一種金屬鋁環(huán)低壓鑄造工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及低壓鑄造領(lǐng)域，特別涉及一種金屬鋁環(huán)低壓鑄造工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 低壓鑄造是利用氣體壓力將金屬液壓入鑄型，并在一定壓力下結(jié)晶凝固的一種鑄 造方法，由于金屬液自下而上，平穩(wěn)上升，充型時不會產(chǎn)生飛濺，氣氛、壓力可調(diào)，毋需冒口 補縮，鑄件質(zhì)量好，工藝出品率高，特別適用于鋁、鎂等輕合金。
[0003] 金屬鋁環(huán)結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示，包括鋁環(huán)本體1，該鋁環(huán)本體1的內(nèi)壁呈環(huán)形均 勻分布有若干孔，其中一孔為通孔2,其余孔為盲孔3 ;目前在制作上述金屬鋁環(huán)時，采用一 模一出的模具結(jié)構(gòu)，如圖3所示，包括澆口 4、形成產(chǎn)品的產(chǎn)品型腔5,采用該模具制產(chǎn)品時 的缺點分析如下： (1)上述模具會產(chǎn)生廢料6,該廢料6所浪費的材料計算公式如下：
其中饒口高度1%P = 30mm、Risp = 80mm，廢料高度h廢料=30mm、廢料半徑R廢料=80mm， p金屬'液=2· 7g/cm3,代入公式（1)計算得到M = 14. 334kg。
[0004] (2)從饒鑄效率，一模一出的生產(chǎn)效率低； (3) 從熱處理方面進行分析，一模一出在進行熱處理時，廢料部分同樣也要進行熱處 理，浪費大量的熱能，同時由于熱量過度集中在浪費材料部分，容易產(chǎn)生熱形變；從而給機 加工帶來加工困難； (4) 從機加工方面進行比較，一模一出需要將浪費材料部分切割下來，需要浪費大量的 人工，而且切割的同時應力釋放會導致鋁圈變形，不合格品增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本且增益減排的 金屬鋁環(huán)低壓鑄造工藝。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種金屬鋁環(huán)低壓鑄造工藝，其創(chuàng)新 點在于：所述金屬鋁環(huán)采用一模四出的模具結(jié)構(gòu)進行低壓鑄造。
[0007] 進一步地，所述低壓鑄造工藝的具體步驟如下： (1)制芯：利用樹脂砂根據(jù)鋁環(huán)形狀制出砂芯；然后在制得的砂芯表面刷專用耐火涂 料并做點燃處理；最后將砂芯送入干燥箱，固化溫度150°C _170°C ; (2 )合模：首先將一對金屬外模前后合模并放置在底座上，使得金屬外模內(nèi)的直澆道底 部與底座上澆口對應，該金屬外模內(nèi)設(shè)置有直澆道、橫澆道和內(nèi)澆口；然后將砂芯放置在金 屬外模內(nèi)，該砂芯與金屬外模配合形成四個沿砂芯外側(cè)壁軸向依次分布的鑄型型腔，最后 合上模蓋； (3) 澆注：將步驟（2)中合模后的模具放置到鑄鐵坩堝熔爐上進行低壓澆注，澆注溫 度：725°C _735°C之間，充型速度：5-20cm/s，充型時間：30-40s ;增壓壓力：1-L2 kPa，保 壓壓力：0.8kPa，保壓時間：450-520s ;卸壓時須緩慢地進行，切勿不能快速卸壓； (4) 開箱清理：自然冷卻2小時后開箱，開箱時依次打開模蓋、金屬外模，然后打碎砂 芯，取出工件毛坯并清理合模處的廢邊 (5) 割除澆口：機架工割除工件毛坯兩側(cè)的澆口處的廢料。
[0008] 進一步地，所述步驟（3)中澆注溫度為730°C。
[0009] 進一步地，所述步驟（3)中保壓時間為480s。
[0010] 進一步地，所述步驟（2)中，金屬外模內(nèi)的直澆道呈橢圓形，其高度為375mm、長軸 110mm、短軸為80mm ;橫饒道呈圓形，其長度30mm、直徑46mm。
