本實(shí)用新型屬于鑄造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種獨(dú)立控制流道定時(shí)開合的澆注系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
鑄造工藝設(shè)計(jì)中，澆注系統(tǒng)起著平穩(wěn)、高效的將金屬液導(dǎo)入型腔的作用，其類型及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對鑄件質(zhì)量尤為重要。其中，在具有上下多層內(nèi)澆道的階梯式澆注系統(tǒng)中，金屬液分層自下而上逐層注入型腔，兼具頂注式、底注式的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了其各自缺點(diǎn)。階梯式澆注系統(tǒng)具有充型平穩(wěn)和有利于鑄件順序凝固的優(yōu)點(diǎn)，因而在高大鑄件工藝中得到了廣泛的應(yīng)用。
但是,階梯式澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，如果設(shè)計(jì)不當(dāng),在鑄型的充填過程中易發(fā)生各層澆道同時(shí)導(dǎo)入金屬液的現(xiàn)象,造成金屬液在型腔中相互沖撞、飛濺，從而導(dǎo)致氧化、夾雜、砂眼和氣孔。尤其是在消失模鑄造中，階梯式澆注系統(tǒng)中金屬液在EPS消失模的氣隙托頂下，極易由上下內(nèi)澆道同時(shí)注入鑄型，破壞了液流的平穩(wěn)，干擾了模樣的氣化條件，多層內(nèi)澆道作用減弱。因而階梯式澆注系統(tǒng)在消失模鑄造工藝中一般不主張采用。
可見，如何有效實(shí)現(xiàn)多層、多個(gè)內(nèi)澆道中金屬液的有序?qū)胄颓?，是鑄造工藝中的一個(gè)重要難點(diǎn)。目前，為實(shí)現(xiàn)上述目的，所采用的方法為通過復(fù)雜計(jì)算設(shè)置各澆道尺寸、采用開放式澆注系統(tǒng)，分配直澆道需為未充滿狀態(tài)、上層澆道向上傾斜等工藝措施。這些措施加大了工藝設(shè)計(jì)難度，限制了工藝自由度，降低了工藝出品率，且仍難以解決上述多層內(nèi)澆道在消失模鑄造中應(yīng)用出現(xiàn)的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的在于提供一種工藝簡單、成本低且效果佳，可精確獨(dú)立控制澆注系統(tǒng)中各流道定時(shí)開合的控制方法，使階梯式澆注系統(tǒng)各澆道方便靈活的實(shí)現(xiàn)分層、逐層注入效果，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)不足的問題。該法不僅適用于不同高度的階梯式澆注系統(tǒng)，還適用于控制大型鑄件對不同部位的充型順序的定時(shí)控制。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：
一種獨(dú)立控制流道定時(shí)開合的澆注系統(tǒng)，所述澆注系統(tǒng)內(nèi)的內(nèi)澆道和/或橫澆道內(nèi)預(yù)置有能完全阻斷流道的阻流片，且所述阻流片能在澆道內(nèi)澆注液的高溫作用下熔破。
優(yōu)選地，所述澆注系統(tǒng)，包括澆口杯、直澆道以及內(nèi)澆道，直澆道聯(lián)接澆口杯和內(nèi)澆道，其特征在于：所述內(nèi)澆道沿高度方向上由上層內(nèi)澆道和底層內(nèi)澆道構(gòu)成，所述上層內(nèi)澆道沿高度方向至少包括一層內(nèi)澆道，所述上層內(nèi)澆道內(nèi)均預(yù)置有能完全阻斷流道的阻流片，且所述阻流片能在內(nèi)流道內(nèi)澆注液的高溫作用下熔破。
優(yōu)選地，所述阻流片為薄片結(jié)構(gòu)，其形狀同所要阻斷流道截面的形狀相同，且其面積能完全遮蔽流道。
優(yōu)選地，所述阻流片材質(zhì)為金屬或金屬基復(fù)合材料。
優(yōu)選地，所述阻流片材質(zhì)中的金屬成分為純金屬或合金，其熔點(diǎn)低于鑄件澆注溫度，且在所述阻流片熔入鑄件后，鑄件成分仍保持在其牌號(hào)合理成分范圍之內(nèi)。
