一种镁锂合金砂型最小铸造壁厚试验方法与流程 专利技术说明

测量装置的制造及其应用技术1.本发明涉及铸造工艺领域，具体涉及一种镁锂合金砂型铸造铸件最小可铸出壁厚的试验方法、数据分析及评判原则。背景技术：2.镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金。其特点是：密度小(1.8g/cm3左右)，强度高，弹性模量大，散热好，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。3.mg-li合金属于超轻金属材料，其密度只有铝合金的1/2，是传统镁合金的3/4，mg-li合金具有密度低、比强度、比刚度、比弹性模量高等特色，且具有很好的铸造性能和切削加工性能。镁锂合金属于一种新兴的超轻金属材料，近年来逐步应用于航空、航天及军工、3c产品行业，目前多用于变形材料加工，很少用于铸件生产，公开介绍的铸造工艺情况很少，未发现有砂型铸造时镁锂合金铸件的最小可铸出壁厚参数，包括常压、低压等方式铸造生产时镁锂合金的最小可铸出壁厚参数。4.铸造合金的最小可铸出壁厚参数是铸件结构设计的基础数据之一，也是铸造工艺设计的重要参数。常见合金铸件的最小壁厚参数，是经过长期、大量、大范围的生产实践总结出来的，没有发现有立竿见影的用来确定现实生产中铸件最小壁厚的试验方法，特别是没有镁锂合金生产砂型铸件时最小可铸出壁厚的确定方法的相关报道。5.因此，如何提供一种镁锂合金砂型铸造铸件最小可铸出壁厚的试验方法是本领域技术人员亟需解决的问题。技术实现要素：6.为解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种镁锂合金砂型铸造铸件最小可铸出壁厚试验方法，为镁锂合金铸件设计及铸造工艺设计时确定最小壁厚提供了一种试验方案。7.本发明的技术解决方案是：本发明一种镁锂合金砂型最小铸造壁厚试验方法，其特殊之处在于：所述镁锂合金砂型最小铸造壁厚试验方法包括以下步骤：8.1)设计试样结构及尺寸；9.2)设计浇注系统的结构及尺寸；10.3)设计铸造工艺以及砂箱结构及尺寸；11.4)浇注得到试样铸件；12.5)根据试样铸件的边角和铸件长度进行评判。13.进一步的，步骤1)的具体步骤如下：设计四个试样，试样结构及尺寸为：长×宽×高＝(100～200)×(20～40)×(2/3/4/5)mm。14.进一步的，步骤2)的具体步骤如下：设计浇注系统的结构及尺寸，包括φ40～φ100mm的浇口杯、φ20～φ40mm的直浇道、sr(15～25)mm的浇口窝座、截面为宽×高＝(10～30)×(8～20)mm的横浇道；浇口杯通过直浇道、浇口窝座与横浇道连通。15.进一步的，步骤3)的具体步骤如下：16.3.1)砂箱结构及尺寸为：长方体结构，长×宽×高(上/下)＝(400～500)×(260～400)×(50～150)/(30～60)mm；浇注系统设置在砂箱中，试样与横浇道的连接；17.3.2)铸造工艺设计：铸型硬度：≥80；浇注温度及速度：与实际生产参数相同或略高。18.进一步的，步骤5)的具体步骤如下：19.5.1)试样铸件完整且边角分明时，则该壁厚的铸件可以进行铸造生产；20.5.2)当试样铸件长度不足模型试样的1/2时，则该壁厚的铸件不可以进行铸造生产；21.5.3)当试样铸件长度超过模型试样的1/2但未完全充满，或试样铸件长度完整但边角不分明时，则该壁厚即认为是镁锂合金砂型铸件的最小可铸出壁厚。22.进一步的，浇注系统还包括与横浇道连通的第二排气孔。23.本发明提供的一种镁锂合金砂型铸造铸件最小壁厚的试验方法，通过设计试样结构及尺寸、浇注系统、铸型结构及尺寸、铸造工艺、数据分析及评判原则，为镁锂合金铸件设计及铸造工艺设计时确定最小壁厚。其具有以下优点：24.1、本发明提供了一种镁锂合金在砂型铸造时，确定铸件最小可铸出壁厚的试验及判断方法，特别对常规生产条件及工艺参数下，镁锂合金最小可铸出壁厚的判断极为有用。25.2、本发明提供了一种易于实施、方便分析和得出不同尺寸及结构的铸件最小壁厚结论的试验方案。