專利名稱：鎂合金砂型鑄造方法
技術領域：
本發明涉及一種金屬砂型鑄造工藝的改進，尤其是一種鎂合金砂型鑄造方法的改進，該方法對澆注過程進行了優化，并提供了一種專用于所述方法的改進的砂型鑄造設備。
背景技術：
金屬砂型鑄造工藝是以砂作為主要造型材料，利用金屬液的重力作用注入鑄型的工藝。金屬砂型鑄造適應性很廣，小件、大件，簡單件、復雜件，單件、大批量都可采用。當然，由于砂型鑄造中的造型材料為砂，其整體性質軟而多孔，因而由其構成的砂型穩定性差，容易崩塌變形，澆注過程需要十分小心，稍不注意就會導致砂型破壞而使澆注失敗。尤其是對于鑄件尺寸較大、較長、鑄件精度要求較高的情況，傳統的金屬砂型鑄造工藝存在一定的困難。CN1683099A公開了一種不銹鋼熔模鑄造汽輪機超長低壓隔板導葉片的精鑄方法， 其中提及的鑄件長度近I米，直徑約O. 6米，厚薄不均，鑄件總量達42公斤，因而如果采用立注，靜壓頭高，鋼水對型殼底部沖擊力大，澆滿型殼對側壁也會產生很大的脹力，會導致型殼底部或邊緣跑火而報廢。因此，該現有技術中提及了一種傾斜澆注工藝，該工藝中將砂箱傾斜一定的角度，使鋼水平穩沿著出汽邊流入型殼內，然后將砂箱立起來，把型殼注滿，從而減少了鋼水對底部和側壁的沖擊和膨脹力。然而該現有技術中對于傾斜澆注的描述僅此而已，并不詳細，對于如何精確掌握傾斜角度、砂箱的定位、位置轉換等缺乏進一步的說明，而且顯示的傾斜角度只有10°，對于技術人員的啟示相當有限，難以想象將其應用于實際操作中是否具備其聲稱的效能、效果。US2002036072A1中詳細公開了一種壓力鑄造過程中的傾斜澆注工藝，同樣為了使澆注平穩，避免沖擊，該現有技術中采用了一套復雜的設備砂箱通過軌道架設在可移動的支架上，以控制砂箱的前后、左右位置，可移動的支架進一步固定在可相對地面傾斜的支架上，從而在澆注的過程中可以使砂箱傾斜。但是，該現有技術中同樣沒有提供使可傾斜的支架傾斜定位的技術方案，對于如何精確掌握傾斜角度、砂箱的定位、位置轉換、乃至傾斜角度的大小等都缺乏說明。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種鎂合金砂型鑄造方法，以減少或避免前面所提到的問題。具體來說，本發明提供了一種鎂合金砂型鑄造方法，其對現行采用模具固定式重力澆注工藝的鎂合金砂型鑄造澆注過程進行了改進，在鎂合金砂型鑄造澆注過程以傾斜方式完成澆注過程，通過傾斜方式實現金屬液緩流，可以有效避免金屬液直接下落而產生沖擊，實現鎂合金砂型鑄件在澆注充型過程中平穩進行。本發明還提供了一種專用于所述方法的改進的砂型鑄造設備，該設備可對砂箱進行定位并可精確掌握砂箱的傾斜角度，便于操作砂箱的位置轉換。
為解決上述技術問題，本發明提出了一種鎂合金砂型鑄造方法，包括如下步驟(A)將砂箱設置于一個水平放置的安裝平臺上，在所述砂箱內布置砂型、造型，將造型后準備澆注的砂箱固定在所述安裝平臺上；所述安裝平臺具有一個提起端以及一個與所述提起端相對的支撐端；位于所述提起端一側的所述砂箱的側面設置有至少一個澆口和至少一個冒口；(B)通過吊鉤將所述安裝平臺的提起端提起，使所述安裝平臺以其支撐端設置的兩塊平板的圓弧角為支點傾斜至設定的角度；(C)從所述澆口倒入鎂合金金屬液，待鎂合金金屬液液面達到所述冒口 1/3時，通過所述吊鉤使所述安裝平臺傾斜至所述安裝平臺與水平面垂直，然后從所述冒口澆注鎂合金金屬液，直至所述冒口燒滿。優選地，所述步驟B中的所述設定的角度為45° 50°·
