专利名称：一种涡旋压缩机的涡形件的铸造方法
技术领域：
本发明是用于生产涡旋压缩机的涡形件的一种铸造方法，特别适用于涡旋压缩机动、静涡盘的铸造生产。
在现有技术中，铸造生产涡旋压缩机的动、静涡盘(材质限于黑色金属)采用的是砂型铸造方法，由于其自身工艺的限制，无法直接铸造出接近于涡旋压缩机动、静涡盘(以下简称动静涡盘)成品件的涡旋形状，只能铸出实体件，并且由于涡旋压缩机的材质多采用高强度合金铸铁，其结晶温度范围宽，因而实体件内部组织粗大，强度反而不能满足要求，甚至出现缩孔、缩松等铸造缺陷，导致涡旋件表面形成缺陷，实体件的后续机加工要求加工精度高，普通机床不能满足要求，并且机加工过程会消耗大量的材料和能源。
采用现有技术铸出的实心动涡盘和静涡盘的毛坯，它还须进行机加工，一般是先用钻床沿预开设的涡旋轨迹上间隔地钻些孔，然后用铣床加工出涡旋线部分。这种方法材料消耗较大且加工工时长。
本发明的目的是通过采用真空实型铸造方法，直接铸出外形接近于成品件的涡旋线，获得轮廓清晰、组织均匀、致密且无缺陷的动静涡盘。
本发明是一种涡旋压缩机涡旋盘的铸造方法，首先向预发的聚苯乙烯粒子中通入压缩空气与一氧化碳气体的混合气体，压力设置为1.2～1.5Kg/cm2、对预发粒子进行强制冷却和熟化，然后将预发粒子喷入用铝合金或其它材料制作的包括涡旋线部分的涡旋盘的母模中，进行成型发泡，向成型实体模上涂涂料，最后进行浇注，本发明的特征在于先将涡旋线部分填实、合模，然后用料枪以0.5～0.7MPa的压力将其余预发粒子喷入模具，使成型的蒸气压力保持在0.15～0.3MPa，通汽时间控制在0.5～2.5分钟，随后向模具外壁喷水冷却2～8分钟，在面层涂料配用溶剂，背层涂料配用发泡剂。
由上所述的涡旋盘的铸造方法，其涂料中的耐火粉料可根据合金种类选择，含有石墨粉、石英粉、镁砂粉、高铝粉熟料、锆英粉，本发明的特征在于在面层涂料中加入可对聚苯乙烯泡沫表面微溶的有机溶剂，它包括氯化乙烯或酮类或苯类，在背层涂料中加发泡剂，包括烷基磺酸钠或苯磺酸钠，涂料的配方为耐火材料100％，硅溶胶1～3％，水玻璃0～5％，白乳胶1～4％，酚醛树脂0～2％，钙膨润土或钠土1～4％，有机溶剂0.1～1％，发泡剂0.1～0.4％，其余为水或醇类，模样上完涂料后，还可做撒砂增强处理。
由上所述的涡旋压缩机涡旋盘的铸造方法，其面层及背层涂料在涂覆后进行烘干，本发明的特征在于背层涂料在有泡沫的状态下涂覆，面层及背层涂料在涂覆后立即在50～70℃的温度下烘干。
由上所述的涡旋压缩机涡旋盘的铸造方法，在浇注时砂箱内抽真空，本发明的特征在于采用三种浇注方式，即顶、中部直接注入金属液，或中部加集渣工艺倾斜浇注，或采用底注并集渣工艺，真空度控制在-0.02～-0.07MPa。
由上所述的涡旋盘的铸造方法，将聚苯乙烯颗粒喷入母模进行发泡成型，本发明的特征在于在涡旋盘的涡旋线部分采用细的聚苯乙烯粒子，其余部分采用粗的聚苯乙烯粒子。
本发明可保证金属液平稳充型和泡沫模样的气化产物顺利排出，并且改变了金属液的凝固方式，使得涡旋线部分的内在质量大大提高，铁水利用率(工艺出品率)大幅度提高。用本发明的方法铸出的毛坯上带有成型的涡旋线，其中涡旋槽深可达40mm以上，槽宽≥3mm，涡旋厚度为5～10mm，涡旋长度＞3.5周。
本发明的母模一般采用铝合金制成，组模形成涡旋盘的形状，将粒径为0.4～1.0mm的聚苯乙烯(EPS)颗粒装入预发机中，进行预发，一次预发后的粒径为1.2～3.0mm。预发后，为保证尺寸稳定和粒子内部均匀化，通入P＞1.2～1.5Kg/cm2的压缩空气和一氧化碳气体进行熟化，强制冷却，时间为8小时。在涡旋线部分采用细的聚苯乙烯粒子，其余部分采用粗的聚苯乙烯粒子。先将涡旋线部分填实后合模，然后用料枪以0.5～0.7MPa的压力将其余预发粒子喷入模具，保证成型的蒸气压力0.15～0.30MPa，通气时间控制在0.5～2.5分钟，随后向模具外壁喷水冷却2～8分钟。
本发明在面层涂料中加入可对聚苯乙烯泡沫表面微溶的有机溶剂，它包括氯化乙烯或酮类或苯类，在背层涂料中加发泡剂，包括烷基磺酸钠或苯磺酸钠，涂料的配方为耐火材料100％，硅溶胶1～3％，水玻璃0～5％，白乳胶1～4％，酚醛树脂0～2％，钙膨润土或钠土1～4％，有机溶剂0.1～1％，发泡剂0.1～0.4％，其余为水或醇类。
