一种用于低压铸造64排螺旋CT机定子的浇注系统

摘要

本发明涉及一种用于低压铸造64排螺旋CT机定子的浇注系统，所述铸型的浇注系统包括直浇道、横浇道和内浇口，其创新点在于：所述铸型型腔中对应产品内圈底部且靠近连接筋处均设置有内浇口，型腔中对应产品外圈底部且靠近连接筋处同样设置有内浇口，内浇口分别通过直浇道、横浇道与低压铸造设备的升液管连通；所述内浇口采用楔形结构；所述铸型的顶部设置排气冷却针。浇注系统的内浇口设置在内、外圈靠近连接筋处，充型效果好，且内浇口采用楔形结构，能够提高内浇口上部侧壁部分砂型的温度，热节容易消除，顺利实现顺序凝固。铸型的型腔表面涂抹有耐火材料层，确保长时间增压、保压时，铝液不会进入砂型高温产生气体，避免缩松。

说明书

技术领域

本发明涉及一种浇注系统，特别涉及一种用于低压铸造64排螺旋CT机定子的浇注系统。

背景技术

我国医疗机构的医疗装备水平还很低，全国17.5万家医疗卫生机械拥有的医疗仪器和设备中15%左右是20世纪70年代前后的产品，60%是80年代中期的产品，大型的诊断治疗器械如X光机、CT扫描、核磁共振、深部X光治疗、钴60治疗机、伽玛刀等是各三等、二等甲级医院急需装备、更新的设备。但这些高、精、尖设备主要从美国、欧洲、日本进口，这些设备少则几十万，多则上千万，这对我国资金实力并不雄厚的医保资源是个挑战。高端的医疗器械若实现国产化，其价格比进口便宜1/3到一半。但医疗器械行业是一个多学科交叉，知识密集的高技术产业，进入门槛较高。核心部件技术无法掌握是我国医疗器械产业升级的难关之一，如目前最先进的64排螺旋CT机架定子、转子就是该设备的核心零部件；这些核心部件都离不开高精度、高刚度、尺寸稳定性好、形状复杂的大型铝铸件。目前国内尚未有企业正式生产这些铝铸件。

64排螺旋CT机架定子的结构为：包括锥套形内圈1和外圈2，内圈1、外圈2通过连接筋3连接，连接筋数量为7根。外圈2直径达Φ1800mm，壳体高度为550mm，壁厚在8~45mm，悬差很大，内圈1、外圈2底部通过连接筋3连接后形成有许多空腔，内圈1也有若干空腔。其对铝液充型、凝固、补缩及收缩率的确定带来一定的困难。

目前国际上常用的浇注方法采用铸型带冒口且不封闭的低压铸造，铸件的补缩通过冒口实现，通常又称为敞开式低压浇注。该种工艺存在一定的缺陷：a、采用带大口径冒口的浇注系统，浇口设计在铸型远离连接筋的一侧，而在有连接筋的一侧设置若干冒口进行排气、补缩，金属液工艺收得率低，机加工工序多；b、冒口的设置使得其仅仅是利用低压进行充型、而无法采用增压结晶的工艺，并非真正意义的低压铸造，补缩效果稍差，铸件组织的致密性有一定的影响；c、浇注系统采用传统重力浇注中的冒口结构作为浇口，且浇口为扁平形状，热节不易消除，存在缩松、孔洞。因此采用该种工艺进行64排螺旋CT机架定子的生产时，对工艺和设备均提出了很高的要求，国内采用上述这种低压充型工艺来生产本产品时，铸件合格率非常低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于低压铸造64排螺旋CT机定子的浇注系统，金属液收得率高、加工周期短且铸件组织致密性高。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种用于低压铸造64排螺旋CT机定子的浇注系统，所述铸型的浇注系统包括直浇道、横浇道和内浇口，其创新点在于：所述铸型型腔中对应产品内圈底部且靠近连接筋处均设置有内浇口，型腔中对应产品外圈底部且靠近连接筋处同样设置有内浇口，内浇口分别通过直浇道、横浇道与低压铸造设备的升液管连通；所述内浇口采用楔形结构：内浇口上部侧壁与内浇口轴线的夹角β大于内浇口下部侧壁与内浇口轴线的夹角α；所述铸型的顶部设置排气冷却针。

