一種金屬型低壓鑄造用發(fā)熱保溫冒口及其制造方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬型低壓鑄造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種發(fā)熱保溫冒口，具體涉及一種金屬型低壓鑄造上使用的發(fā)熱保溫冒口及其制造方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁鑄件金屬型低壓鑄造過程中，鋁液在較低壓力作用下由底部自下而上反重力作用注入金屬型腔，充型平穩(wěn)，底部注入端一一內(nèi)澆道同時充當(dāng)了補縮冒口的作用，鑄件在稍高壓力作用下凝固成型。由于鑄件靠底部澆道在壓力下補縮，因而鑄件離底部澆口較遠(yuǎn)的位置若出現(xiàn)厚大部位，或是鑄件本身高度較高，底部補縮難以到達(dá)，因而容易出現(xiàn)縮松。當(dāng)前，針對這一技術(shù)問題，行業(yè)內(nèi)使用最多的手段主要有以下幾種:方案一是在厚大部位設(shè)置冷卻水強(qiáng)制冷卻手段，方案二是通過從底部澆注系統(tǒng)單獨引出一支截面積較大的補縮柱來補縮。這兩種技術(shù)方案在實施過程中都對模具制造提出了較高的要求，因而增加了模具的制作成本。不僅如此，關(guān)于冷卻水的使用，一旦模具制作存在疏忽，水氣泄漏存在安全隱患。而采用補縮柱，鑄件成形后補縮柱的切割也費時費力，且?guī)龛T件出品率低的問題。另一個較普遍采用的方案是在熱節(jié)頂部設(shè)置冒口。
[0003]名稱為“高壓開關(guān)用耐壓鑄鋁蓋板的鑄造模具”、申請?zhí)?01220646156.3的專利公開了一種方法，其采用的設(shè)置冒口方案為金屬型腔構(gòu)成冒口外圍輪廓，鋁液注入形成冒口，該方案冒口截面需設(shè)置很大，且因金屬型壁對冒口處的激冷作用使得冒口極易冷卻，補縮效果受到影響。
[0004]名稱為“一種鋁合金低壓鑄件冒口涂層結(jié)構(gòu)及處理方法”、專利申請?zhí)?01410421149.7的專利采用的設(shè)置冒口方案為金屬型腔構(gòu)造冒口外圍輪廓，為起到一定的保溫作用，在金屬型腔中涂兩層保溫涂層，該設(shè)計的缺點是對涂層的要求較高，既要求涂層有很好的絕熱性能，又要求其同金屬壁有很強(qiáng)的附著力，同時又不能被鋁液粘連剝落。從福士科現(xiàn)有金屬纖維涂層產(chǎn)品使用情況來看，其保溫效果良好，但同金屬壁粘連效果較差，容易被鋁液沖刷后剝落，且價格昂貴。故而上述專利中涂層實際效果有待驗證。
[0005]名稱為“高壓開關(guān)用鑄鋁殼體的模具制備鑄鋁殼體的方法”、申請?zhí)?01110128057.6的發(fā)明專利披露了一種方法，頂部冒口采用的是砂芯形成冒口輪廓的方案，砂芯雖能夠起到一定保溫效果，但同發(fā)熱冒口相比效果要差，達(dá)到同等補縮效果的所需冒口直徑較大，浪費鋁料。
[0006]目前市場上的發(fā)熱保溫冒口因具備發(fā)熱劑，遇熱會自身燃燒，能夠有效降低金屬液同外界的熱交換損失，故而能夠確保金屬液長時間不凝固，具有良好的補縮效果。常規(guī)發(fā)熱保溫冒口在鑄鋼、鑄鐵件砂型鑄造上廣泛應(yīng)用，但在鋁合金金屬型低壓鑄造上卻未有涉及。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種金屬型低壓鑄造上使用的發(fā)熱保溫冒口及其制造方法，同現(xiàn)有技術(shù)中的頂部金屬模形成冒口以及砂芯制作冒口等工藝相比，發(fā)熱保溫冒口能夠使鋁液維持溫度時間更長，補縮效果更好，確保鑄件質(zhì)量。為解決鋁合金金屬型低壓鑄造中遠(yuǎn)離底部澆注系統(tǒng)的厚大部位縮松問題，通過本發(fā)明的方案，在熱節(jié)處使用發(fā)熱保溫冒口，規(guī)避金屬型鑄造熱節(jié)部位采用水冷方案，簡化生產(chǎn)操作工序。
[0008]本發(fā)明的另一目的在于將所述的發(fā)熱保溫冒口應(yīng)用于鋁合金金屬型低壓鑄造中。