依据该发明所得的镁锂合金砂型铸件可铸出最小壁厚数据，能够很好的指导砂型镁锂合金铸件设计及铸造工艺设计。26.3、本发明提供的镁锂合金砂型铸造铸件最小壁厚试验方法，适用于不同大小及结构的镁锂合金砂型铸件，为镁锂合金砂型铸件设计和铸造工艺设计提供了重要的参数依据，并给出了有关参数范围，便于针对不同产品结构、尺寸、生产条件进行调整，能够推广普及使用，对镁锂合金的砂型铸造生产具有重要的意义。27.说明书附图28.图1为本发明具体应用失了中的装置结构示意图；29.图2为图1的a-a剖视图。30.附图标记说明如下：31.1、砂箱；2、试样模具；3、第一排气孔；4、浇口杯；5、横浇道；6、第二排气孔；7、直浇道；8、浇口窝座。具体实施方式32.下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述：33.本发明提供的镁锂合金砂型最小铸造壁厚试验方法，具体实施例的步骤如下：34.1)设计试样结构及尺寸；35.设计四个试样，试样结构及尺寸为：长×宽×高＝(100～200)×(20～40)×(2/3/4/5)mm；36.2)设计浇注系统的结构及尺寸；37.设计浇注系统的结构及尺寸，包括φ40～φ100mm的浇口杯、φ20～φ40mm的直浇道、sr(15～25)mm的浇口窝座、截面为宽×高＝(10～30)×(8～20)mm的横浇道；浇口杯通过直浇道、浇口窝座与横浇道连通，浇注系统还包括与横浇道连通的第二排气孔。38.3)设计铸造工艺以及砂箱结构及尺寸；39.3.1)砂箱结构及尺寸为：长方体结构，长×宽×高(上/下)＝(400～500)×(260～400)×(50～150)/(30～60)mm；浇注系统设置在砂箱中，试样与横浇道的连接；40.3.2)铸造工艺设计：铸型硬度：≥80；浇注温度及速度：与实际生产参数相同或略高。41.4)浇注得到试样铸件；42.5)根据试样铸件的边角和铸件长度进行评判。43.5.1)试样铸件完整且边角分明时，则该壁厚的铸件可以进行铸造生产；44.5.2)当试样铸件长度不足模型试样的1/2时，则该壁厚的铸件不可以进行铸造生产；45.5.3)当试样铸件长度超过模型试样的1/2但未完全充满，或试样铸件长度完整但边角不分明时，则该壁厚即认为是镁锂合金砂型铸件的最小可铸出壁厚。46.参见图1、2，本发明具体应用实施例的装置结构包括砂箱1，砂箱1内设置有浇注系统和与浇注系统连通的多个试样模具2，试样模具2与试样对应，浇注系统包括浇口杯4、直浇道7、浇口窝座8和横浇道5，浇口杯4通过直浇道7、浇口窝座8与横浇道5连通，多个试样模具2分别与横浇道5连通。在本较佳实施例中，试样模具2为4个，均布在横浇道5上，4个试样模具2的长×宽×高＝(100～200)×(20～40)×(2/3/4/5)mm。每个试样模具2上均设置有第一排气孔3。横浇道5上设置有第二排气孔6。47.砂箱尺寸为：长×宽×高(上/下)＝(400～500)×(260～400)×(50～150)/(30～60)mm。48.浇注系统包括尺寸为：φ40～φ100mm的浇口杯、φ20～φ40mm的直浇道、sr(15～25)mm的浇口窝座和截面为宽×高＝(10～30)×(8～20)mm的横浇道。49.试验数据分析及评判原则为：当试样铸件完整且边角分明时，则该壁厚的铸件可以进行铸造生产；当试样铸件长度不足模型试样的1/2时，则该壁厚的铸件不可以进行铸造生产；当试样铸件长度超过模型试样的1/2但未完全充满，或试样铸件长度完整但边角不分明时，则该壁厚即认为是镁锂合金砂型铸件的最小可铸出壁厚。50.下面为本发明具体应用实施例。51.实施例152.一种镁锂合金砂型铸造铸件最小可铸出壁厚试验方法，包括：试样结构及尺寸、浇注系统、铸型结构及尺寸、铸造工艺、数据分析及评判原则。53.其中浇注系统、铸型结构、铸造工艺为基础性内容，依据发明中的技术要求及参数，可参照本企业实际进行适当调整。54.其中试样4个，宽度为20mm，厚度分别为2mm、3mm、4mm、5mm，试样长度，应根据铸件尺寸及结构进行调整。