優(yōu)選地，所述流道內(nèi)阻流片的使用數(shù)量等于依鑄造工藝所設(shè)計(jì)的流道開啟時(shí)間和選取阻流片的預(yù)定熔破時(shí)間之整數(shù)比。
本實(shí)用新型的有益效果在于，
（1）本實(shí)用新型工藝簡單。常規(guī)階梯式澆注系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)上下澆道分層引入金屬液功能，需進(jìn)行復(fù)雜的工藝設(shè)計(jì)。而本實(shí)用新型使得不需進(jìn)行復(fù)雜工藝計(jì)算即可更為有效的實(shí)現(xiàn)不同澆道的分層定時(shí)引入；
（2）本實(shí)用新型使?jié)驳涝O(shè)計(jì)更自由靈活。常規(guī)階梯式澆注系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)上下澆道分層引入金屬液功能，其設(shè)計(jì)受到較多限制。如分配直澆道需呈不充滿狀態(tài)、不能采用封閉式澆注系統(tǒng)、上下層內(nèi)澆道間距需小于有效壓力頭、上層內(nèi)澆道需傾斜向上設(shè)置。而本實(shí)用新型對澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)無任何限制，可在各類不同澆注系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)分層引入、定時(shí)開合效果，為澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了更大自由度和更豐富的功能實(shí)現(xiàn)可能，且成本低，效果佳，可精確獨(dú)立控制澆注系統(tǒng)內(nèi)各流道的定時(shí)開合使階梯式澆注系統(tǒng)各澆道方便靈活的實(shí)現(xiàn)分層、逐層注入效果；并且還適用于控制大型鑄件對不同部位的澆注順序的定時(shí)控制，使用效果好，工藝出品率高。
（3）在消失模鑄造中，階梯式澆注系統(tǒng)中金屬液在EPS氣隙托頂下，極易由上下內(nèi)澆道同時(shí)注入鑄型，破壞了液流的平穩(wěn)，干擾了模樣的氣化條件，多層內(nèi)澆道作用減弱。因而階梯式澆注系統(tǒng)在消失模鑄造工藝中一般不主張采用。而本實(shí)用新型使得階梯式澆注系統(tǒng)亦可很好的應(yīng)用于消失模鑄造中，在鑄型的充填過程中能有效避免各層澆道因同時(shí)導(dǎo)入金屬液而造成金屬液在型腔中相互沖撞、飛濺，從而導(dǎo)致氧化、夾雜、砂眼和氣孔的現(xiàn)象發(fā)生，從而極大地提高了工藝出品率。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型所述的一種獨(dú)立控制流道定時(shí)開合的澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合階梯式澆注系統(tǒng)的具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。且該控制方法同樣可應(yīng)用于其它各類不同澆注系統(tǒng)中。
一種獨(dú)立控制流道定時(shí)開合的澆注系統(tǒng)，所述澆注系統(tǒng)內(nèi)的內(nèi)澆道和/或橫澆道內(nèi)預(yù)置有能完全阻斷流道的阻流片，且所述阻流片能在澆道內(nèi)澆注液的高溫作用下熔破。
具體地，所述澆注系統(tǒng)，包括澆口杯1、直澆道2以及內(nèi)澆道，直澆道2聯(lián)接澆口杯1和內(nèi)澆道，其特征在于：所述內(nèi)澆道沿高度方向上由上層內(nèi)澆道5和底層內(nèi)澆道4構(gòu)成，所述上層內(nèi)澆道5沿高度方向至少包括一層內(nèi)澆道，所述上層內(nèi)澆道內(nèi)均預(yù)置有能完全阻斷流道的阻流片3，且所述阻流片3能在內(nèi)流道內(nèi)澆注液的高溫作用下熔破。
值得注意的是，所述阻流片3為薄片結(jié)構(gòu)，其形狀同流道截面形狀相同，其面積能完全遮蔽流道。
一、關(guān)于阻流片材質(zhì)，包括如下：
1、所述阻流片材質(zhì)為金屬或金屬與具有特定功能的化合物制成的金屬基復(fù)合材料。
