大直徑液力偶合器鋁合金葉輪組件鑄造方法
2023-10-10 07:41:19
專利名稱：大直徑液力偶合器鋁合金葉輪組件鑄造方法
技術領域：
本發明涉及一種鋁合金葉輪組件鑄造方法，尤其涉及一種大直徑液力偶合器鋁合金葉輪組件鑄造方法。
背景技術：
液力偶合器葉輪組件主要由泵輪、渦輪、轉動外殼和側室擋板等組成，是調速型液力偶合器中承載和傳遞功率的主要部件。葉輪組件的性能與調速型液力偶合器產品的綜合性能泵輪力矩係數大小有密切關係，直接影響到產品的節能效果。由於葉輪組件的機械強度和可靠性要求高，目前大直徑葉輪組件零件一般都採用鋼鑄件和鋼板組合焊接製造。由於工藝原因，鋼製葉輪流道淺，容積小，無法滿足葉輪流道幾何形狀要求，影響調速型液力偶合器的節能效果，而且鋼製葉輪組件工藝複雜，製造周期長，製造成本相對較高。為了降低葉輪組件的轉動慣量，提高功率傳遞的效率和降低產品製造成本，採用高強度鋁合金鑄造大直徑葉輪組件可以解決上述鋼製葉輪組件的不足。但由於鋁合金材料的機械強度小於鋼材的機械強度，因此需要通過鑄造鋁合金葉輪組件的設計和加工工藝來提高其整體強度，其中鋁合金鑄造工藝就是一個關鍵。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種大直徑液力偶合器鋁合金葉輪組件鑄造方法，提高功率傳遞的效率和降低製造成本，並且保證組件的機械強度。本發明為解決上述技術問題而採用的技術方案是提供一種大直徑液力偶合器鋁合金葉輪組件鑄造方法，所述液力偶合器鋁合金葉輪組件包括泵輪、渦輪、轉動外殼和側室擋板，其中，所述鑄造方法包括如下步驟a)熔煉鋁合金；b)製作泵輪鑄造型腔，在泵輪內、外緣法蘭鑄造型腔內放置若干改善局部冷卻速度的冷鐵，澆鑄泵輪；c)製作渦輪鑄造型腔，在渦輪內法蘭鑄型中放置若干改善局部冷卻速度的冷鐵，澆鑄渦輪；d)製作轉動外殼鑄造型腔，在轉動外殼法蘭鑄造型腔處放置若干改善局部冷卻速度的冷鐵，澆鑄轉動外殼；e)製作側室擋板鑄造型腔，在側室擋板外法蘭和內孔鑄型內放置若干改善局部冷卻速度的冷鐵，澆鑄側室擋板。上述的大直徑液力偶合器鋁合金葉輪組件鑄造方法，其中，所述冷鐵均先塗好桐油，灑上石英砂，烘乾後再使用。上述的大直徑液力偶合器鋁合金葉輪組件鑄造方法，其中，所述液力偶合器鋁合金葉輪組件的直徑為Im 1. 5m。本發明對比現有技術有如下的有益效果本發明提供的大直徑液力偶合器鋁合金葉輪組件鑄造方法，通過在鑄造型腔內放置若干改善局部冷卻速度的冷鐵，改進鑄造型腔製作方法，保證鋁合金葉輪組件的鑄件質量符合各項技術要求，從而代替鋼鑄件，提高功率傳遞的效率和降低製造成本。
具體實施例方式下面詳細介紹本發明的各個具體實施步驟。1大直徑鋁合金泵輪鑄造步驟
泵輪為調速型液力偶合器葉輪組件中零件之一。由於其外緣法蘭和葉片在運轉時受到扭轉應力和離心力作用，所以對鋁合金泵輪的機械性能要求較高，鋁合金泵輪鑄造步驟如下
1.1在泵輪內、外緣法蘭鑄造型腔內須放置若干為改善局部冷卻速度的冷鐵，冷鐵應先塗好桐油，灑上石英砂，烘乾後再使用。1. 2鑄型密度適中，造型用膠水不宜過多，便於鑄件成型後續工序的操作。型腔表面應噴塗耐熱塗料。1. 3烘乾鑄型時須採用溫度自動記錄儀，並將記錄保存。1.4上、下鑄型在合箱時，位置要對準確。合箱高度要測量準確，為避免鑄芯被包牢，高出時將鑄芯修低，低下時用石棉繩墊高。1. 5上、下鑄型在合箱後，上下型箱用專用夾具夾緊，上下型箱之間縫隙用鑄造輔料封住，避免澆鑄時鋁合金熔液溢出型箱。1.6往鑄型裡澆鑄鋁合金熔液時不能邊充液邊充型，避免卷氣。鋁合金熔液注入速度應保持平穩，均勻流入。
