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合金电磁金属壳型铸造工艺

阅读:261发布:2020-05-12

专利汇可以提供合金电磁金属壳型铸造工艺专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及 铝 合金 电磁金属壳型 铸造 工艺,包括:配制金属覆膜砂,制作金属壳型,在 磁场 中浇注铸件。采用本发明工艺后,可获得高强铸造 铝合金 ,避免金属型的缺点,消除其所引起的 缺陷 ,有效地大幅提高成品率。,下面是合金电磁金属壳型铸造工艺专利的具体信息内容。

1.一种合金电磁金属壳型铸造工艺,其特征是,包括以下步骤:
第一步、将95-105重量份的不锈砂、0.6-1.3重量份的粘结剂、0.1-0.25重量份的固化剂、以及0.25-0.45重量份的硬脂酸混匀制得金属覆膜砂;所述不锈钢砂的粒度为80-180目;
第二步、在预热好的模具外侧套设预先根据铸件制作的砂框,然后向砂框内填入金属覆膜砂、并待其结壳硬化形成金属壳型,所述金属壳型由两半壳形构成;将金属壳型取下,在金属壳型内侧涂覆铸铝用涂料,然后将两半壳形对合合型;
第三步、将合型的金属壳型置于电磁两极之间,先接通电磁铁电源产生磁场,再将铝液注入金属壳型,待铝液完成凝固成铸件后切断电磁铁电源;待铸件冷却后,打开金属壳型,取出铸件即可。
2.根据权利要求1所述的铝合金电磁金属壳型铸造工艺,其特征是,第一步的具体过程如下:
先将不锈钢砂加热至120℃-175℃,再将不锈钢砂与粘接剂、固化剂、硬脂酸钙放入覆膜砂混砂机内混合45-65s;然后,打开出料口,把金属覆膜砂放入破碎机中进行破碎、筛分,在破碎筛分的同时对金属覆膜砂进行冷却,冷却时间不短于80s;最后,将制好的金属覆膜砂作防潮包装
3.根据权利要求2所述的铝合金电磁金属壳型铸造工艺,其特征是,筛分时采用40-
60目的筛网。
4.根据权利要求1所述的铝合金电磁金属壳型铸造工艺,其特征是,第二步中,所述砂框的材质为铁质材料、铝质材料、硬木材料或复合材料;当砂框材质为铝质材料时,所述砂框内壁预先涂有隔热材料并使其充分干燥;模具预热温度为200℃-270℃;采用射入方式或手工方式填入金属覆膜砂;取下金属壳型时连同砂框一起取下。
5.根据权利要求1所述的铝合金电磁金属壳型铸造工艺,其特征是,第三步中,接通电磁铁电源后产生的磁场强度为310-350高斯,且磁场线均匀穿过金属壳型的型腔;铸件冷却时间为16-25min。
6.根据权利要求1所述的铝合金电磁金属壳型铸造工艺,其特征是,还包括:第四步、将金属壳型进行再生处理,获得用以配制金属覆膜砂的不锈钢砂;所述再生处理采用机械方法或焚烧法。
7.根据权利要求1至6任一项所述的铝合金电磁金属壳型铸造工艺,其特征是,第一步中,所述不锈钢砂为1Cr13不锈钢砂或ZG2Cr17不锈钢砂,所述粘结剂为酚树脂,所述固化剂为乌洛托品;第二步中,所述铸铝用涂料为醇基铝矾土涂料。