2、所述阻流片材質(zhì)中的金屬成分為純金屬或合金，作為優(yōu)選，所述阻流片材質(zhì)中的合金成分應(yīng)取結(jié)晶溫度范圍窄的成分區(qū)域，其熔點(diǎn)應(yīng)低于鑄件澆注溫度。且在所述阻流片熔入鑄件后，鑄件成分仍保持在牌號(hào)合理成分范圍之內(nèi)。
具體的，以鑄鐵或鑄鋼的黑色金屬類鑄件為例，如阻流片選取為鐵基合金，優(yōu)選為碳含量3.4%共晶成分的共晶鑄鐵材質(zhì)。如阻流片選取為低熔點(diǎn)的銅基、鋁基、錫基等合金，則合金成分優(yōu)選為結(jié)晶溫度范圍窄的共晶合金成分或純金屬成分。例如阻流片選取為銅基合金，優(yōu)選為純銅材質(zhì)。
3、所述阻流片材質(zhì)成分包括具有特定功能的合金元素或化合物，即可起到型內(nèi)隨流孕育、變質(zhì)等有益作用的合金元素或化合物。如對于鐵基鑄件，阻流片中可針對性加入具有孕育、球化、變質(zhì)、凈化等作用的硅、鎂、稀土、硅鋇鈣、SiC等元素或化合物；對于鋁基鑄件，阻流片可為含鋁鈦硼、鋁鍶變質(zhì)劑等變質(zhì)成分。
二、關(guān)于阻流片的使用：
1、所述阻流片的數(shù)量等于所要鑄造鑄件的鑄造工藝所設(shè)計(jì)的開啟時(shí)間和所選取的阻流片預(yù)定熔破時(shí)間之整數(shù)比。例如階梯式澆注系統(tǒng)，設(shè)計(jì)其上層內(nèi)澆道在澆注充型開始20秒后開啟方可實(shí)現(xiàn)分層接力引入金屬液效果，則應(yīng)在該內(nèi)澆道中不同位置分別設(shè)置共晶鑄鐵材質(zhì)的10秒阻流片數(shù)量為2。
2、所述阻流片厚度同時(shí)受預(yù)定熔破時(shí)間、金屬液澆注溫度、阻流片材質(zhì)等因素影響，應(yīng)根據(jù)具體使用條件實(shí)驗(yàn)而定。如以共晶鑄鐵材質(zhì)的10秒阻流片為例，其預(yù)設(shè)使用條件為：金屬液澆注溫度為1430℃，阻流片材質(zhì)為3.4%共晶成分的共晶鑄鐵，預(yù)定熔破時(shí)間為10秒，則經(jīng)實(shí)驗(yàn)可確定其厚度應(yīng)為0.8mm。
一種澆注系統(tǒng)中獨(dú)立控制流道定時(shí)開合的控制方法，首先在澆注系統(tǒng)需控制的流道內(nèi)預(yù)置阻流片；充型過程初期，阻流片阻斷流道，起封鎖、關(guān)閉流道作用；經(jīng)預(yù)定熔破時(shí)間后，阻流片在金屬液高溫作用下熔破，失去封閉流道功能，流道因而開啟，即實(shí)現(xiàn)澆注系統(tǒng)內(nèi)各流道獨(dú)立定時(shí)開合的功能。
實(shí)施例1
一種球墨鑄鐵鑄件，鑄造方法為消失模鑄造，澆注系統(tǒng)采用本實(shí)用新型所述的獨(dú)立控制流道定時(shí)開合澆注系統(tǒng)，如圖1所示的階梯式澆注系統(tǒng)。經(jīng)澆口杯1、直澆道2、由自下而上的內(nèi)澆道將金屬液7導(dǎo)入型腔6。
澆注溫度為1430℃，充型總時(shí)間設(shè)計(jì)為30秒。為實(shí)現(xiàn)階梯式澆注系統(tǒng)的各層內(nèi)澆道逐層啟用引入金屬液，采用了本實(shí)用新型所述的獨(dú)立控制流道定時(shí)開合的方法：
設(shè)計(jì)上層內(nèi)澆道中的第二層內(nèi)澆道為充型開始10秒后開啟，接替底層內(nèi)澆道導(dǎo)入金屬液。為實(shí)現(xiàn)此目的，在第二層內(nèi)澆道中埋入1片共晶鑄鐵阻流片，厚度0.8mm，阻流時(shí)間為10秒。
設(shè)計(jì)上層內(nèi)澆道中的頂層內(nèi)澆道為充型開始20秒后開啟，接替第二層內(nèi)澆道導(dǎo)入金屬液。為實(shí)現(xiàn)此目的，在頂層內(nèi)澆道中埋入2片共晶鑄鐵阻流片，厚度0.8mm，單個(gè)阻流時(shí)間為10秒，總阻流時(shí)間20秒。
由此實(shí)現(xiàn)了不同澆道獨(dú)立控制，定時(shí)開合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)階梯式澆注系統(tǒng)的各層內(nèi)澆道逐層啟用引入金屬液功能。
實(shí)施例2
一種球墨鑄鐵鑄件，鑄造方法為樹脂砂型鑄造，采用本實(shí)用新型所述的獨(dú)立控制流道定時(shí)開合澆注系統(tǒng)，如圖1所示的階梯式澆注系統(tǒng)。經(jīng)澆口杯1、直澆道2、由自下而上的內(nèi)澆道將金屬液7導(dǎo)入型腔6。