涂料中的耐火粉料可根据合金种类选择，含有石墨粉、石英粉、镁砂粉、高铝粉熟料、锆英粉，模样上完涂料后，还可做喷砂增强处理。其面层及背层涂料在涂覆后进行烘干，背层涂料在有泡沫的状态下涂覆，面层及背层涂料在涂覆后立即在50～70℃的温度下烘干。
本发明区别于传统涂料之处是加入了可对聚苯乙烯泡沫表面微溶的有机溶剂，如氯化乙烯、酮类和苯类等，达到化学粗化和润湿的目的，提高了面层涂料与模样的附着。传统的各种铸造涂料不允许产生泡沫，而本发明的特征是采用了发泡剂，并且加入发泡剂，如烷基磺酸钠、苯磺酸钠等，有效地提高了涂料的透气性，解决了该工艺的关键难题，加入发泡剂的涂料比不加发泡剂的涂料的透气性提高三倍以上。
在模样上完涂料后做撒砂处理，即撒适当粒度的砂，形成具有连贯通气孔的泡沫体外壳，以加强模样外涂层。
烘干工艺要求是面层涂料在50～70℃温度下干燥，背层涂料在有发泡剂的条件下进行涂覆，涂覆后立即在上述温度下干燥，以保证背层有足够的透气性。
本发明有三种浇注方法，即顶、中部直接注入金属液的方式、中部加集渣等工艺措施进行的浇注及底注式，并可采用集渣处理。根据砂箱大小，一箱可浇注四件以上。在浇注时砂箱内抽真空，本发明采用三种浇注方式，即顶、中部直接注入金属液，或中部加集渣工艺，或采用底注并集渣工艺，真空度控制在-0.02～-0.07MPa。
采用本发明的方法浇注后，将铸件从干砂中取出，涡旋槽内的砂粒即可顺利流出，从而形成涡旋线结构。
权利要求
1.本发明是一种涡旋压缩机涡旋盘的铸造方法，首先向预发的聚苯乙烯粒子中通入压缩空气与一氧化碳气体的混合气体，压力设置为1.2～1.5Kg/cm2，对预发粒子进行强制冷却和熟化，然后将预发粒子喷入用铝合金或其它材料制作的包括涡旋线部分的涡旋盘的母模中，进行成型发泡，向成型实体模上涂涂料，最后进行浇注，本发明的特征在于先将涡旋线部分填实、合模，然后用料枪以0.5～0.7MPa的压力将其余预发粒子喷入模具，使成型的蒸气压力保持在0.15～0.3MPa，通汽时间控制在0.5～2.5分钟，随后向模具外壁喷水冷却2～8分钟，在面层涂料配用溶剂，背层涂料配用发泡剂。
2.由权利要求1所述的涡旋盘的铸造方法，其涂料中的耐火粉料可根据合金种类选择，含有石墨粉、石英粉、镁砂粉、高铝粉熟料、锆英粉，本发明的特征在于在面层涂料中加入可对聚苯乙烯泡沫表面微溶的有机溶剂，它包括氯化乙烯或酮类或苯类，在背层涂料中加发泡剂，包括烷基磺酸钠或苯磺酸钠，涂料的配方为耐火材料100％，硅溶胶1～3％，水玻璃0～5％，白乳胶1～4％，酚醛树脂0～2％，钙膨润土或钠土1～4％，有机溶剂0.1～1％，发泡剂0.1～0.4％，其余为水或醇类，模样上完涂料后，还可做撒砂增强处理。
3.由权利要求1、2所述的涡旋压缩机涡旋盘的铸造方法，其面层及背层涂料在涂覆后进行烘干，本发明的特征在于背层涂料在有泡沫的状态下涂覆，面层及背层涂料在涂覆后立即在50～70℃的温度下烘干。
4.由权利要求1所述的涡旋压缩机涡旋盘的铸造方法，在浇注时砂箱内抽真空，本发明的特征在于采用三种浇注方式，即顶、中部直接注入金属液，或中部加集渣工艺倾斜浇注，或采用底注并集渣工艺，真空度控制在-0.02～-0.07MPa。
5.由权利要求1所述的涡旋盘的铸造方法，将聚苯乙烯颗粒喷入母模进行发泡成型，本发明的特征在于在涡旋盘的涡旋线部分采用细的聚苯乙烯粒子，其余部分采用粗的聚苯乙烯粒子。
全文摘要
本发明是一种涡旋压缩机涡旋盘的铸造方法，首先制作一个包括涡旋线部分的涡旋盘的模具，进行组模，然后将聚苯乙烯颗粒喷入母模，使成型的蒸汽压力保持在0.15～0.3MPa，通汽时间控制在0.5～2.5分钟，随后向模具外壁喷水冷却2～8分钟，进行发泡成型，预发后将压缩空气等混合气体的压力设置为1.2～1.5kg/cm
文档编号B22C7/00GK1161891SQ9610339
公开日1997年10月15日 申请日期1996年4月10日 优先权日1996年4月10日
发明者阎峰云, 许广济, 郝远 申请人:甘肃工业大学