[0011] 本發(fā)明的優(yōu)點在于： (1) 本發(fā)明低壓鑄造工藝，采用一模四出工藝模具；從生產(chǎn)效率來看，一次可生產(chǎn)出若 干個鋁環(huán)，提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率； 從熱處理方面進行分析，傳統(tǒng)的一模一出產(chǎn)品，進行熱處理，浪費材料部分同樣也要進 行熱處理，浪費大量的熱能，同時由于熱量過度集中在浪費材料部分，容易產(chǎn)生熱形變，從 而給機加工帶來加工困難；而本發(fā)名一模數(shù)出鋁環(huán)在熱處理前已經(jīng)切割完畢，只要在熱處 理時擺放平整，就不會出現(xiàn)熱形變； 從機加工方面進行比較，傳統(tǒng)一模一出，需要將浪費材料部分切割下來，需要浪費大量 的人工，而且切割的同時應力釋放會導致鋁圈變形，不合格品增加；采用一模數(shù)出的產(chǎn)品， 沒有應力釋放的危險，只需正常機加工即可，加工時間大大縮短，生產(chǎn)效率明顯優(yōu)于傳統(tǒng)一 模一出產(chǎn)品； (2) 本發(fā)明澆注系統(tǒng)中的廢料包括一對直澆道與四個鑄型型腔兩側(cè)橫澆道內(nèi)所產(chǎn)生的 廢料，其計算公式如下：
其中直饒道高度Iiffisjt = 375mm、半長軸= 55mm、半短軸= 40mm，橫饒道高 度h橫燒道=3〇mm、橫饒道半徑R橫燒道=23臟，P金屬液=2. 7g/cm3,代入公式⑵計算得到M = 15. 075kg ;而傳統(tǒng)的四個鑄型所浪費的材料重量為14. 334*4 = 57. 2kg，由計算可以看出， 本發(fā)明的澆注系統(tǒng)所產(chǎn)生的廢料少，節(jié)約的生產(chǎn)成本，增益減排。
【附圖說明】
[0012] 圖1為目前金屬鋁環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013] 圖2為目前金屬鋁環(huán)的剖視圖。
[0014] 圖3為目前金屬鋁環(huán)制作時模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 圖4為本發(fā)明一種金屬鋁環(huán)低壓鑄造工藝中模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖5為本發(fā)明一種金屬鋁環(huán)低壓鑄造工藝中模具的俯視圖。
[0017] 圖6為圖5中A-A線的剖視圖。
[0018] 圖7為本發(fā)明一種金屬鋁環(huán)低壓鑄造工藝中金屬外模的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖8為本發(fā)明一種金屬鋁環(huán)低壓鑄造工藝中砂芯的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖9為本發(fā)明一種金屬鋁環(huán)低壓鑄造工藝中砂芯的俯視圖。
【具體實施方式】
[0021] 實施例1 本發(fā)明公開了一種金屬鋁環(huán)低壓鑄造工藝，金屬鋁環(huán)采用一模四出的模具結(jié)構(gòu)進行低 壓鑄造，有效提高了生產(chǎn)效率。
[0022] 上述低壓鑄造工藝中所涉及的一模四出模具結(jié)構(gòu)，如圖4至圖9包括直澆道7、橫 澆道8和內(nèi)澆口 9,鑄型的型腔由一底座10、一對前后合模并安裝在底座10上端面的金屬 外模11、內(nèi)置于一對金屬外模11內(nèi)的砂芯12以及一對分別合模在一對金屬外模11上端面 的模蓋13合模而成，一對金屬外模11前后合模后的內(nèi)側(cè)壁與砂芯12的外側(cè)壁配合形成 四個沿砂芯12外側(cè)壁軸向依次同軸分布的鑄型型腔14,每個鑄型型腔14所在區(qū)域的金屬 外模11的內(nèi)側(cè)壁上具有一環(huán)形凹槽15,每個鑄型型腔14所在區(qū)域的砂