2、大直徑鋁合金轉動外殼鑄造步驟
轉動外殼為調速型液力偶合器葉輪組件中零件之一。在設備高速運轉時轉動外殼會受到工作液的周期衝擊，所以應避免出現縮孔、疏鬆等鑄造缺陷。鋁合金轉動外殼鑄造步驟如下
2. 1在轉動外殼法蘭鑄造型腔處須放置若干為改善局部冷卻速度的冷鐵。冷鐵應先塗好桐油，灑上石英砂，待烘乾後再放置於鑄造型腔內適當位置。2. 2製作鑄芯時須擺放鑄芯芯骨，造型時應設置鑄芯透氣孔，同時安放適當的焦碳以增加鑄芯透氣性。2. 3對於設有加強筋條的鑄件應保持各筋條間的距離均衡。2. 4鑄型烘乾採用溫度自動記錄儀，保存記錄。2. 5鑄型上箱要求均勻分布Φ 3排氣孔，以利澆鑄時型腔中氣體的排放。2.6上、下鑄型在合箱時，位置要對準確。配箱高度要測量準確，為避免鑄芯被包牢，高出時將鑄芯修低，低下時用石棉繩墊高。2. 7上、下鑄型在合箱後，上下型箱要用專用夾具夾緊，上下型箱之間縫隙用鑄造輔料封住，避免澆鑄時鋁合金熔液溢出型箱。2.8往鑄型裡澆鑄鋁合金溶液時應避免邊充液邊充型，避免卷氣。鋁合金溶液注入速度應保持平穩，均勻流入。
3大直徑鋁合金渦輪鑄造步驟
渦輪為調速型液力偶合器傳遞轉矩的關鍵零件，其工作條件與泵輪相似，對其機械強
4度要求高。在鑄造時必須注意工藝規定，鋁合金渦輪鑄造步驟如下
3.1在渦輪內法蘭鑄型中須放置若干冷鐵。冷鐵應先塗好桐油，灑上石英砂，待烘乾後再放置於鑄造型腔內適當位置。3. 2鑄型密度適中，造型用膠水不宜過多，便於鑄件成型後續工序的操作。型腔表面應噴塗耐熱塗料。3. 3鑄型烘乾採用溫度自動記錄儀，保存記錄。3.4上、下鑄型在合箱時，位置要對準確。配箱的高度要測量準確，為避免鑄芯被包牢，高出時將鑄芯修低，低下時用石棉繩墊高。3. 5上、下鑄型在合箱後，上下型箱要用專用夾具夾緊，上下型箱之間縫隙用鑄造輔料封住，避免澆鑄時鋁合金熔液溢出型箱。3.6往鑄型裡澆鑄鋁合金熔液時不能邊充液邊充型，避免卷氣。鋁合金熔液注入速度應保持平穩，均勻流入。
4側室擋板鑄造步驟
側室擋板是調速型液力偶合器葉輪組件中主要零件之一，側室擋板鑄造步驟如下
4.1側室擋板外法蘭和內孔鑄型內須放置若干冷鐵。冷鐵應先塗好桐油，灑上石英砂， 待烘乾後再放入鑄造型腔內適當位置。4.2對於有加強筋條的鑄件應保持各筋條間的間隔均衡。4. 3鑄型烘乾採用溫度自動記錄儀，保存記錄。4. 4鑄型上箱要求均勻分布Φ 3排氣孔，以利澆鑄時型腔中氣體的排放。4.5上、下鑄型在合箱時，位置要對準確。配箱的高度要測量準確，為避免鑄芯被包牢，高出時將鑄芯修低，低下時用石棉繩墊高。4. 6上、下鑄型合箱後，上下型箱要用專用夾具夾緊，上下型箱之間縫隙用鑄造輔料封住，避免澆鑄時鋁合金液體溢出型箱。4.7往鑄型裡澆鑄鋁合金熔液時應避免邊充液邊充型，避免卷氣。鋁合金熔液注入速度應保持平穩，均勻流入。
5熔煉和澆鑄步驟
5.1鑄造用鋁合金材料熔煉前表面要清理乾淨，熔煉時新、舊材料配比得當，舊料總量不得超過鋁合金料總重量的30%。5.2熔煉工具及坩堝應先仔細清理，表面噴塗的輔料須充分烘乾。嚴格避免鐵質器具與鋁合金鑄造熔液直接接觸。5. 3所有溶劑(二合一、三合一、細化劑)必須脫水、烘烤處理。5. 4快速熔化，應注意電加熱的熱慣性，避免鋁合金熔液過熱。熔化爐爐膛內最高溫度不超過850°C。5. 5鑄造鋁合金熔煉中，儘量保持氧化膜的完整。澆鑄前攪拌時，攪拌工具應作上下運動，避免破壞鑄造鋁液表面的氧化膜。5.6溶劑加入比例(％)\\翩J ----、 -一合^Siikfi1J三合一麵瓶劑ZLlM--1.0 2. 0--IL2010.5 0.8--0. 25 0.40
