一种砂型低压铸造充型排气结构及其设置方法

摘要

本发明涉及一种砂型低压铸造充型排气道设置方法，其创新点在于所述步骤为：在砂型上垂直钻出至少一个将型腔最高点与外界导通的深孔；在所述深孔的上端孔口向下涂抹一段糊状的耐火材料层；在所述耐火材料层上钻与深孔导通的小口径浅孔；对耐火材料层加热硬化。铝液平稳上升时，型腔中空气从小口径浅孔中排出；当铝液通过砂型的深孔继续上升，并从小口径浅孔溢出，由于小口径浅孔的口径较小且已溢出砂型的平面外而被迅速凝固。从而能够实现充型过程中平稳排气，充型完成后迅速关闭型腔以便实现加压保压结晶，为提高产品质量提供可靠的保证。另外，有效的降低盖箱砂型高度至100mm~120mm，大大减小了盖箱的用砂量，节省了成本。

权利要求

1.一种砂型低压铸造充型排气结构，包括砂型，其特征在于：所述砂型的顶部设置有连通砂型型腔顶端与外界的排气通道，所述排气通道由从上自下依次设置且相互导通的浅孔和深孔组成，所述深孔的下端与砂型型腔导通，所述浅孔上端与外界导通；且所述浅孔直径小于深孔直径。

2.根据权利要求1所述的砂型低压铸造充型排气结构，其特征在于：所述深孔直径为Φ5-Φ8mm，所述浅孔直径为Φ2~Φ3mm。

3.根据权利要求1所述的砂型低压铸造充型排气结构，其特征在于：所述浅孔的深度在2-6mm。

4.实现上述权利要求1至3任意一项所述的砂型低压铸造充型排气结构的设置方法，其特征在于，所述步骤为：a)在砂型上钻出至少一个将型腔与外界导通的排气通道；

b)在所述排气通道的上端孔口向下涂抹一段糊状的耐火材料层；

c)在所述耐火材料层上钻有导通排气通道和外界的浅孔；

d)最后对耐火材料层加热硬化。

5.根据权利要求4所述的砂型低压铸造充型排气结构的设置方法，其特征在于：所述耐火材料层以红粘土为主要成分。

6.根据权利要求4所述的砂型低压铸造充型排气结构的设置方法，其特征在于：所述步骤d）中耐火材料层加热硬化利用浇注前的模温实现。

说明书

一种砂型低压铸造充型排气结构及其设置方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种砂型低压铸造充型排气结构，还设置一种砂型低压铸造充型排气结构的设置方法。

背景技术

[0002] 砂型低压铸造是利用压缩气把坩埚内的经过精炼处理的铝液通过升液管平稳压到砂型中的工艺方法。其具有以下优点：液体金属充型比较平稳；铸件成形性好，有利于形成轮廓清晰、表面光洁的铸件，对于大型薄壁铸件的成形更为有利；铸件组织致密，机械性能高；提高了金属液的工艺收得率。此外，劳动条件好；设备简单，易实现机械化和自动化。

[0003] 砂型低压铸造中的铝铸件在充型时，砂型的温度通常在80-150℃之间，铝液温度在700~750℃之间，两者温差较大，很易在充注过程中（特别较大件的薄壁类壳体产品）铝液在型腔流动时已冻结凝固，无法实现方向性凝固，因而必须有一定的时间及充型速度要求。但是由于无法观察到铝液何时充满型腔，因此充型的时间、速度以及铝液量很难掌握，对于型腔封闭后的增压、保压时间也很难确定。经常发生由于控制不易而产生产品报废甚至产生安全事故，这种工艺方法也制约了低压铸造技术不能生产大型铝铸件的技术瓶颈。

[0004] 为此，现行的工艺方法为了解决上述的技术瓶颈，如图1所示，在砂型低压铸造的工艺设计中，在上部盖箱中增加砂型的高度，并在这个盖箱的砂型6中设置很高长的冒口5（通常400mm~600mm的高度）。通过该冒口5来观测控制铝液的充型过程并用于补缩。由于这冒口5既要便于观测，又要符合补缩的要求，其直径必须大于产品的壁厚6~15倍。冒口直径的加大使得这个需要尽快凝固冻住封闭型腔的通道而不易封闭。因此该种工艺仅仅只是利用低压充型，属于低压充型工艺，无法采用结晶增压。使得低压铸造特别是砂型的低压铸造的技术受到了很大的制约。

发明内容

[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种砂型低压铸造充型排气结构，能够在低压充型时将型腔内气体平稳排出，且能在铝液充满型腔后溢出并迅速关闭型腔实现升压保压结晶。还提供一种砂型低压铸造充型排气结构的设置方法。