澆注溫度為1360℃，充型總時(shí)間設(shè)計(jì)為24秒。為實(shí)現(xiàn)階梯式澆注系統(tǒng)的各層內(nèi)澆道逐層啟用引入金屬液，采用了本實(shí)用新型所述的獨(dú)立控制流道定時(shí)開合的方法：
阻流片材質(zhì)選取為共晶成分的鋁硅合金，1360℃溫度下預(yù)定熔破時(shí)間為8秒，實(shí)驗(yàn)確定其厚度應(yīng)為1.5mm。
設(shè)計(jì)上層內(nèi)澆道中的第二層內(nèi)澆道為充型開始8秒后開啟，接替底層內(nèi)澆道導(dǎo)入金屬液。為實(shí)現(xiàn)此目的，在第二層內(nèi)澆道中埋入1片共晶鋁硅阻流片，厚度1.5mm，阻流時(shí)間為8秒。
設(shè)計(jì)上層內(nèi)澆道中的頂層內(nèi)澆道為充型開始16秒后開啟，接替第二層內(nèi)澆道導(dǎo)入金屬液。為實(shí)現(xiàn)此目的，在頂層內(nèi)澆道中埋入2片共晶鋁硅阻流片，厚度1.5mm，單個(gè)阻流時(shí)間為8秒，總阻流時(shí)間16秒。
實(shí)施例3
一種鋁硅合金鑄件，鑄造方法為金屬型鑄造，澆注系統(tǒng)采用如圖1所示的階梯式澆注系統(tǒng)。經(jīng)澆口杯1、直澆道2、由自下而上的內(nèi)澆道將金屬液7導(dǎo)入型腔6。
澆注溫度為1360℃，充型總時(shí)間設(shè)計(jì)為24秒。為實(shí)現(xiàn)階梯式澆注系統(tǒng)的各層內(nèi)澆道逐層啟用引入金屬液，采用了本實(shí)用新型所述的獨(dú)立控制流道定時(shí)開合的方法：
阻流片材質(zhì)選取為共晶成分的鋁硅合金，1360℃溫度下預(yù)定熔破時(shí)間為8秒，實(shí)驗(yàn)確定其厚度應(yīng)為1.5mm。
設(shè)計(jì)上層內(nèi)澆道中的第二層內(nèi)澆道為充型開始8秒后開啟，接替底層內(nèi)澆道導(dǎo)入金屬液。為實(shí)現(xiàn)此目的，在第二層內(nèi)澆道中埋入1片共晶鋁硅阻流片，厚度1.5mm，阻流時(shí)間為8秒。
設(shè)計(jì)上層內(nèi)澆道中的頂層內(nèi)澆道為充型開始16秒后開啟，接替第二層內(nèi)澆道導(dǎo)入金屬液。為實(shí)現(xiàn)此目的，在頂層內(nèi)澆道中埋入2片共晶鋁硅阻流片，厚度1.5mm，單個(gè)阻流時(shí)間為8秒，總阻流時(shí)間16秒。
基于上述，本實(shí)用新型工藝簡單，相比較于常規(guī)階梯式澆注系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)上下澆道分層引入金屬液功能，需進(jìn)行復(fù)雜的工藝設(shè)計(jì)。而本實(shí)用新型使得不需進(jìn)行復(fù)雜工藝計(jì)算即可更為有效的實(shí)現(xiàn)不同澆道的分層定時(shí)引入；而且對澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)無任何限制，可在各類不同澆注系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)分層引入、定時(shí)開合效果，為澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了更大自由度和更豐富的功能實(shí)現(xiàn)可能，且成本低，效果佳，可精確獨(dú)立控制澆注系統(tǒng)內(nèi)各流道的定時(shí)開使階梯式澆注系統(tǒng)各澆道方便靈活的實(shí)現(xiàn)分層、逐層注入效果。
本實(shí)用新型亦使得階梯式澆注系統(tǒng)亦可很好的應(yīng)用于消失模鑄造中，在鑄型的充填過程中能有效避免各層澆道因同時(shí)導(dǎo)入金屬液而造成金屬液在型腔中相互沖撞、飛濺，從而導(dǎo)致氧化、夾雜、砂眼和氣孔的現(xiàn)象發(fā)生，從而極大地提高了工藝出品率。并且不僅適用于不同高度的階梯式澆注系統(tǒng)，還適用于控制大型鑄件對不同部位的澆注順序的定時(shí)控制，使用效果好，工藝出品率高。
本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。