[发明专利]低流动性钛合金重力浇注大尺寸、薄壁铸件的浇注系统

说明书

本发明公开一种低流动性钛合金重力浇注大尺寸、薄壁铸件的浇注系统，该系统通过浇注系统设计，缩短金属液体在型腔中流动距离、避免铸件薄壁部位提前凝固、一旦出现提前凝固自动启动第二套浇注系统使金属液有效补充充型从而避免欠注的浇铸系统设计方法，能够有效的克服大尺寸、薄壁铸件中容易出现的欠注问题。

技术领域

本发明是一种低流动性钛合金重力浇注大尺寸、薄壁铸件的浇注系统，属于钛合金精密铸造加工领域。

背景技术

对于大尺寸复杂铸造钛合金构件，由于设备制约，及保证铸件质量和尺寸稳定性的考虑，通常采用重力浇注。在浇注系统设计中通常采用底注式，使金属液从铸型型腔下部注入，这种方式金属液流动平稳，不易产生气孔夹杂。但对于流动性较差的钛合金，采用底注式重力浇注大尺寸、薄壁铸件时，金属液流动距离长，降温快，容易形成铸件局部欠注甚至铸件无法成型。而铸件在重力浇注过程中很少采用顶注式，虽然顶注式金属液从铸型型腔上部注入，具有良好的填充型腔能力，但金属液易飞溅、涡流，易卷入气体、夹杂。

发明内容

本发明正是针对上述现有技术状况而设计提供了一种低流动性钛合金重力浇注大尺寸、薄壁铸件的浇注系统，其目的是针对低流动性钛合金，提出一种适用于大尺寸、薄壁铸件的浇注系统，该浇注系统中同时采用底注式和顶注式，通过浇道位置设计控制金属液在型腔中的流动方向，保证金属液平稳充型，避免缺陷，该浇注系统中，以底注式为主要方式，当底注式金属液流动因薄壁铸件局部提前凝固导致金属液流动受阻时，启动顶注式，使得金属液对型腔未充满部分补充充型。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

该种低流动性钛合金重力浇注大尺寸、薄壁铸件的浇注系统，所述低流动性钛合金是指以ZTC4钛合金的流动性为标准，将不足其流动性70％的铸造钛合金材料，称为低流动性钛合金，其特征在于：该浇注系统将底注式浇注系统和顶注式浇注系统相结合，应用于三维最大尺寸大于1000mm、最小壁厚2mm的铸件，其中：

底注式浇注系统包括底浇盘1，底浇盘1的中心处设置有中心直浇道2，底浇盘1上设置底浇盘浇口4与铸件7底部连通，底浇盘1的周边还设置有底注式辅助浇道3，在距离中心浇道较远处和铸件薄壁处底注式辅助浇道3呈柱状从底浇盘1向上延伸与铸件7侧表面贴合，贴合面为细条状，在在距离中心浇道较远处和铸件薄壁处底注式辅助浇道3与铸件7之间不设置浇口，金属液首先通过底注的方式进入底浇盘1，通过与铸件7相贴合的底注式辅助浇道3进入铸件7型腔；

顶注式浇注系统包括顶部横浇道5，顶部横浇道5的中心与中心直浇道2的上部相连通，顶部横浇道5上设置横浇道浇口6与铸件7上部连通，当底注式浇注系统中金属液在铸件7型腔中因凝固遇到阻碍，型腔未能充满的情况下，因中心直浇道2与铸件7内部金属液压力差，会自动启用顶注式浇注系统补充未充型铸件7。

底注式浇注系统的底浇盘1上的底浇盘浇口4横截面面积和底注式辅助浇道3与铸件7侧表面贴合面面积之和是顶注式浇注系统的横浇道浇口6面积的10～15倍，以保证金属液流动以底注式浇注系统为主要通道。

顶注式浇注系统包括顶部横浇道5为水平设置或从中心到外端倾斜向上且与水平方向呈0～5°夹角。

底注式浇注系统和顶注式浇注系统的末端之间的距离大于100mm且不连通。

底注式浇注系统和顶注式浇注系统的末端均位于铸件7的薄壁位置处。

本发明技术方案的特征及优点如下：

一、该浇注系统以将底注式浇注系统和顶注式浇注系统相结合，以底注式浇注系统为主，金属液以底注式充满型腔，浇注过程中底注式金属液流动顺畅，顺利充满铸件型腔，充型过程中金属液流动顺畅，铸件金属液表面始终在同一高度，不需要启用顶注式浇铸系统，仅以底注方式成型铸件，则铸件7先成型，顶部横浇道5后成型，就这一过程中，金属液充型平稳，避免了金属液涡流和憋气现象；