本例试样针对小型铸件，长度选取100mm。采用铝合金制作模具，模具工作面粗糙度1.6～3.2。55.铸造工艺：湿型砂(严格控制水分)，手工造型，砂型硬度≥80，手工扎气眼，箱卡紧固上下铸型；浇注温度与正常生产相同或略高；浇注速度与正常生产相同；起模斜度、圆角等参数按常规铸造工艺要求选取。56.开箱及测量：铸型浇注10分钟后，即可打箱，让铸件冷却，取出测量铸件尺寸。57.数据分析及评判原则：测出不同壁厚试样铸件长度，如某厚度试样的铸件完全成型，边角清晰，则该壁厚的铸件用现有工艺参数可以铸出；如某厚度试样浇注的铸件长度不足50mm，则认为该壁厚铸件不能用现有工艺参数浇注出来；如某壁厚试样浇注的铸件长度大于50mm但小于100mm，或试样浇注的铸件长度达到100mm，但试样充型不饱满，边角不分明，则认为该壁厚为现有工艺参数下的最小可铸出壁厚。58.实施例259.一种镁锂合金砂型铸造铸件最小可铸出壁厚试验方法，包括：试样结构及尺寸、浇注系统、铸型结构及尺寸、铸造工艺、数据分析及评判原则。60.其中浇注系统、铸型结构、铸造工艺为基础性内容，依据发明中的技术要求及参数，可参照本企业实际进行适当调整。61.其中试样4个，宽度为30mm，厚度分别为2mm、3mm、4mm、5mm，试样长度应根据铸件尺寸及结构进行调整。本例试样针对中型铸件，长度选取150mm。采用铝合金制作模具，模具工作面粗糙度1.6～3.2。62.铸造工艺：湿型砂(严格控制水分)，手工造型，砂型硬度≥90，手工扎气眼，箱卡紧固上下铸型。浇注温度与正常生产相同或略高；浇注速度与正常生产相同；起模斜度、圆角等参数按常规铸造工艺要求选取。63.开箱及测量：铸型浇注10分钟后，即可打箱，让铸件冷却，取出测量铸件尺寸。64.数据分析及评判原则：测出不同壁厚试样铸件长度，如某厚度试样的铸件完全成型，边角清晰，则该壁厚的铸件用现有工艺参数可以铸出；如某厚度试样浇注的铸件长度不足75mm，则认为该壁厚铸件不能用现有工艺参数浇注出来；如某壁厚试样浇注的铸件长度大于75mm但小于150mm，或试样浇注的铸件长度达到150mm，但试样充型不饱满，边角不分明，则认为该壁厚为现有工艺参数下的最小可铸出壁厚。65.实施例366.一种镁锂合金砂型铸造铸件最小可铸出壁厚试验方法，包括：试样结构及尺寸、浇注系统、铸型结构及尺寸、铸造工艺、数据分析及评判原则。67.其中浇注系统、铸型结构、铸造工艺为基础性内容，依据发明中的技术要求及参数，可参照本企业实际进行适当调整。68.其中试样4个，宽度为40mm，厚度分别为2mm、3mm、4mm、5mm，试样长度应根据铸件尺寸及结构进行调整。本例试样针对大型铸件，长度选取200mm。采用铝合金制作模具，模具工作面粗糙度1.6～3.2。69.铸造工艺：湿型砂(严格控制水分)，机器造型，砂型硬度≥95，手工或机器扎气眼，箱卡紧固上下铸型。浇注温度与正常生产相同或略高；浇注速度与正常生产相同；起模斜度、圆角等参数按常规铸造工艺要求选取。70.开箱及测量：铸型浇注15分钟后，即可打箱，让铸件冷却，取出测量铸件尺寸。71.数据分析及评判原则：测出不同壁厚试样长度，如某厚度试样的铸件完全成型，试样边角清晰，则该壁厚的铸件用现有工艺参数可以铸出；如某厚度试样浇注的铸件长度不足100mm，则认为该壁厚铸件不能用现有工艺参数浇注出来；如某壁厚试样浇注的铸件长度大于100mm但小于200mm，或试样浇注的铸件长度达到200mm，但试样充型不饱满，边角不分明，则认为该壁厚为现有工艺参数下的最小可铸出壁厚。72.本发明内容及上述实施例中未具体叙述的技术内容同现有技术。73.本发明不限于上述实施例，本发明内容所述均可实施并具有所述良好效果。74.以上，仅为本发明公开的具体实施方式，但本发明公开的保护范围并不局限于此，本发明公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。









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