[發(fā)明專利]薄壁結(jié)構(gòu)負(fù)壓鑄造成型方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110336258.5
• 申請(qǐng)日: 2011-10-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102335723A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王衛(wèi)民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 王衛(wèi)民
• 主分類號(hào): B22C9/03
• 分類號(hào): B22C9/03;B22D18/06
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

一.涉及技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明的“薄壁結(jié)構(gòu)負(fù)壓鑄造成型方法”涉及復(fù)雜空腔殼體結(jié)構(gòu)負(fù)壓鑄造成型。成熟的負(fù)壓鑄造成型方法是V法及消蝕模法，其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)鑄造砂料抽真空型成壓差，砂料在壓差下擠壓成型，簡(jiǎn)化了成型及清砂工序，減少有害氣體損害鑄件質(zhì)量。V法負(fù)壓鑄造成型是這樣實(shí)現(xiàn)的：預(yù)制實(shí)物模型，模型實(shí)型表面有抽真空氣連通孔與真空系統(tǒng)接通，實(shí)型表面真空吸力作用范圍內(nèi)安放塑料薄膜，薄膜背面有加熱裝置將薄膜加熱軟化，在真空吸附下薄膜覆蓋實(shí)物模型，冷卻后型成薄膜實(shí)型，薄膜實(shí)型放在與真空系統(tǒng)連通的砂箱內(nèi)，抽真空后砂型在壓差下型成與薄膜實(shí)型相同型狀，保持真空狀態(tài)，兩個(gè)砂箱對(duì)位合箱后澆鑄，工件冷卻成型后釋放真空，砂型自動(dòng)饋散，消失模法負(fù)壓鑄造先制作一個(gè)泡沫塑料實(shí)型，將泡沫塑料實(shí)型放入與真空系統(tǒng)連通的砂箱內(nèi)，抽真空后沙型在壓差下擠壓成有一定剛度的砂芯，在保持真空狀態(tài)下完成澆鑄，可以看出V法及消蝕模法都是對(duì)砂箱抽真空型成壓差擠壓砂型形成有一定剛度的鑄造型腔，保證鑄型表面壓差均衡是零件幾何形狀完整成型的關(guān)鍵，目前對(duì)外部表面成型還是可靠的，但是有封閉、半封閉空腔殼體結(jié)構(gòu)的零件鑄造成型仍需采用內(nèi)部下砂芯辦法，傳統(tǒng)內(nèi)部砂芯排氣無(wú)法解決，內(nèi)部砂芯需人工清砂，改進(jìn)的方向是：鑄造有封閉、半封閉空腔殼體結(jié)構(gòu)的零件需要設(shè)置內(nèi)置砂芯時(shí)，內(nèi)部砂芯能夠?qū)崿F(xiàn)真空排氣、氣體調(diào)質(zhì)及加壓、內(nèi)部砂芯能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)清砂。

二.發(fā)明的目的：

將與鑄件實(shí)物幾何型狀相同的泡沫塑料零件包覆在內(nèi)置空殼結(jié)構(gòu)砂芯外表面型成基本鑄型簡(jiǎn)化造型工藝，采用內(nèi)置空殼結(jié)構(gòu)砂芯與獨(dú)立真空源、壓縮氣體源接通，可以根據(jù)需要通過(guò)內(nèi)置空殼結(jié)構(gòu)砂芯可靠真空排氣、保持正壓、通入有益氣體，調(diào)節(jié)內(nèi)置空殼結(jié)構(gòu)砂芯壓力，溫度、氣體物理化學(xué)特性，能夠維持砂型穩(wěn)定保證鑄型完整提高內(nèi)在質(zhì)量，內(nèi)置空殼結(jié)構(gòu)砂芯通入壓縮空氣能夠壓碎砂芯實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清砂。