5. 7鑄造鋁合金精煉過程
a、溶劑分一到二次均勻加入熔化鋁液中；
b、精煉溫度7100C_750°C，精煉時間15-25分鐘；
C、精煉結束加入晶粒細化劑，靜置15分鐘以上。如果靜置時間超過4小時以上，則必須重新進行精煉；
d、在鑄件澆鑄前須由檢驗員作爐前取樣做試塊，檢查試塊的含氣量及精煉效果，在與樣塊作比較，確認合格後，才可進行鋁液表面去渣，澆鑄試棒和鑄件；
5. 8鋁合金熔液溫度用熱電偶及溫度顯示錶測量，熔液最高溫度不得超760°C，澆鑄溫度控制在710°C 750°C。澆鑄結束後，熔煉生產操作單和試塊須保存，以便質量追溯；
5. 9澆鑄時應儘量減低熔液流的下落高度，以減少熔液飛濺。澆鑄完鑄件後，剩下的多餘鋁合金熔液應澆入鋁錠模，以備後續使用。綜上所述，採用本發明的鑄造方法通過在鑄造型腔內放置若干改善局部冷卻速度的冷鐵，改進鑄造型腔製作和鋁合金熔液澆鑄方法，保證鋁合金葉輪組件的鑄件質量符合各項技術要求，可以完全達到泵輪、渦輪工作液流道的設計要求，鑄件組織晶粒超細，質量穩定，使調速型液力偶合器的節能效果有明顯提高。鑄造工藝相對簡單，生產效率可以提高，適合批量生產要求。雖然本發明已以較佳實施例揭示如上，然其並非用以限定本發明，任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的修改和完善，因此本發明的保護範圍當以權利要求書所界定的為準。
權利要求
1.一種大直徑液力偶合器鋁合金葉輪組件鑄造方法，所述液力偶合器鋁合金葉輪組件包括泵輪、渦輪、轉動外殼和側室擋板，其特徵在於，所述鑄造方法包括如下步驟a)熔煉鋁合金；b)製作泵輪鑄造型腔，在泵輪內、外緣法蘭鑄造型腔內放置若干改善局部冷卻速度的冷鐵，澆鑄泵輪；c)製作渦輪鑄造型腔，在渦輪內法蘭鑄型中放置若干改善局部冷卻速度的冷鐵，澆鑄渦輪；d)製作轉動外殼鑄造型腔，在轉動外殼法蘭鑄造型腔處放置若干改善局部冷卻速度的冷鐵，澆鑄轉動外殼；e)製作側室擋板鑄造型腔，在側室擋板外法蘭和內孔鑄型內放置若干改善局部冷卻速度的冷鐵，澆鑄側室擋板。
2.如權利要求1所述的大直徑液力偶合器鋁合金葉輪組件鑄造方法，其特徵在於，所述冷鐵均先塗好桐油，灑上石英砂，烘乾後再使用。
3.如權利要求1或2所述的大直徑液力偶合器鋁合金葉輪組件鑄造方法，其特徵在於， 所述液力偶合器鋁合金葉輪組件的直徑為Im 1. 5m。
全文摘要
本發明公開了一種大直徑液力偶合器鋁合金葉輪組件鑄造方法，包括如下步驟a)熔煉鋁合金；b)製作泵輪鑄造型腔，在泵輪內、外緣法蘭鑄造型腔內放置若干冷鐵，澆鑄泵輪；c)製作渦輪鑄造型腔，在渦輪內法蘭鑄型中放置若干冷鐵,澆鑄渦輪；d)製作轉動外殼鑄造型腔，在轉動外殼法蘭鑄造型腔處放置若干冷鐵,澆鑄轉動外殼；e)製作側室擋板鑄造型腔，在側室擋板外法蘭和內孔鑄型內放置若干冷鐵,澆鑄側室擋板。本發明提供的鑄造方法，通過在鑄造型腔內放置若干改善局部冷卻速度的冷鐵、改進鑄造型腔製作方法，保證鋁合金葉輪組件的鑄件質量符合各項技術要求，從而代替鋼鑄件，提高功率傳遞的效率和降低製造成本。
文檔編號B22D25/02GK102228979SQ20111017671
公開日2011年11月2日 申請日期2011年6月28日 優先權日2011年6月28日
發明者馮榮華, 吳衛國, 奚經權, 陸明 申請人:上海交大南洋機電科技有限公司