说明书全文

合金电磁金属壳型铸造工艺

技术领域 

[0001] 本发明涉及一种铝合金电磁金属壳型铸造工艺,属于机械铸造技术领域。背景技术 
[0002] 现代机械工业中,无论汽车、航空航天、路运输、武器装备等众多领域还是日常生活中都离不开铝合金铸造。在选择铝合金铸造工艺方法时,金属型铸造工艺是工程师们心中理想方案。因为金属型铸铝件具有尺寸准确,表面光洁,机械性能好的优点。但由于金属型制造周期很长,制造成本较高,铸件出模时需要很大的推才能将铸件从金属型中顶出。因为金属型没有透气性,往往造成铸件浇不足、气孔,金属型没有退让性,容易引起铸件的裂纹。这些缺点限制了金属型铝合金铸造中的应用和发展。
[0003] 但是,随着科学技术的迅速发展,人们对铸造铝合金质量要求越来越高。希望铝合金铸件既有优异的机械性能,精确美观的外形尺寸,还希望易于制造,费用较低,工艺相对简单,生产过程绿色环保。
[0004] 经检索发现,申请号200810136435.3授权公告号CN101486073B的中国发明专利申请公开了一种电磁金属型及其制造方法,具有结构简单、实用、透气性较好的特点,能降低在铸造过程中由于铸造缺陷而产生的废品率。然而,该专利技术方案的不利之处在于:由于铁丸难以形成光滑内表面、且不利于保证铸件尺寸的精准度,因此仅能以铁丸形成下型,无法改善上型的透气性,仍然存在不小的改进空间。发明内容 
[0005] 本发明的主要目的在于:克服现有技术存在的问题,提供一种铝合金金属壳型铸造工艺,无需复杂设备和大笔投资,即可获得机械性能高、外形美观尺寸精确的铝合金铸件,且有效地大幅提高成品率。
[0006] 本发明实现上述主要目的的技术方案如下:
[0007] 一种铝合金电磁金属壳型铸造工艺,其特征是,包括以下步骤:
[0008] 第一步、将95-105重量份的不锈砂、0.6-1.3重量份的粘结剂、0.1-0.25重量份的固化剂、以及0.25-0.45重量份的硬脂酸混匀制得金属覆膜砂;所述不锈钢砂的粒度为80-180目;
[0009] 第二步、在预热好的模具外侧套设预先根据铸件制作的砂框,然后向砂框内填入金属覆膜砂、并待其结壳硬化形成金属壳型,所述金属壳型由两半壳形构成;将金属壳型取下,在金属壳型内侧涂覆铸铝用涂料,然后将两半壳形对合合型;
[0010] 第三步、将合型的金属壳型置于电磁铁两极之间,先接通电磁铁电源产生磁场,再将铝液注入金属壳型,待铝液完成凝固成铸件后切断电磁铁电源;待铸件冷却后,打开金属壳型,取出铸件即可。
[0011] 申请人经深入地实践研究后,终于在现有工艺基础上研发出采用金属壳型的铸铝工艺,并在电磁场力的作用下浇注结晶,获得高强铸造铝合金,避免金属型的缺点,消除其所引起的缺陷。
[0012] 本发明进一步完善的技术方案如下:
[0013] 优选地,第一步的具体过程如下:
[0014] 先将不锈钢砂加热至120℃-175℃,再将不锈钢砂与粘接剂、固化剂、硬脂酸钙放入覆膜砂混砂机内混合45-65s;然后,打开出料口,把金属覆膜砂放入破碎机中进行破碎、筛分,在破碎筛分的同时对金属覆膜砂进行冷却,冷却时间不短于80s;最后,将制好的金属覆膜砂作防潮包装。更优选地,筛分时采用40-60目的筛网。
[0015] 优选地,第二步中,所述砂框的材质为铁质材料、铝质材料、硬木材料或复合材料;当砂框材质为铝质材料时,所述砂框内壁预先涂有隔热材料并使其充分干燥;模具预热温度为200℃-270℃;采用射入方式或手工方式填入金属覆膜砂;取下金属壳型时连同砂框一起取下。
[0016] 优选地,第三步中,接通电磁铁电源后产生的磁场强度为310-350高斯,且磁场磁力线均匀穿过金属壳型的型腔;铸件冷却时间为16-25min。