優選地，所述安裝平臺的提起端焊接有兩個支撐腳，所述支撐腳伸出所述安裝平臺的高度Hl與所述安裝平臺支撐端的兩塊平板伸出所述安裝平臺的高度H2相同。優選地，所述平板的圓弧角的圓弧角度為90°，圓弧半徑R等于上述高度Hl或高度H2。優選地，所述支撐腳通過一個連接板焊接于所述安裝平臺的側面。優選地，所述步驟A中，所述砂箱通過壓板和鎖緊軸固定于所述安裝平臺。優選地，所述壓板焊接于所述支撐端一側的所述安裝平臺的側面，所述砂箱固定于所述安裝平臺上時，所述砂箱與所述壓板相抵靠。優選地，所述兩塊平板與所述壓板以及所述安裝平臺焊接成一體。優選地，所述砂箱提起端一側的所述砂箱的側面設置有兩個澆口和一個冒口，所述冒口位于所述兩個澆口之間。本發明的上述鎂合金砂型鑄造方法與現有技術最根本的區別在于，傾斜澆注分兩步完成，砂箱傾斜之后首先從澆口澆注一部分鎂合金金屬液，使鎂合金金屬液液面達到冒口 1/3，然后使砂箱完全豎直后從冒口補澆剩余的部分。本發明的上述方法采用躺臥造型，穩定性更好。澆注的時候，本發明是從砂箱的側面澆注，對砂型的沖擊更小。本發明還創造性的采用砂箱完全豎直后從冒口補澆剩余部分金屬液的方法，避免了鎂合金鑄件澆注過程中存在的缺陷。亦即，本發明的鎂合金傾斜澆注工藝具有充型平穩的優點，能夠減少夾渣的發生；便于鑄型排氣，降低氣孔缺陷；能夠提高冒口補縮作用，降低縮松缺陷。


以下附圖僅旨在于對本發明做示意性說明和解釋，并不限定本發明的范圍。其中，圖IAlC顯示的是根據本發明的鎂合金砂型鑄造方法的步驟流程；圖2顯示的是用于本發明的方法的改進的砂型鑄造設備的分解透視圖。
具體實施例方式為了對本發明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照

本發明的具體實施方式
。其中，相同的部件采用相同的標號。
基于前述背景技術部分的說明，下面詳細描述根據本發明的鎂合金砂型鑄造方法。具體來說，本發明的鎂合金砂型鑄造方法特別適用于鎂合金的砂型鑄造，由于鎂合金屬于輕質、易燃合金，在澆注充型過程需要非常平穩的操作，避免發生渦流、飛濺和沖擊現象，特別對于金屬液澆注下落高度較大的砂型鑄件尤其要避免沖擊。因此本發明提供了一種傾斜澆注工藝。如圖IAlC所示，其中顯示的是根據本發明的鎂合金砂型鑄造方法的步驟流程，該方法包括的步驟如下(A)首先，將砂箱I設置于一個水平放置的安裝平臺2上，在砂箱I內布置砂型、造型，將造型后準備澆注的砂箱I固定在安裝平臺2上，如圖IA所示。(B)然后，通過吊鉤3將安裝平臺2提起，使安裝平臺2傾斜至設定的角度β，如圖IB所示。在一個具體實施例中，優選所述設定的角度β為45° 50°。(C)從燒口倒入鎂合金金屬液,燒注方向如圖IB中箭頭F方向所不,待鎂合金金屬 液液面達到冒口約1/3位置時，通過所述吊鉤3使安裝平臺2傾斜至安裝平臺2與水平面垂直的位置，然后從冒口澆注鎂合金金屬液，澆注方向如圖IC中箭頭F方向所示，直至冒口澆滿，如圖IC所示，關于澆口、冒口的設置后面將進一步描述。本發明的上述鎂合金砂型鑄造方法與現有技術最根本的區別在于，傾斜澆注分兩步完成，砂箱傾斜之后首先從澆口澆注一部分鎂合金金屬液，使鎂合金金屬液液面達到冒口約1/3，然后使砂箱完全豎直后從冒口補澆剩余的部分。本發明的上述方法中，砂箱是躺臥造型，對于大而長的鑄件來說十分方便，對比現有技術CN 1683099Α中的情形，砂箱豎直造型，穩定性差，容易崩塌，而本發明采用躺臥造型，穩定性更好。澆注的時候，本發明是從砂箱的側面澆注(參見圖1Β，1C)，對砂型的沖擊更小。最重要的是，傾斜澆注之后，現有技術中砂箱豎直之后仍然從澆口澆注，這對于鋼鐵類冷卻較慢的澆注不存在太大的問題，但是，對于本發明鎂合金的澆注來說，鎂合金金屬液的冷卻較快，砂箱豎直之后如果繼續從澆口澆注，流動性已經變差的鎂合金金屬液會對砂型側壁造成巨大的摩擦，容易使砂型破裂而澆注失敗，本發明的方法中，創造性的采用砂箱完全豎直后從冒口補澆剩余部分金屬液的方法，避免了鎂合金鑄件澆注過程中存在的缺陷。亦即，本發明的鎂合金傾斜澆注工藝具有充型平穩的優點，能夠減少夾渣的發生；便于鑄型排氣，降低氣孔缺陷；能夠提高冒口補縮作用，降低縮松缺陷。