一种铝铜合金叶轮铸件的熔模铸造浇注系统及方法

技术领域

本发明属于铸件成型技术领域，具体涉及一种铝铜合金叶轮铸件的熔模铸造浇注系统及方法。

背景技术

在熔模铸造生产ZL205A铝铜合金叶轮铸件时，如果按传统的生产ZL101A(或ZL101)铝硅合金叶轮铸件的经验，采取如图1所示的顶注式浇注系统结构(本说明书附图中所示结构均为铸件浇注系统的型腔结构，不显示出模具结构)。由于ZL205A铝铜合金金属液流动性较差，这种顶注式浇注系统会造成铸件朝上的大平面上产生大量的夹渣缺陷，使铸件合格率很低，给生产ZL205A铝铜合金叶轮铸件造成很多困扰。

发明内容

本发明的目的是：提供了一种铝铜合金叶轮铸件的熔模铸造浇注系统及方法。本发明能够消除铸件夹渣缺陷、保证铸件内部组织致密。

本发明的技术方案是：一种ZL205A铝铜合金叶轮铸件的熔模铸造浇注系统，包括叶轮铸件型腔，在叶轮铸件型腔顶部沿中轴线设置有冒口，在叶轮铸件型腔叶轮的外圈侧面设置有叶轮侧内浇道，在叶轮铸件型腔的底部设置有底内浇道，在与叶轮侧内浇道相对的、叶轮铸件型腔叶轮的外圈侧面还设置有集渣槽；所述的底内浇道与叶轮侧内浇道均经直浇道与浇口杯连通。

前述的ZL205A铝铜合金叶轮铸件的熔模铸造浇注系统中，所述的冒口中部经斜向下设置的冒口内浇道与直浇道连通。

前述的ZL205A铝铜合金叶轮铸件的熔模铸造浇注系统中，所述的集渣槽经排气支撑管与浇口杯连通。

前述的ZL205A铝铜合金叶轮铸件的熔模铸造浇注系统中，所述的浇口杯的杯口与水平面间的夹角为30°～45°。

前述的ZL205A铝铜合金叶轮铸件的熔模铸造浇注系统中，所述的直浇道呈外凸的弧形结构。

前述的ZL205A铝铜合金叶轮铸件的熔模铸造浇注系统中，所述的叶轮侧内浇道包括2条。

前述的ZL205A铝铜合金叶轮铸件的熔模铸造浇注系统中，所述的底内浇道包括4条。

一种如前所述的ZL205A铝铜合金叶轮铸件的熔模铸造浇注系统的浇注方法，将熔模铸造浇注系统倾斜，使叶轮侧内浇道与底内浇道作为近端处于下方，集渣槽作为远端处于上方；从浇口杯倒入金属液；当倒入金属液液面升至远端上部时，将熔模铸造浇注系统从倾斜位置匀速转平。

前述的浇注方法中，熔模铸造浇注系统的倾斜角度为30°～45°。

本发明的优点是：本发明在整个浇注过程中金属液由下到上顺序填充型腔，浇注过程中产生的浮于金属液表面的熔渣上浮排出铸件型腔进入集渣槽；有效消除铸件夹渣缺陷，保证铸件内部组织致密。本发明浇注结束后浇注系统形成从下到上由低到高的温度梯度、有利于上部冒口内的高温液态金属对下部已凝固低温铸件的补缩，保证铸件获得优良的内部质量。

生产结果表明，改进后铸件经荧光检查的合格率为80％，比改进前23％的合格率获得大幅度提高；且改进前存在的网状裂纹(也称鸡爪印裂纹)完全消除。

附图说明

图1是传统的ZL101A(或ZL101)铝硅合金叶轮铸件的浇注系统形状结构示意图；

图2是本发明的ZL205A铝铜合金叶轮铸件的浇注系统形状结构示意图；

图3是ZL205A铝铜合金叶轮铸件的浇注过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例1。一种ZL205A铝铜合金叶轮铸件的熔模铸造浇注系统，构成如图2所示，包括叶轮铸件型腔1，在叶轮铸件型腔1顶部沿中轴线设置有冒口2，在叶轮铸件型腔1叶轮的外圈侧面设置有叶轮侧内浇道6，在叶轮铸件型腔1的底部设置有底内浇道7，在与叶轮侧内浇道6相对的、叶轮铸件型腔1叶轮的外圈侧面还设置有集渣槽8；所述的底内浇道7与叶轮侧内浇道6均经直浇道4与浇口杯3连通。

前述的冒口2中部经斜向下设置的冒口内浇道5与直浇道4连通。

前述的集渣槽8经排气支撑管9与浇口杯3连通。

前述的浇口杯3的杯口与水平面间的夹角为30°～45°。

前述的直浇道4呈外凸的弧形结构。

前述的叶轮侧内浇道6包括2条。

前述的底内浇道7包括4条。

前述的ZL205A铝铜合金叶轮铸件的熔模铸造浇注系统的浇注方法，参见图3，将熔模铸造浇注系统倾斜，使叶轮侧内浇道6与底内浇道7作为近端处于下方，集渣槽8作为远端处于上方；从浇口杯3倒入金属液；当倒入金属液液面升至远端上部时，将熔模铸造浇注系统从倾斜位置匀速转平。

熔模铸造浇注系统的倾斜角度为30°～45°。

本发明的目的是为了克服原有叶轮铸件浇注系统存在的铸件夹渣缺陷多的问题，它是这样实现的：

①浇注开始时铸件及浇注系统绕水平轴处于30°～45°的倾斜位置，随着金属液不断注入、当金属液液面升至铸件远端上部时，铸件及浇注系统开始绕水平轴从30°～45°的倾斜位置匀速旋转至90°的竖直位置。整个浇注过程中金属液由下到上顺序填充型腔，浇注过程中产生的浮于金属液表面的熔渣上浮排出铸件型腔进入集渣槽；

②浇注结束后浇注系统形成从下到上由低到高的温度梯度、有利于上部冒口内的高温液态金属对下部已凝固低温铸件的补缩，保证铸件获得优良的内部质量。

具体地，本发明的具体操作步骤如下：

第一步、制模：设计浇注系统的各个零件(浇口杯、冒口、直浇道、内浇道、铸件等)形状尺寸，然后设计、制造浇注系统各个零件的蜡模压制模，最后使用蜡模压制模制造出各个零件的蜡模。

第二步、蜡模组合：使用专用工具按设计的浇注系统结构图(如图2)将浇注系统的各个零件组合在一起。

第三步、制壳：按照熔模铸造制壳工艺要求完成制壳。

第四步、脱蜡：按照熔模铸造脱蜡工艺要求完成脱蜡，获得可用于浇注铸件的模壳。

第五步、熔化合金：按照熔化工艺要求完成金属熔化。

第六步、模壳焙烧：按照熔模铸造模壳焙烧工艺要求完成模壳焙烧。

第七步、浇注：浇注开始时铸件及浇注系统绕水平轴处于30°～45°的倾斜位置，随着金属液不断注入、当金属液液面升至铸件远端上部时，铸件及浇注系统开始绕水平轴从30°～45°的倾斜位置匀速旋转至90°的竖直位置。整个浇注过程中金属液由下到上顺序填充型腔，浇注过程中产生的浮于金属液表面的熔渣上浮排出铸件型腔。

第八步、脱壳：按照脱壳工艺要求去除铸件表面的模壳。

第九步、铸件检验：根据要求对铸件的内部及表面质量进行检验。

本发明可用于各种轮、盘类铸件的熔模铸造浇注系统设计。