一种高温合金四通法兰的浇注系统及熔模铸造工艺

摘要

本发明一种高温合金四通法兰的浇注系统及熔模铸造工艺，属于熔模铸造的领域，其特点是该浇注系统的主横浇道与内浇道相连接；内浇道设置在铸件法兰的四个端口；其中设置在铸件法兰水平端口的内浇道与竖浇道相连接；竖浇道截面设置为曲线形，并在竖浇道上间隔设置有若干个热节；竖浇道上端与主横浇道上端通过排气筋相连接。优点是使得钢水在凝固收缩时，具有塑性或弹性形变，不会影响到法兰收缩，从而有效地解决法兰端面变形的技术问题；整个浇注过程中，所产生的气体都由排气筋排出，以提高铸件的质量，减少气泡、缩孔等问题。采用该熔模铸造工艺的工艺出品率从原来的45%提高到了55%,同时大大提高了产品合格率，降低了产品了生产成本。

说明书

技术领域

本发明涉及熔模铸造的技术领域，尤其涉及一种高温合金四通法兰的浇注系统及熔模铸造工艺。

背景技术

高温合金四通法兰，在熔模铸造行业一直没有很成熟的工艺，传统的工艺是采用多浇口、顶注+侧注、再在底部设置二内浇道加以反补缩，铸件在冷却凝固过程中，产生收缩应力而变形。正常情况下，都会存在1.5-2.0mm的变形量，后续校正比较复杂；另外，由于法兰端有浇道，制壳时，操作起来不方便，型壳也不容易干燥，导致型壳强度不足，而引起浇注钢水时漏钢水；浇注系统复杂，钢水利用率低，法兰厚度大于管壁厚度，浇棒在收缩时，产生应力使铸件的法兰端面变形。因此需要设计一种新的浇注系统及熔模铸造工艺。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种高温合金四通法兰的浇注系统及熔模铸造工艺。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种高温合金四通法兰的浇注系统，特点是一种高温合金四通法兰的浇注系统，包括浇杯，浇杯设置有主横浇道，主横浇道与内浇道相连接；所述的内浇道设置在铸件法兰的四个端口；其中设置在铸件法兰水平端口的内浇道与竖浇道相连接；所述的竖浇道截面设置为曲线形，并在竖浇道上间隔设置有若干个热节；所述的竖浇道上端与浇杯上端通过排气筋相连接。

优选地：所述的浇杯内的浇道设置为对称的人字形，并与主横浇道相连通；主横浇道的两侧通过过桥与竖浇道上端相连通；过桥对称设置形成倒置的八字形；主横浇道设置为拱形，并在底部设置有缓冲包。

优选地：所述的排气筋设置为曲线形。

本发明还公开了一种高温合金四通法兰的熔模铸造工艺，其特点是：采用上述浇注系统，包括以下操作步骤：步骤一，根据所需铸件的形状组焊蜡模组；步骤二，型壳制作：在蜡模组表面涂覆型壳材料，型壳面层采用锆英砂粉，过渡层与背层采用莫来砂粉，过渡层砂为30-60目，加固层砂为16-30目；步骤三，蒸汽脱蜡：对涂覆好型壳材料的蜡模进行脱蜡，脱蜡的温度设置为120℃，脱蜡时间设置为30min；步骤四，焙烧型壳：将脱蜡后的型壳放入焙烧炉，焙烧温度为1150-1175℃，保温45min；步骤五，浇注：浇注时控制型壳温度在800-1000℃，钢水从主横浇道流向内浇口，进入形成铸件的型壳内，一直流到型壳底部再进入带热节竖浇道，后与过桥汇合，最终钢水流入排气筋，同时到达浇杯顶部；步骤六，去除型壳，得到铸件法兰。

优选地：所述的步骤五中浇注时型壳温度设置为950℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过将水平方向的内浇道两侧的竖浇道设置为曲线形，具体可设置为蛇形，并在竖浇道上间隔设置有若干个热节，使得钢水在凝固收缩时，具有塑性或弹性形变，不会影响到法兰收缩，从而有效地解决法兰端面变形的技术问题；通过在竖浇道上端与主横浇道上端之间设置排气筋，并将排气筋设置为曲线形，具体可设置为蛇形，使得整个浇注过程中，所产生的气体都由排气筋排出，以提高铸件的质量，减少气泡、缩孔等问题。采用该浇注系统的熔模铸造工艺，由于该浇注系统中的竖浇道设置有若干热节，使得竖浇道的大直径段、小直径段间隔分布，方便了制壳的操作与干燥，增强了型壳强度，解决了漏壳的问题。采用该熔模铸造工艺的工艺出品率从原来的45%提高到了55%,同时大大提高了产品合格率，降低了产品了生产成本。

