[發明專利]大型銅合金砂模鑄造工藝

有效

• 申請號: 201210346425.9
• 申請日: 2012-09-15
• 公開（公告）號: CN102873309A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 王永麗;方燦根;方迪江;方田;方小根
• 申請（專利權）人: 浙江燦根機械制造有限公司
• 主分類號: B22D25/00
• 分類號: B22D25/00;B22C9/12;B22C9/02
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技術領域

本發明涉及一種金屬合金的鑄造加工工藝，尤其涉及大型銅合金砂模鑄造工藝。

背景技術

目前關于大型金屬合金的鑄造一般采用砂模鑄造工藝也有花費巨資通過離心鑄造。上述兩種傳統的鑄造方法中離心鑄造其鑄件一般不超3噸，究其原因離心鑄造其需要一個金屬鑄模，這種大型的金屬鑄模其制造本身就存在巨大的技術困難，而離心鑄造需要旋轉金屬鑄模，如果設計鑄件單件達到十噸以上，那金屬鑄模其重量將達到數十噸是完全無法實現旋轉加熱，不具有可實施性。砂模鑄造雖然適用于大型鑄件制造，但目前的砂模鑄造一般也不能超過5噸，大于5噸的鑄模由于其巨大的壓力及體積影響，往往容易導致砂箱漏氣，正空緊實環境被破壞。較為嚴重時可導致如下后果：1、塌箱；2、鑄件局部不能成型；3、鑄件內有大量型砂(白點)；4、局部(或全部)沾沙。隨著我國大型石油、礦山機械、大型航空飛機等重要領域的不斷發展，對于5噸以上大型鑄件的需求以及要求也越來越迫切。作為技術說明抬包是鑄造工藝中常用的用于容納、傾倒金屬溶液的容器。

中國發明專利專利號200610052376.2公開了一種大型高溫合金鑄件的鑄造方法。其步驟如下：先在真空爐中把重熔時要增量的元素和要燒損的元素結合高溫合金的化學成分進行預配方，得到高溫合金的母料；然后到高速熔煉的周波爐上重熔，變成鋼水；之后在高溫下進行造渣澆注，得大型鑄件；對鑄件的冒口進行線切割；最后對鑄件進行高溫固熔處理。該種鑄造方法其鑄件在40kg到5噸，并不適用于5噸以上的鑄件。

發明內容

本發明提供了一種鑄造安全、鑄件整體致密性好，鑄件單件達到5噸以上，尤其適用于直徑在5米以上蝸輪鑄造的大型銅合金砂模鑄造工藝。

一種大型銅合金砂模鑄造工藝，其步驟如下：

(一)、銅合金處理，將銅合金在電爐內熔解，而后在保溫溫度下同時注入經過干燥的氮氣對銅合金溶液進行除氣，完成除氣的銅合金溶液在電爐內二次加熱并超過保溫溫度值；

(二)、砂模建造，首先選擇石英砂在混砂機內完成混砂，并進行預熱干燥，而后進行造型，將木模放在冷鋼模板鋪底的托板上進行擺箱構成砂模，而后以木模內外表面為基準將冷鋼模板堆砌成鑄件腔體，冷鋼模板為層疊式堆砌，每堆砌完一層冷鋼模板即將完成混砂的石英砂填充滿砂模，完成冷鋼模板堆砌后，將石英砂分層搗實其后將木成模取出即可，其次在砂模四邊角的石英砂內分別挖出連通鑄腔的流道，最終構成成型的砂模；

(三)、鑄件鑄造，將二次加熱的銅合金溶液分別注入四個抬包內并由經過干燥的氮氣對銅合金溶液進行同時再次除氣，而后四個抬包將銅合金溶液分別澆筑注入砂模四邊角石英砂內挖出的流道內，由流道將銅合金溶液輸送至鑄腔內灌滿，冷卻構成鑄件。所述的冷卻構成鑄件為蝸輪胚體鑄件，當然也可以是其他結構的鑄件。

上述鑄造工藝解決了傳統大型鑄件鑄造過程中存在的多個技術問題具體如下：

1、采用經過干燥的氮氣注入銅合金溶液進行除氣，通過氮氣注入使得銅合金溶液不斷翻滾以排除大量銅合金溶液中存在的少量氣體，提高鑄件的致密性防止在鑄件內出現氣孔等質量缺陷，屏蔽了傳統應用氮氣進行防氧化功能，這種適用在小型鑄造方法在大型鑄造中并不適用。

2、通過堆砌冷鋼模板構成的鑄腔，形成實際的一個金屬鑄模，創造性的在砂模鑄造中構成金屬鑄模，克服了傳統砂模沾沙、白點、不能成型、抗壓能力差等技術缺陷。

3、采用四個砂模四邊角的流道技術同時灌注鑄腔，以減少鑄件的鑄造成型時間，防止在大型鑄件中常常出現的局部過早凝固而引起的鑄件不能成型問題，確保了鑄件的成型率。

所述的銅合金處理時保溫溫度為1100-1200度，二次加熱溫度到達值為1400-1500度；所述的經過干燥的氮氣通過兩個以上管道深入電爐內的銅合金溶液內部充分除氣，實現銅合金溶液的快速、均勻除氣。