[實用新型]一種大型有色金屬薄壁結構件的鑄造裝置

有效

• 申請號: 201922274040.6
• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN211191962U
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 白樸存;崔曉明;劉飛;候小虎;劉福魁;趙文曙
• 申請（專利權）人: 內蒙古工業大學;包頭市新科峰機械制造有限責任公司
• 主分類號: B22D18/04
• 分類號: B22D18/04;C22C1/03;C22C1/06;C22C21/00
• 代理公司: 長沙楚為知識產權代理事務所(普通合伙) 43217
• 代理人: 陶祥琲

一種大型有色金屬薄壁結構件的鑄造裝置，所述鑄造裝置出液口連通鑄造砂箱，鑄造砂箱內設有連通的澆注系統及型腔，包括L形儲液筒(10)、壓力提供筒(20)和結晶處理器(30)，L形儲液筒(10)頂部可充入第一氣壓的保護性氣體，所述L形儲液筒用于將存儲的金屬熔體以第一氣壓為動力使得金屬熔體填充到型腔中；壓力提供筒(20)與L形儲液筒(10)一體連接為U形管連通器，壓力提供筒(20)頂部可充入第二氣壓的保護性氣體，用于以第二氣壓通過結晶處理器為型腔保壓補縮；所述結晶處理器入液口連通壓力提供筒，出液口連通澆注系統及型腔，結晶處理器(30)設有細晶機構。所述大型有色金屬薄壁結構件的鑄造裝置，小設備制造大鑄件，低壓填充、高壓補縮，在填充的同時可對熔體連續微合金化處理。

技術領域

本實用新型涉及鑄造的技術領域，具體涉及一種大型有色金屬薄壁結構件的鑄造裝置。

背景技術

鋁合金枕梁是高速列車轉向架機構的關鍵部件，其通過減振機構直接與車輪行走裝置連接。枕梁作為高鐵機車的關鍵零部件，是典型的結構復雜、薄壁的大型鋁合金鑄件，同時，枕梁又是箱體類鑄件，中間有完整的空腔，是空氣彈簧附加氣室的貯氣室，枕梁鑄件的外形尺寸3068mm×1315mm×260mm，平均壁厚為15～25mm，鑄件凈重710kg。工作壓力6bar，因此，枕梁又屬于打壓鑄件；枕梁承受著整個車體重力的作用，在車輛運行中，隨著車輛的顛簸，受交變載荷的作用，所以枕梁也屬于受力鑄件。因此，鋁合金枕梁鑄件的技術要求高，鑄件需進行100％X光檢測，內部不允許有裂紋、超標氣孔及夾雜缺陷，圓形針孔不允許超過4級，長形針孔不允許超過2級，海綿狀疏松和分散狀疏松均不允許超過2級。尺寸精度為GB/T6414-1999的Ⅱ級，鑄件內腔在為6bar壓力時保壓，5min內壓降為0.1bar，最大工作壓力為7bar。砂型鑄造，鑄型一般由外部砂型和內部型芯兩部分組成。大型箱體類、薄壁鋁合金鑄件砂型鑄造的主要鑄造缺陷就是鑄件的針孔度達不到設計要求。

現有技術的大型薄壁鋁合金鑄件的砂型鑄造，存在如下缺陷：

1)低壓鑄造難以鑄造大鑄件，均是小鑄件。例如日本尼桑發動機公司的發明專利(JP2008142735A，20080626)以活塞11將射出腔9內的熔體由型腔底部豎直向上充入型腔5，射出腔9的容量是有限的。還有日本新東工業株式會社的發明專利(CN103517776A，20140115)也是以活塞20將注射套筒16的注射腔內的熔體壓入橫澆道8進而水平填充入型腔6中。以注射腔獲得壓力填充型腔，適合小鑄件，不適合類似鑄件凈重710kg的鋁合金枕梁。即便如CITIC DICASTAL CO LTD中信戴卡股份公司的發明專利(US2019283122A1，20190919)一種鋁合金車輪低壓鑄造方法，在坩堝頂部通過上升管13經多個分澆道11連通模具型腔，以氣壓作為動力使得熔體從上升管13進入型腔，雖然可以增大鑄件，但仍然存在氣體大面積作用于液體的壓力遲滯問題。

或者低壓鑄造設備適應小鑄件鑄造，則無法填充大鑄件，大型號的低壓鑄造設備做小鑄件則是浪費，適應性很差。

2)低壓鑄造與晶粒細化不能有機結合，互相等待。因為射出腔或坩堝腔都是坩堝材料，而晶粒細化需要冷卻并晶粒物理打碎的過程，而這一過程只能單獨安排另一工序來完成。

3)需要創新與其他鑄造工藝相結合的鑄造工藝設備，例如傾轉式填充在重力鑄造中比較成熟，如何很好地結合使用到低壓鑄造工藝中，還需要專門的鑄造裝置。

因此，對于大型有色金屬薄壁結構件的鑄造，如何結合不同鑄造工藝的優點，如傾轉式填充結合低壓鑄造，傾轉式填充結合重力鑄造，如何填充同時結合晶粒細化，如何使得小設備能夠適應填充大鑄件的能力，成為業界急需解決的棘手問題。

實用新型內容

針對上述缺陷，本發明的目的在于提供一種大型有色金屬薄壁結構件的鑄造裝置及鑄造方法。