附图说明

图1为本发明浇注系统与铸件结构示意图；

图2为本发明图1的左视图；

图3为本发明图1中B-B剖视图；

图4为本发明图2中A-A剖视图；

图中：1、主横浇道；1-1、缓冲包；2、内浇道；3、铸件；4、竖浇道；4-1、热节；5、过桥；6、排气筋；7、浇杯；箭头方向为钢水流向。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

参照附图1，一种高温合金四通法兰的浇注系统，包括浇杯，浇杯下方设置有主横浇道1，主横浇道1与内浇道2相连接；所述的内浇道2设置在铸件法兰的四个端口；其中设置在铸件法兰水平端口的内浇道2与竖浇道4相连接；所述的竖浇道4截面设置为曲线形，具体可设置为蛇形、S形、螺旋形、波浪形、折线形等；延长了钢水的流经通道，控制了钢水的流速，保温效果更好，提高了铸件成型的稳定性，并在竖浇道4上间隔设置有若干个热节4-1；热节4-1的直径大于竖浇道4本体的直径，使得浇道的大直径段与小直径段相间隔分布，方便了制壳的操作与干燥，增强了型壳强度，解决了漏壳的问题。热节的设置使得钢水在凝固收缩时，具有塑性或弹性形变，不会影响到法兰收缩，从而有效地解决法兰端面变形的技术问题；所述的竖浇道4上端与主横浇道1上端通过排气筋6相连接，所述的排气筋6设置为曲线形，具体可设置为蛇形、S形、螺旋形、波浪形、折线形等；使得整个浇注过程中，所产生的气体都由排气筋排出，以提高铸件的质量，减少气泡、缩孔等问题。

具体的，所述的浇杯7的浇道设置为对称的人字形，并与主横浇道相连通，使钢水均匀流入主横浇道；主横浇道1的两侧通过过桥5与竖浇道4上端相连通；过桥5对称设置形成倒置的八字形；主横浇道1的底部设置为拱形，提高钢水的注入效率，减少钢水注入过程中的滞留；并设置有缓冲包1-1，降低钢水注入的冲击力，减少钢水注入时的冲刷力对内浇道2产生损坏，有效避免内浇道产生钢水泄漏现象，提高钢水利用率，提高铸件的质量。

本发明公开的一种高温合金四通法兰的熔模铸造工艺，采用上述浇注系统，包括以下操作步骤：步骤一，根据所需铸件的形状组焊蜡模组：参照图2所示；步骤二，型壳制作：在蜡模组表面涂覆型壳材料，型壳面层采用锆英砂粉，过渡层与背层采用莫来砂粉，过渡层砂为30-60目，加固层砂为16-30目；步骤三，蒸汽脱蜡：对涂覆好型壳材料的蜡模进行脱蜡，脱蜡的温度设置为120℃，脱蜡时间设置为30min；步骤四，焙烧型壳：将脱蜡后的型壳放入焙烧炉，焙烧温度为1150-1175℃，保温45min；步骤五，浇注：浇注时控制型壳温度在800-1000℃，钢水从主横浇道1流向内浇口，进入形成铸件的型壳内，一直流到型壳底部再进入带热节的竖浇道4，后与过桥5汇合，最终钢水流入排气筋6，同时到达浇杯顶部；步骤六，去除型壳，得到铸件法兰。

具体实施时，步骤四中的焙烧温度设置为1150-1175℃，使得型壳的硬度更大，稳定性更好；将步骤五中浇注时型壳温度设置为950℃，使得钢水流动性更好，成型性更好；采用该熔模铸造工艺的工艺出品率从原来的45%提高到了55%,同时大大提高了产品合格率，降低了产品了生产成本。

浇注的工作原理：钢水从浇杯7的浇道进入主横浇道 1，流向内浇口2，进入形成铸件法兰3的型壳，一直流到型壳底部再通过下方的内浇口2进入蛇形带热节竖浇道4，后与过桥5汇合，这样在整个浇注过程中，所产生的气体都由蛇形工艺筋6排出；最终钢水流入蛇形工艺筋，同时到达浇杯顶部。

该浇注系统及铸造工艺不仅适用于高温合金四通法兰，对于其它高颈法兰、三通法兰等铸件使用此浇注系统，也属于本发明的保护范围之内；以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。