[發明專利]V法、低壓生產超高壓開關承壓鋁合金罐體的方法

有效

• 申請號: 201210386310.2
• 申請日: 2012-10-12
• 公開（公告）號: CN102941333A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 徐通生;趙松慶;王宏偉;楊煥喬
• 申請（專利權）人: 南陽市匯森精密儀器鑄造有限公司
• 主分類號: B22D18/00
• 分類號: B22D18/00;B22D18/06;B22C9/03
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 莊振乾

技術領域

本發明屬于鋁合金罐體鑄造技術領域，具體涉及一種超高壓開關承壓鋁合金罐體的真空造型（V法）與低壓澆注結合的工藝方法。

背景技術

法鑄造是真空密封造型或負壓造型鑄造工藝的簡稱，其原理是利用塑料薄膜覆模造型并密封砂箱,依靠真空泵抽出型內空氣,造成型內箱外壓力差，使干砂緊實，形成所需型腔。型砂不使用粘結劑，落砂簡便，使造型材料的耗量降到最低限度，減少廢砂，改善了勞動條件。其干砂回用率高達95%以上，而且鑄件表面品質和尺寸精度大大提高，降低了鑄件的生產能耗，是一種綠色環保鑄造工藝。

低壓鑄造是采用氣壓充型并在壓力下結晶的鑄造方法。是介于壓力鑄造與重力鑄造之間的一種鑄造方法。該方法，金屬液充型平穩，充型速度可根據鑄件的不同結構進行調整，金屬在壓力下充型，流動性增加，便于澆注復雜薄壁鑄件，金屬液用容器底部進入，可減少氧化夾渣，鑄件在壓力下結晶凝固，固鑄件組織致密，力學性能高，鑄件質量好。

目前國內企業真空鑄造工藝方法使用很廣泛。然而其使用范圍大多是生產鑄鋼和鑄鐵零件，對表面質量要求較高的鋁合金鑄件，及一些復雜的結構件以及有一定抗壓要求的鑄件還沒有達到相應的技術要求。

該超高壓開關承壓鋁合金罐體是高壓輸變電裝備關鍵部件，耐壓鋁合金罐體鑄件整體品質要求高。由于高壓輸變電器設備要求15年不檢修，故技術規定要對鑄件逐件進行水壓、氣壓強度試驗和SF6氣密性檢漏試驗。該種零件材質為鋁合金ZL101A-T6。壁厚在10-14mm之間，體積為1800×1500×800之間，屬于大型薄壁件，工作時里面充滿SF6氣體，故其外在內在組織不允許有缺陷，尤其法蘭密封面連小于φ0.1mm的針孔都不允許存在。

現有的真空鑄造工藝方法其澆注過程為傳統重力澆注方式，該方式是指金屬液在地球重力作用下注入鑄型的工藝，也稱澆鑄。該方式需要一套體積龐大的澆注系統，鑄件厚大部位需要冒口進行步縮。該澆注方式對一些體積較大、結構簡單、力學性能要求不高的鑄件較為有效。在傳統重力澆注方式中，金屬液體對真空鑄造工藝中的鑄型產生較大的沖刷力，并帶來鑄件內部夾渣、氣孔、針孔等缺陷，尤其是超高壓開關承壓鋁合金罐體的法蘭密封面的針孔問題較難解決。同時由于冒口的排布，使得體積較大，壁厚較薄的一些鑄件工藝出品率低下，嚴重制約生產效率提高及能源節約。

發明內容

本發明的目的在于提供一種V法、低壓生產超高壓開關承壓鋁合金罐體的方法。該方法解決現有真空造型重力澆注工藝引起鑄型受金屬液體強烈沖刷導致鑄件夾渣、氣孔、針孔等鑄造缺陷，同時可解決重力澆注系統占用金屬液過多，尤其對壁厚較薄、體積較大的鑄件工藝出品率低的問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案：用V法、低壓生產超高壓開關承壓鋁合金罐體的方法，其特征在于包括以下工藝步驟：

1、工裝制造：制作帶有抽氣箱和抽氣孔且上面帶有零件外形的上、下真空箱和具有零件內形帶有抽氣孔的芯盒，再用金屬制做上下“V法”沙箱；

2、制作低壓澆注系統：用樹脂砂制造低壓澆注系統，包括直澆道、橫澆道、內澆道，直澆道的形狀及尺寸對齊低壓澆注設備的升液管內徑尺寸，橫澆道和內澆道的面積逐次減少，以滿足鑄件順序凝固的條件，整個澆注系統的高度尺寸應與砂箱高度相匹配；

3、上箱造型：上箱造型采用真空造型，其步驟同重力澆注“V法”造型步驟。具體包括：薄膜加熱，薄膜成型（吸膜），在氣體不易派出的部位放排氣孔，噴涂料，放砂箱，加砂震實，覆背膜；

4、下箱造型：下箱造型采用真空造型，具體包括：薄膜加熱，薄膜成型（吸膜），在覆膜并噴涂料后將制作好的低壓澆注系統放入，放上真空造型砂箱，并向砂箱內充填干砂，待填充到與砂箱平時，開啟震動臺，借微震使砂緊實后刮去多余沙子；覆上密封薄膜，然后打開砂箱閥門抽去型砂內空氣，使鑄型內外存在壓力差，在直澆道上放置石棉密封墊，蓋底板并與沙箱固定，關閉真空箱內的真空，起模；

5、下芯合箱：將下模型腔翻轉180度，放置在低壓澆注設備工作臺面上，并使直澆道對準升液管口，后把制好的樹脂砂內芯放置在下模型腔內，將上模型腔與下模型腔合在一起，并緊固；