下面參照圖2進一步詳細說明專用于本發明的方法的改進的砂型鑄造設備，以使本領域技術人員更方便地理解本發明。如圖2所示，其中顯示的是用于本發明的方法的改進的砂型鑄造設備的分解透視圖，其中省略了吊鉤和鎖緊軸(后面將對鎖緊軸進行說明，鎖緊軸參見圖W。其中，安裝平臺2為平板狀結構，其具有一個提起端21以及一個與提起端21相對的支撐端22 ;位于提起端21 —側的砂箱I的側面設置有至少一個澆口 11和至少一個冒口 12。在一個具體實施例中，如圖2所示，澆口 11設置有兩個，冒口 12設置有一個，冒口 12位于兩個澆口 11之間。安裝平臺2的提起端21焊接有兩個支撐腳23，安裝平臺2的支撐端22設置有兩塊平板24，這兩塊平板24與地面接觸的部分為圓弧角。進行傾斜操作的時候，通過吊鉤3(參見圖IAlC)勾住安裝平臺2側面設置的凸柱28將安裝平臺2的提起端21提起，使安裝平臺2以其支撐端22設置的兩塊平板24的圓弧角為支點傾斜至設定的角度，如圖IB所示。在本發明中設置的兩塊平板24具有與地面接觸的圓弧角，目的在于使安裝平臺2傾斜的時候，與地面接觸的部分具有平滑的過渡，從而能夠精確控制砂箱平穩轉動，并且圓弧角的設置可以便于精確控制砂箱的傾斜角度。例如，如圖2所示，平板24與地面接觸的圓弧角在圖中顯示為90°的圓弧角，如果在該圓弧角上設置相應的刻度，即可在傾斜過程中直觀獲得砂箱的傾斜角度。為保證安裝平臺2處于水平位置，安裝平臺2的提起端21的兩個支撐腳23伸出安裝平臺2的高度Hl與安裝平臺2的支撐端22的兩塊平板24伸出安裝平臺2的高度H2相同(參見圖W。為使傾斜轉動平穩，安裝平臺2的支撐端22的兩塊平板24的圓弧角的圓弧角度為90°，圓弧半徑R等于上述高度Hl 或高度H2。在一個具體實施例中，所述支撐腳23通過一個連接板25焊接于所述安裝平臺2的側面。在另一個具體實施例中，所述砂箱I通過壓板26和鎖緊軸27 (參見圖1A)固定于所述安裝平臺2。在又一個具體實施例中，所述壓板26焊接于所述支撐端22 —側的所述安裝平臺2的側面，所述砂箱I固定于所述安裝平臺2上時，所述砂箱I與所述壓板26相抵靠。進一步的，所述兩塊平板24可以與所述壓板26以及所述安裝平臺I焊接成一體，以增加平板24的牢固性，同時增強壓板26的支撐能力。壓板26的設置是為了增強鎖緊軸27對砂箱的固定能力，因為砂箱通常體積、重量很大，僅靠鎖緊軸27恐怕難以將砂箱牢固固定在安裝平臺上，特別是當安裝平臺傾斜的時候，為了防止砂箱發生位移，在安裝平臺的支撐端一側設置與砂箱相抵靠的壓板26，就可以防止砂箱在重力作用下沿著安裝平臺表面向支撐端一側滑移。具體到上述設備的操作時，首先將砂箱設置于水平放置的安裝平臺上，在所述砂箱內布置砂型、造型，將造型后準備澆注的砂箱通過壓板和鎖緊軸固定在安裝平臺上；然后，通過吊鉤將安裝平臺的提起端提起，使所述安裝平臺以其支撐端設置的兩塊平板的圓弧角為支點傾斜至設定的角度；最后，從澆口倒入金屬液，待金屬液液面達到所述冒口 1/3時，通過吊鉤使安裝平臺傾斜至安裝平臺與水平面垂直，然后從冒口澆注金屬液，直至所述冒口澆滿。總之，本發明的上述設備以及所采用的方法采用躺臥造型，穩定性更好。澆注的時候，本發明是從砂箱的側面澆注，對砂型的沖擊更小。本發明還創造性的采用砂箱完全豎直后從冒口補澆剩余部分金屬液的方法，避免了鎂合金鑄件澆注過程中存在的缺陷。亦即，本發明的鎂合金傾斜澆注工藝具有充型平穩的優點，能夠減少夾渣的發生；便于鑄型排氣，降低氣孔缺陷；能夠提高冒口補縮作用，降低縮松缺陷。本領域技術人員應當理解，雖然本發明是按照多個實施例的方式進行描述的，但是并非每個實施例僅包含一個獨立的技術方案。說明書中如此敘述僅僅是為了清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體加以理解，并將各實施例中所涉及的技術方案看作是可以相互組合成不同實施例的方式來理解本發明的保護范圍。以上所述僅為本發明示意性的具體實施方式