三.實(shí)現(xiàn)發(fā)明的方法：

本發(fā)明的“薄壁結(jié)構(gòu)負(fù)壓鑄造成型方法”是這樣實(shí)現(xiàn)的：將與鑄件實(shí)物幾何型狀相同的實(shí)型泡沫塑料零件包覆在外形與鑄件實(shí)物內(nèi)腔幾何型狀相同的內(nèi)置空殼結(jié)構(gòu)砂芯外表面型成基本鑄型，內(nèi)置空殼結(jié)構(gòu)砂芯壁面的內(nèi)芯排氣接頭通過(guò)耐高溫軟管經(jīng)控制閥門與獨(dú)立真空源、壓縮氣體源接通型成內(nèi)腔氣體壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，將與內(nèi)腔氣體壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)接通的基本鑄型置入與真空源連接的砂箱內(nèi)構(gòu)成薄壁結(jié)構(gòu)負(fù)壓鑄造成型系統(tǒng)，薄壁結(jié)構(gòu)負(fù)壓鑄造成型系統(tǒng)采取實(shí)現(xiàn)通過(guò)內(nèi)腔氣體壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)內(nèi)置空殼結(jié)構(gòu)砂芯壓力，溫度、氣體物理化學(xué)特性的措施保證鑄造幾何成型完整，減少有害氣體對(duì)內(nèi)在質(zhì)量不良影響，這些功能措施是：內(nèi)置砂芯外表面幾何型狀與鑄件實(shí)物內(nèi)腔型狀重合，內(nèi)置砂芯是有貫通內(nèi)部空間的空殼結(jié)構(gòu)，內(nèi)置空殼結(jié)構(gòu)砂芯壁面均布內(nèi)芯真空抽氣孔，真空抽氣孔直徑0.5-10MM，內(nèi)置空殼結(jié)構(gòu)砂芯壁面有內(nèi)芯排氣接頭可以與外部獨(dú)立真空源及壓縮氣體源連接，與鑄件實(shí)物幾何型狀相同的泡沫塑料零件其內(nèi)表面幾何型狀與內(nèi)置空殼結(jié)構(gòu)砂芯外壁面重合，可以將泡沫塑料零件對(duì)剖為兩個(gè)半型零件，泡沫塑料零件對(duì)剖分型面可以采用鏡向分型面，泡沫塑料零件內(nèi)外表面敷高溫隔離涂料，將兩個(gè)半型泡沫塑料零件包覆在內(nèi)置空殼結(jié)構(gòu)砂芯外表面型成基本鑄型后，內(nèi)置空殼結(jié)構(gòu)砂芯壁面的內(nèi)芯排氣接頭通過(guò)耐高溫軟管經(jīng)控制閥門同時(shí)與獨(dú)立真空源、壓縮氣體源接通型成內(nèi)腔氣體壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可以根據(jù)需要通過(guò)內(nèi)腔氣體壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)可靠真空排氣、保持正壓、通入有益氣體，調(diào)節(jié)內(nèi)置空殼結(jié)構(gòu)砂芯壓力，溫度、氣體物理化學(xué)特性，能夠維持砂型穩(wěn)定保證鑄型完整提高內(nèi)在質(zhì)量，內(nèi)置空殼結(jié)構(gòu)砂芯通入壓縮空氣能夠壓碎砂芯實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清砂。開(kāi)啟與真空源接通控制閥門在內(nèi)置空殼結(jié)構(gòu)砂芯壁面產(chǎn)生真空吸附、真空排氣、通過(guò)等凈壓原理保持澆鑄流道及砂型真空，開(kāi)啟與壓縮氣體源接通控制閥門在內(nèi)置空殼結(jié)構(gòu)砂芯壁面產(chǎn)生正壓，加大正壓可以產(chǎn)生壓力破壞作用，通入有益氣體可以調(diào)節(jié)內(nèi)置空殼結(jié)構(gòu)砂芯壓力，溫度、氣體物理化學(xué)特性提高鑄型質(zhì)量，將基本鑄型置入與真空源連接的砂箱，先啟動(dòng)砂箱真空源讓鑄造砂料在基本鑄型外表面型成壓差擠壓成型，然后啟動(dòng)內(nèi)腔排氣系統(tǒng)，內(nèi)腔排氣系統(tǒng)的負(fù)壓與基本鑄型表面負(fù)壓通過(guò)閥門調(diào)節(jié)排氣流量保持平衡，需要將產(chǎn)生的有害氣體可靠排放出鑄型空間，可以在澆鑄前通過(guò)澆道送入氧化劑與泡沫塑料零件接觸燃燒產(chǎn)生煙氣依序通過(guò)高溫隔離涂料、內(nèi)置空殼結(jié)構(gòu)砂芯真空抽氣孔、內(nèi)腔排氣系統(tǒng)排入砂箱外部，泡沫塑料消蝕后其表面的高溫隔離涂料膜被吸附貼合在外部砂型及內(nèi)部砂芯表面型成鑄造材料澆道空腔，在保持真空下開(kāi)始澆鑄，也可以在澆鑄同時(shí)，讓高溫澆鑄材料氣化消蝕泡沫塑料，產(chǎn)生煙氣依序通過(guò)高溫隔離涂料、內(nèi)置空殼結(jié)構(gòu)砂芯真空抽氣孔、內(nèi)腔排氣系統(tǒng)排入砂箱外部，在保持真空下開(kāi)始澆鑄，澆鑄時(shí)通過(guò)內(nèi)置空殼結(jié)構(gòu)砂芯內(nèi)腔氣體壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)送入保護(hù)性氣體對(duì)提高鑄件質(zhì)量有利，通過(guò)內(nèi)置空殼結(jié)構(gòu)砂芯內(nèi)腔氣體壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)送入高溫保護(hù)性氣體對(duì)提高鑄件質(zhì)量有利，待工件冷卻成型后釋放真空，外部砂型饋散，內(nèi)置空殼結(jié)構(gòu)砂芯通入壓縮空氣，氣體壓力將內(nèi)置空殼結(jié)構(gòu)砂芯壓碎實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清砂。