[0017] 优选地,还包括:第四步、将金属壳型进行再生处理,获得用以配制金属覆膜砂的不锈钢砂;所述再生处理采用机械方法或焚烧法。
[0018] 优选地,第一步中,所述不锈钢砂为1Cr13不锈钢砂或ZG2Cr17不锈钢砂,所述粘结剂为酚树脂,所述固化剂为乌洛托品;第二步中,所述铸铝用涂料为醇基铝矾土涂料。
[0019] 与现有技术相比,本发明工艺可获得高强铸造铝合金,避免金属型的缺点,消除其所引起的缺陷;由于金属壳型的两半壳型均由粒度适宜的金属覆膜砂制成,不仅能使壳型内壁光滑,并确保铸件尺寸精准度,还可以保证金属壳型具有更加优良的透气性,进而有效地大幅提高成品率。具体实施方式 
[0020] 下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。但是本发明不限于所给出的例子。
[0021] 实施例1
[0022] 本实施例的铝合金电磁金属壳型铸造工艺,包括以下步骤:
[0023] 第一步、将95-105重量份的不锈钢砂、0.6-1.3重量份的粘结剂、0.1-0.25重量份的固化剂、以及0.25-0.45重量份的硬脂酸钙混匀制得金属覆膜砂;不锈钢砂的粒度为80-180目。
[0024] 其中,不锈钢砂为1Cr13不锈钢砂或ZG2Cr17不锈钢砂,粘结剂为酚醛树脂,固化剂为乌洛托品。
[0025] 具体过程如下:先将不锈钢砂加热至120℃-175℃,再将不锈钢砂与粘接剂、固化剂、硬脂酸钙放入覆膜砂混砂机内混合45-65s;然后,打开出料口,把金属覆膜砂放入破碎机中进行破碎、筛分(采用40-60目的筛网),在破碎筛分的同时对金属覆膜砂进行冷却,冷却时间不短于80s;最后,将制好的金属覆膜砂作防潮包装。
[0026] 第二步、在预热好的模具外侧套设预先根据铸件制作的砂框,然后向砂框内填入金属覆膜砂、并待其结壳硬化形成金属壳型,金属壳型由两半壳形 构成;将金属壳型取下,在金属壳型内侧涂覆铸铝用涂料,然后将两半壳形对合合型;
[0027] 砂框的材质为铁质材料、铝质材料、硬木材料或复合材料;当砂框材质为铝质材料时,砂框内壁预先涂有隔热材料并使其充分干燥;模具预热温度为200℃-270℃;采用射入方式或手工方式填入金属覆膜砂;取下金属壳型时连同砂框一起取下。
[0028] 铸铝用涂料为醇基铝矾土涂料(如商品型号SY-004A的涂料)。
[0029] 第三步、将合型的金属壳型置于电磁铁两极之间,先接通电磁铁电源产生磁场,再将铝液注入金属壳型,待铝液完成凝固成铸件后切断电磁铁电源;待铸件冷却后,打开金属壳型,取出铸件即可;
[0030] 接通电磁铁电源后产生的磁场强度为310-350高斯,且磁场磁力线均匀穿过金属壳型的型腔;铸件冷却时间为16-25min。
[0031] 第四步、将金属壳型进行再生处理,获得用以配制金属覆膜砂的不锈钢砂;再生处理采用机械方法或焚烧法去除砂子表面的残留树脂膜。
[0032] 具体应用案例的参数如下表所示:
[0033] 表1  各案例的第一步参数
[0034]
[0035] 表2 各案例的第二、三步参数
[0036]
[0037] 实施例2
[0038] 以实施例1的四个应用案例、砂型铸造方法、传统金属型铸造方法分别制造100件相同的ZL104铸铝件,所得铸铝件的平均性能参数,以及各方法制造铸铝件的报废数如下表所示:
[0039] 表3  各方法制铸铝件的结果
[0040]
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