[0009]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0010]一種金屬型低壓鑄造上使用的發(fā)熱保溫冒口，包括冒口套與易割片，冒口套中包含保溫材料和/或發(fā)熱劑，易割片同軸設(shè)在冒口套的下端，兩者之間形成補縮空腔，其特征在于，所述的冒口套與易割片的粘接面外由射砂形成一環(huán)狀覆膜砂砂套。
[0011]本發(fā)明中采用覆膜砂射砂方法在冒口套與易割片的粘接處制作砂套，以有效解決常規(guī)發(fā)熱冒口的冒口套與易割片膠水粘接經(jīng)模溫300°c烘烤易失效的問題。所述的發(fā)熱保溫冒口的制備方法如下:在發(fā)熱保溫冒口的冒口套與易割片的粘接面外圍增加一環(huán)狀覆膜砂砂套，砂套通過熱芯盒射砂完成，先將冒口套及易割片放置于射砂模具中，上下模合好型后，射砂模預(yù)熱，射砂口射砂，在所述冒口的冒口套與易割片粘接面外側(cè)形成一條環(huán)狀覆膜砂砂套，待覆膜砂固化后，覆膜砂同發(fā)熱冒口形成了有效粘接，具有一定的強(qiáng)度，上模打開，發(fā)熱冒口由下模頂桿頂出。
[0012]所述的射砂模具包括頂模和底模，底模上端開口，與頂模閉合后組成圓柱型腔體，所述腔體的高和內(nèi)徑與所述的發(fā)熱保溫冒口的高和外徑相同；所述底模上端的內(nèi)壁上開設(shè)一環(huán)狀砂槽，頂模上與環(huán)狀砂槽半徑相同的圓弧上開設(shè)有一圈射砂口，覆膜砂砂粒經(jīng)該口噴射入射砂模具內(nèi)腔。
[0013]所述的射砂模具預(yù)熱溫度為230°C _300°C之間。
[0014]本發(fā)明中，發(fā)熱保溫冒口可以采用市售的常規(guī)發(fā)熱保溫冒口。根據(jù)本發(fā)明，經(jīng)過覆膜砂射砂處理后的發(fā)熱冒口，因冒口套與易割片粘接面外側(cè)具有了環(huán)狀覆膜砂砂套，三者有效結(jié)合在一起，能夠避免澆注模300°C烘烤時破損。且該方案成本低廉，可適用批量化制作。
[0015]鋁合金金屬型低壓鑄造過程中，鋁液在較低壓力作用下由底部自下而上反重力作用注入金屬型腔，內(nèi)澆道同時充當(dāng)了補縮冒口的作用，鑄件在稍高壓力作用下凝固成型。為了確保遠(yuǎn)離內(nèi)澆道的厚大部位能夠得到補縮，本發(fā)明旨在提出一種方法，通過預(yù)先在金屬模中放置所述的發(fā)熱保溫冒口的方法來實現(xiàn)。
[0016]一方面由于鋁合金金屬型低壓鑄造澆注型腔均為金屬組件，因而預(yù)埋發(fā)熱保溫冒口的方案需要解決如何放入發(fā)熱保溫冒口與如何固定發(fā)熱保溫冒口等問題。另一方面，由于金屬型低壓鑄造模具需預(yù)熱至20(rc-35(rc (各類鑄件所需溫度不盡相同)，市場上常規(guī)發(fā)熱保溫冒口均是冒口套與易割片的膠水粘接，該類發(fā)熱保溫冒口預(yù)埋入金屬型腔中后經(jīng)模溫300°C烘烤會出現(xiàn)冒口套與易割片分離，鋁液泄漏情況。因而本發(fā)明期望解決在鋁合金金屬型低壓鑄造中有效使用發(fā)熱保溫冒口的問題。
[0017]一種所述的發(fā)熱保溫冒口在鋁合金金屬型低壓鑄造中的應(yīng)用方法，其特征在于，將所述的發(fā)熱保溫冒口放置于澆注模中，從澆注模模具頂部開口，自上而下放入，澆注模底表面與所述的發(fā)熱保溫冒口的環(huán)狀覆膜砂套接觸部位設(shè)置一臺階，支撐整個發(fā)熱保溫冒口的重量，同時發(fā)熱保溫冒口底平面與澆注模底平面處于同一水平面上；放入后發(fā)熱保溫冒口頂部通過制作壓塊工裝，實現(xiàn)發(fā)熱保溫冒口的固定，避免低壓澆注壓力下冒口上?。?br>[0018]當(dāng)?shù)蛪簼沧⑼瓿珊?，打開澆注模模具，直接拉斷所述的發(fā)熱保溫冒口的環(huán)狀覆膜砂砂套，發(fā)熱保溫冒口隨鑄件一起與澆注模頂模脫離，能夠確保鑄件的順利取件。
[0019]所述的壓塊工裝由螺桿，圓形壓板，蓋板以及帶有螺栓的壓塊組成。該工裝具體實施過程如下:經(jīng)覆膜砂射砂處理后的發(fā)熱冒口放入模具中，頂部蓋上蓋板，帶螺栓的壓塊將蓋板壓緊。蓋板中心開有螺紋孔與螺桿配合，通過旋轉(zhuǎn)螺桿可調(diào)節(jié)圓形冒口壓板與蓋板之間的距離，進(jìn)而實現(xiàn)對冒口的壓緊，從而防止低壓澆注對冒口的上浮作用。同時為了有效解決發(fā)熱保溫冒口發(fā)氣量大的問題，頂部蓋板同頂模間開設(shè)排氣縫隙。