，并非用以限定本發明的范圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本發明的構思和原則的前提下所作的等同變化、修改與結合，均應屬于本發明保護的范圍。
權利要求
1.一種鎂合金砂型鑄造方法，包括如下步驟 (A)將砂箱設置于一個水平放置的安裝平臺上，在所述砂箱內布置砂型、造型，將造型后準備澆注的砂箱固定在所述安裝平臺上；所述安裝平臺具有一個提起端以及一個與所述提起端相對的支撐端；位于所述提起端一側的所述砂箱的側面設置有至少一個澆口和至少一個冒口 ； (B)通過吊鉤將所述安裝平臺的提起端提起，使所述安裝平臺以其支撐端設置的兩塊平板的圓弧角為支點傾斜至設定的角度3 ; (C)從所述澆口倒入鎂合金金屬液，待鎂合金金屬液液面達到所述冒口1/3時，通過所述吊鉤使所述安裝平臺傾斜至所述安裝平臺與水平面垂直，然后從所述冒口澆注鎂合金金屬液，直至所述冒口澆滿。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟B中的所述設定的角度@為.45。 50°。
3.根據權利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述安裝平臺的提起端焊接有兩個支撐腳，所述支撐腳伸出所述安裝平臺的高度Hl與所述安裝平臺支撐端的兩塊平板伸出所述安裝平臺的高度H2相同。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述平板的圓弧角的圓弧角度為90°，圓弧半徑R等于上述高度Hl或高度H2。
5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述支撐腳通過一個連接板焊接于所述安裝平臺的側面。
6.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟A中，所述砂箱通過壓板和鎖緊軸固定于所述安裝平臺。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述壓板焊接于所述支撐端一側的所述安裝平臺的側面，所述砂箱固定于所述安裝平臺上時，所述砂箱與所述壓板相抵靠。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述兩塊平板與所述壓板以及所述安裝平臺焊接成一體。
9.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述砂箱提起端一側的所述砂箱的側面設置有兩個澆口和一個冒口，所述冒口位于所述兩個澆口之間。
全文摘要
本發明提供了一種鎂合金砂型鑄造方法，該方法采用的傾斜澆注分兩步完成，砂箱傾斜之后首先從澆口澆注一部分鎂合金金屬液，使鎂合金金屬液液面達到冒口1/3，然后使砂箱完全豎直后從冒口補澆剩余的部分。本發明的上述方法采用躺臥造型，穩定性更好。澆注的時候，本發明是從砂箱的側面澆注，對砂型的沖擊更小。本發明還創造性的采用砂箱完全豎直后從冒口補澆剩余部分金屬液的方法，避免了鎂合金鑄件澆注過程中存在的缺陷。亦即，本發明的鎂合金傾斜澆注工藝具有充型平穩的優點，能夠減少夾渣的發生；便于鑄型排氣，降低氣孔缺陷；能夠提高冒口補縮作用，降低縮松缺陷。
文檔編號B22D27/00GK102806341SQ201210305890
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月24日 優先權日2012年8月24日
發明者錢佳, 張永才, 沈建良 申請人:中國南方航空工業(集團)有限公司