[发明专利]铝合金铸件分区分段倾转铸造装置及其铸造方法

说明书

本发明提出了铝合金铸件分区分段倾转铸造装置及其铸造方法，属于铸造工艺技术领域，其铸造装置料斗本体、左侧主浇道和右侧主浇道，料斗本体上设置有左侧分料腔、中间分料腔、右侧分料腔以及料斗接料腔，左侧分料腔和右侧分料腔均与料斗接料腔连通，左侧分料腔和右侧分料腔还均与中间分料腔连通；左侧分料腔用于给左侧主浇道倾倒金属液，右侧分料腔用于给右侧主浇道倾倒金属液，左侧主浇道和右侧主浇道均与壳体型腔的底部连通；中间分料腔用于给壳体型腔顶部的冒口倾倒金属液。

技术领域

本发明属于铸造工艺技术领域，涉及铝合金铸件的铸造技术，具体为铝合金铸件分区分段倾转铸造装置及其铸造方法。

背景技术

在航空发动机燃油控制系统中，存在一类扁盒状铝合金壳体，壳体结构复杂，在壳壁上设置有凸起、凹坑、异形面等结构以及交错布置的多个加强筋，由于铝合金壳体的内腔中油路较多且形状各异，各条油路的横截面变化大，相互叠加交错，壳体结构复杂。

该类结构复杂的壳体在采用重力浇注时，由于模具内壳芯布置较多，金属液中极易卷入空气，且金属液倾转充型过程中，金属液上升不平稳，且型腔上半部分金属液填充较快，模具型腔中的气体来不及排除，容易在型腔中的深腔部位憋气，故此类壳体气孔缺陷极为严重，合格率不足30％，生产成本较大。而采用传统的重力倾转铸造，金属液在充型过程中容易卷气，由于模具内腔狭窄，倾转过程中金属液填充过快，型腔中气体来不及排出，导致铸件产生气孔等缺陷；其次，由于结构复杂的壳体的型腔内设置有较多砂芯，传统的重力倾转铸造直接从冒口进料，极易冲刷砂芯，造成铸件砂眼缺陷；较大铸件充型过程中还容易冲偏或冲断砂芯，造成零件内腔壁厚尺寸差值大，甚至油路穿通等缺陷，严重影响排产计划及产品交付周期。

发明内容

针对上述现有技术中传统的重力倾转铸造直接从冒口进料，极易形成气孔缺陷，砂眼缺陷，甚至将冲偏或冲断砂芯的问题，本发明提出了铝合金铸件分区分段倾转铸造装置及其铸造方法。

本发明主要是利用专门设计的料斗，在料口上设置左侧分料腔、中间分料腔和右侧分料腔，左侧分料腔与左侧主浇道对应连通，中间分料腔与冒口对应连通，右侧分料腔与右侧主浇道对应连通，通过左侧主浇道和右侧主浇道在壳体型腔的底部形成浇道，从底部向上浇注，让金属液平稳充型，从根本上解决了扁盒装铝合金壳体气孔缺陷的问题，也避免了直接从冒口进行浇注将砂芯冲偏或冲断的问题；其具体技术方案如下：

铝合金铸件分区分段倾转铸造装置，包括料斗本体、左侧主浇道和右侧主浇道，所述料斗本体上设置有左侧分料腔、中间分料腔、右侧分料腔以及料斗接料腔，所述左侧分料腔和右侧分料腔均与料斗接料腔连通，所述左侧分料腔和右侧分料腔还均与中间分料腔连通；所述左侧分料腔用于给左侧主浇道倾倒金属液，所述右侧分料腔用于给右侧主浇道倾倒金属液，所述左侧主浇道和右侧主浇道均与壳体型腔的底部连通；所述中间分料腔用于给壳体型腔顶部的冒口倾倒金属液。

进一步限定，所述料斗接料腔的出口处设置有分料挡板，所述料斗接料腔的腔壁与分料挡板之间形成左侧分料腔入口和右侧分料腔入口，所述料斗接料腔通过左侧分料腔入口与左侧分料腔连通，所述料斗接料腔通过右侧分料腔入口与右侧分料腔连通。

进一步限定，所述左侧分料腔与中间分料腔之间以及右侧分料腔与中间分料腔之间均设置有分腔挡板；所述分腔挡板与分料挡板连接，且所述分腔挡板与分料挡板连接处的顶部设置有挡板缺口，所述左侧分料腔通过挡板缺口与中间分料腔连通，所述右侧分料腔通过挡板缺口与中间分料腔连通。

进一步限定，所述左侧分料腔的底部腔壁和右侧分料腔的底部腔壁均位于中间分料腔的底部腔壁上方。

进一步限定，所述分腔挡板的高度h＝v/2s，其中，v表示壳体型腔的容积，s表示左侧分料腔底壁上端面面积或右侧分料腔底壁上端面面积；

所述中间分料腔的容积等于冒口的容积；