进一步的，所述铸型的型腔表面涂抹有耐火材料层。

本发明的优点在于：采用无冒口浇注系统，浇注系统由原来的300多公斤降至108公斤，浇注收得率得到提高；同时，省去了机加工中去除冒口的工序，提高加工效率，由原有的40工时降低至14工时；实现了真正的低压铸造，压力凝固，补缩效果好，铸件组织的致密性得到提高，利用X光扫描，其铸件分为39个区域的疏松度均达到4级或以上。浇注系统的内浇口设置在内、外圈靠近连接筋处，充型效果好，且内浇口采用楔形结构，能够提高内浇口上部侧壁部分砂型的温度，热节容易消除，顺利实现顺序凝固。铸型的型腔表面涂抹有耐火材料层，确保长时间增压、保压时，铝液不会进入砂型高温产生气体，避免缩松。产品整体合格率达到98%以上，相较传统带冒口低压充型工艺提高了30%左右。

附图说明

图1为64排螺旋CT机架定子结构示意图。

图2为本发明中64排螺旋CT机架定子浇注系统示意图。

图3为本发明中内浇口结构示意图。

具体实施方式

    低压浇注步骤主要包括：

A：首先利用树脂砂根据64排螺旋CT机架定子形状进行造型、制芯。

B：制得的铸型型腔表面刷有专用耐火涂料并做点燃处理，该专用耐火涂料配方在专利申请号201010111977.2中已公开，这里不再赘述。

C：进行铸型的烘干处理及合模：铸型进入干燥箱后，加温至150℃-170℃，恒温2-4小时。然后下芯，并在外圈2厚大部分放置变截面冷铁，最后合箱。

D：合箱后放置到铸铁坩埚熔炉上进行低压浇注，浇注温度：700℃-750℃之间，充型速度：5-20cm/s，充型时间：70-90s；增压压力：1-1.2 kPa，保压压力：1-1.5 kPa，保压时间：10-30s；卸压时须缓慢地进行，切勿不能快速卸压；拆箱清理：铸后的工件待自然冷却2小时后方可拆箱，取出清毛坯。

上述低压浇注中铸型型腔设置为：连接内圈1和外圈2的连接筋3位于底部。

铸型的浇注系统包括直浇道、横浇道和内浇口，铸型型腔中对应产品内圈1底部且靠近连接筋3处均设置有内浇口4，对应产品外圈2底部且靠近连接筋3处同样设置有内浇口5，各内浇口4、5分别通过直浇道6、横浇道7、浇口8与低压铸造设备的升液管连通。如图2所示，本发明中64排螺旋CT机架定子的连接筋3有7根，每根连接筋3处均设内浇口，因此内圈1上设7个内浇口，外圈上设7个内浇口。内浇口与铸型型腔接触处横截面为矩形。

内浇口采用楔形内浇口结构：如图3所示，内浇口上部侧壁与内浇口轴线的夹角β大于内浇口下部侧壁与内浇口轴线的夹角α，使得金属液在从内浇口进入型腔内时，能够提高内浇口上部侧壁部分砂型的温度。夹角β的大小在12-18°。

铸型的顶部设置排气冷却针，其结构：包括一个直径在5-8mm的垂直深孔，该垂直深孔下端与铸型型腔连通，上端接近铸型最顶端，在铸型最顶端设置直径在2-3mm的小口径通孔，该小口径通孔将垂直深孔与外界导通。该排气冷却针的具体设置方法为：在砂型上垂直钻出至少一个将型腔与外界导通的垂直深孔；在所述垂直深孔的上端孔口向下涂抹一段糊状的耐火材料层；在所述耐火材料层上钻与垂直深孔导通的小口径通孔；对糊状的耐火材料层加热硬化。

采用上述方法浇注的64排螺旋CT机定子，经检测，整体合格率达到98%以上，相较传统带冒口低压充型工艺提高了30%左右。