm，然后派普砂固化，起箱出型；

制芯：芯盒中按照预先设计的排气系统方案设置储气腔1、排气管2、排气道3或排气绳4，填砂后，待派普砂固化，开模取芯；

4)砂型、砂芯回温

a派普砂的砂型7、砂芯8回温要求：180±10℃保温2h±10min后，升温至210±10℃；保温时间6h±10min，在210±10℃保温2h±10min后送风2h±10min，回温结束回温窑断电，开窑门在窑内放置2～3h后出窑，晾温2～3h后开始组型；

b激光烧结砂芯8回温要求：回温温度150±10℃，保温时间4h+10min，保温1h±10min后，送风2h±10min，回温完成后，半开炉门晾温2～3h后开始组芯；

5)组型、组芯，按照铸造工艺图中砂型7、砂芯8先后顺序逐一组装，按照排气系统方案在特定分型面上放置排气绳4，确保砂型砂7芯间的储气腔1，排气管2，排气道3，排气绳4相互连通，实现浇注过程型腔和型芯产生的气体能够顺畅的排除铸型；

6)组型完毕后进行浇注，冷却，除砂，检验。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种镁合金复杂封闭型芯排气方法，通过设计储气腔、排气管、排气道、排气绳等排气系统，在浇注过程中，合金液腔内空气，通过排气绳排到型腔外部，砂芯受热烘烤产生氧化性气体，经排气道排到型腔外部；带有排气管砂芯，气体由管壁细小孔洞进入管路经排气道排到型腔外部。本发明采用优化型砂、芯砂材料配比和增设专有排气通道相结合的方法，提高砂型、砂芯排气能力，有效解决结构复杂、内腔封闭的大型镁合金铸件在低压铸造过程中产生的气孔缺陷、夹渣缺陷和燃烧问题。

技术研发人员：牛德良;刘洪汇;韩永华;张永;张守伟;宋永雷;隋联亭;梁镇强
受保护的技术使用者：中国航发哈尔滨东安发动机有限公司
技术研发日：2018.09.12
技术公布日：2018.12.28