[0006] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种砂型低压铸造充型排气结构，包括砂型，其创新点在于：所述砂型的顶部设置有连通砂型型腔顶端与外界的排气通道，所述排气通道由从上自下依次设置且相互导通的浅孔和深孔组成，所述深孔的下端与砂型型腔导通，所述浅孔上端与外界导通；且所述浅孔直径小于深孔直径。

[0007] 进一步的，所述深孔直径为Φ5-Φ8mm，所述浅孔直径为Φ2~Φ3mm。

[0008] 进一步的，所述浅孔的深度在2-6mm。

[0009] 实现上述砂型低压铸造充型排气结构的设置方法，其创新点在于所述步骤为：在砂型上钻出至少一个将型腔与外界导通的排气通道；在所述排气通道的上端孔口向下涂抹一段糊状的耐火材料层；在所述耐火材料层上钻与导通排气通道和外界的浅孔；最后对耐火材料层加热硬化。

[0010] 进一步的，所述耐火材料层以红粘土为主要成分。

[0011] 进一步的，所述步骤d）中耐火材料层加热硬化可利用浇注前的模温实现。

[0012] 本发明的优点在于：采用具有上述排气结构的砂型进行充型时，铝液平稳上升，型腔中空气从已硬化的耐火材料层浅孔中排出；当铝液充满型腔并通过砂型的深孔继续上升，由于深孔的直径较大，铝液在上升过程中不易凝固，继续上升从浅孔溢出，由于小口径浅孔的口径较小、深度较浅，能够溢出砂型的平面外而被迅速凝固。从而能够实现充型过程中平稳排气，充型完成后迅速关闭型腔以便实现加压保压结晶。并可通过观察溢出时间点来掌握充型的时间、速度以及铝液量，对于型腔封闭后的增压、保压时间点也好确定，为提高产品质量提供可靠的保证，产品合格率达到98%以上。另外，有效的降低盖箱砂型高度至100mm~120mm，大大减小了盖箱的用砂量，节省了成本。

附图说明

[0013] 图1为传统带冒口低压充型结构示意图。

[0014] 图2为本发明中砂型低压铸造充型排气结构的结构示意图。

具体实施方式

[0015] 如图2所示，包括砂型1，在砂型1的顶部设置有连通砂型型腔11顶端与外界的排气通道。该排气通道由从上自下依次设置的浅孔2和深孔3组成。深孔3的下端与砂型型腔11导通，深孔3上端与浅孔2下端导通，浅孔2上端与外界导通，浅孔2的直径小于深孔3直径。浅孔2和深孔3钻孔方向可以是垂直的，也可以是倾斜的，但浅孔2必须位于砂型
1上表面。

[0016] 设置排气结构的具体步骤为：

[0017] 首先在砂型1上表面钻出至少一个将型腔11与外界导通的排气通道，该排气通道可垂直钻出，也可以为倾斜设置。排气通道的分布、数量根据不同产品的实际情况设定，根2
据砂箱上表面面积来计算，平均50-300cm 增加1到3个。

[0018] 排气通道的孔径在Φ5-Φ8mm之间，原因是：排气通道的深度较深，若其内径过小，则铝液在充满型腔通过排气通道上升过程中即有可能凝固，使得技术人员无法观察到铝液溢出，无法确定充型时铝液充满的确切时间点。内径过大则降低了铝液收得率，且无法实现顺序凝固。

[0019] 为了实现铝液溢出后迅速凝固，做到在铝液充满型腔后能迅速关闭。因此在各排气通道的上端孔口向下涂抹一段糊状的耐火材料层4，该耐火材料层4深度在2-6mm左右，以红粘土作为主要成分。当耐火材料层4涂抹到排气通道内后，利用常规工具在耐火材料层4上开与排气通道导通的小口径浅孔2，该小口径浅孔2直径为Φ2~Φ3mm，从而形成上部为浅孔2、下部为深孔3的排气通道。

[0020] 最后对耐火材料层4加热，使之硬化。加热可直接利用铸造时120~220℃的铸型模温来干燥。

[0021] 工作原理：进行充型时，铝液平稳上升，型腔中空气经深孔3从已硬化的耐火材料层浅孔2中排出；当铝液通过砂型的深孔1继续上升，由于深孔3的直径较大，铝液在上升过程中不易凝固，继续上升从浅孔3溢出，由于浅孔3的口径较小、深度较浅，能够溢出砂型1的平面外而被迅速凝固。从而能够实现充型过程中平稳排气，充型完成后迅速关闭型腔以便实现加压保压结晶。