基本信息
- 项目名称：
- 铝硅合金真空密封造型铸造工艺研究与应用
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 该项目利用真空吸力加快金属液快速充型，利用塑料薄膜、涂料提高了铸件表面质量；型砂用干砂，简化了工序。真空密封造型中，金属流动性好，充填能力强，可以铸出3mm的薄壁件，解决了大型、薄壁、表面质量要求高的铝硅合金铸件的生产瓶颈。浇铸利用自行研制的倾转浇注工作台，实现了铝硅合金真空密封造型铸造的倾转浇注工艺。该工艺减少环境污染，型砂的重复利用率高、损耗少，成本低；噪音小，属绿色铸造工艺。
- 详细介绍：
- 1、使用说明：向特制的砂箱内填入无粘接剂的干砂，再用塑料薄膜将砂型顶面密封，将砂型抽真空，借住砂型内外压力差，使型砂紧实并具有一定硬度，然后除去模样中吸膜的真空，起模后制成砂型。下芯、合型后即可浇注，待铸件全部凝固后，除去砂型的真空，砂型自行溃散，取出铸件。 2、技术特点和优势：（1）采用无粘结剂的干砂，使型砂的耗量降到最低限度，堪称绿色环保的现代铸造技术。（2）用塑料薄膜使砂型成型，改善了劳动条件，使造型和砂处理系统大大得以简化。（3）铸件尺寸精度高、轮廓清晰、表面光洁。（4）金属利用率高。（5）模型和砂箱使用寿命长. 3、市场分析：铝合金真空密封造型铸造新工艺技术可行、工艺可靠、实用性强，除了产生巨大的经济效益之外，对铝硅合金铸造行业如何减少环境污染、实现“绿色铸造”具有指导作用，同时还能为缓解我国能源紧缺的现状做出贡献，因此铝合金真空密封铸造新工艺是一种很有发展前途的、先进的铸造工艺，是值得推广的铸造工艺。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的：解决大型、薄壁、高外观质量铸件的铸造生产。 基本思路：1、分析现有铸造工艺方法存在的缺陷，提出真空密封造型铸造工艺方案；2、铝硅合金真空密封造型所用设备、工装研究、设计、制造；3、铝硅合金真空密封造型工艺过程（造型、抽真空、浇注等）研究、试验；4、铝硅合金真空密封造型方法生产铸件的性能检测；5、铝硅合金真空密封造型铸造工艺的生产实践应用、验证。 一、创新点：1、研究出了适合于铝硅合金的普通砂型真空密封造型工艺，优化了工艺技术参数，解决了大型、薄壁、表面质量要求高的铝硅合金铸件的生产瓶颈。2、利用自行设计研制的倾转浇注工作台，成功地实现了铝硅合金真空密封造型铸造的倾转浇注工艺。3、开发设计出了适合中小企业实际应用的真空密封造型装置,减少了投资。 二、技术关键：1、结合塑料薄膜密封的砂箱密封技术；2、干砂的振动充实技术；3、型砂的抽真空自硬技术；4、铝硅合金的不搅拌熔炼、精炼＋炉外过滤精炼技术；5、倾转浇注工艺技术。 三、主要技术指标：1、型砂规格：30（0.425、0.300、0.212筛）组水洗烘干石英砂。2、塑料薄膜加热烘软温度：60～l00℃；覆膜真空度：0.035MPa。3、真空度：0.040～0.075MPa。4、浇注方式：倾转浇注。
科学性、先进性
- 1、设备简单、投资少。 2、金属利用率高 金属液在真空密封造型的型腔中冷却速度较慢，有利于金属液的补给，故冒口尺寸可大幅减小，从而提高了金属材料的利用率15%。 3、铸件轮廓清晰、表面粗糙度好、尺寸精度高 真空密封造型的铸型内腔表面覆有塑料薄膜和涂料，铸型面光滑无瑕庇，保证铸件的表面粗糙度好； 4、生产成本低 由于真空密封造型使用无粘接剂的干砂，砂子的回用率可达95%以上，有效节约了造型材料，降低了生产成本。 5、模型和砂箱使用寿命长 6、改善工作环境 7、降低劳动强度 造型过程干砂靠微震充填砂箱、靠抽真空紧实铸型，不需舂砂、捣砂，降低了劳动强度；
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 企业实际应用及项目推广阶段。
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物产品、图片。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 1、使用说明：向特制的砂箱内填入无粘接剂的干砂，再用塑料薄膜将砂型顶面密封，将砂型抽真空，借住砂型内外压力差，使型砂紧实并具有一定硬度，然后除去模样中吸膜的真空，起模后制成砂型。下芯、合型后即可浇注，待铸件全部凝固后，除去砂型的真空，砂型自行溃散，取出铸件。 2、技术特点和优势：（1）采用无粘结剂的干砂，使型砂的耗量降到最低限度，堪称绿色环保的现代铸造技术。（2）用塑料薄膜使砂型成型，改善了劳动条件，使造型和砂处理系统大大得以简化。（3）铸件尺寸精度高、轮廓清晰、表面光洁。（4）金属利用率高。（5）模型和砂箱使用寿命长. 3、市场分析：铝合金真空密封造型铸造新工艺技术可行、工艺可靠、实用性强，除了产生巨大的经济效益之外，对铝硅合金铸造行业如何减少环境污染、实现“绿色铸造”具有指导作用，同时还能为缓解我国能源紧缺的现状做出贡献，因此铝合金真空密封铸造新工艺是一种很有发展前途的、先进的铸造工艺，是值得推广的铸造工艺。
同类课题研究水平概述
- 真空密封造型工艺是由日本长野县工业实验所和秋田株式会社于20世纪70年代初发明并研制成功的一种特种铸造方法，自投入使用以来，世界上有十几个国家和地区约300条生产线在使用，生产黑色金属铸件取得了较好效果。我国自20世纪80年代开始引进真空密封造型技术和设备，同时上海、武汉、北京、沈阳和合肥等铸造界的科技人员对真空密封造型工艺的设备工装等开始研制，国内也有不少家铸造厂使用这种造型线，但大都采用的是进口设备，而且都是应用于黑色金属铸造。 由于铝硅合金的热容量小，温度降低快，化学性质非常活泼，极易氧化和吸气，氢在铝液、固态中的溶解度差值大，而真空密封造型导热性差，结晶慢，在铸件内部容易形成针孔、气孔缺陷，严重影响铸件的质量和性能，因此真空密封造型工艺在有色金属铝硅合金铸造方面的应用还没有相关的研究报道。
