一種18KW影視燈具前框砂型鑄造方法與流程
2023-06-19 03:29:31 1
本發明屬於鎂合金影視燈具前框砂型鑄造技術領域，涉及一種影視燈具前框砂型鑄造方法。
背景技術：
鎂合金密度小（1.8g/cm3左右）但強度高、剛性好。在現有的工程用金屬中，鎂的密度最小，是鋼的1/5，鋅的1/4，鋁的2/3。普通鑄造鎂合金和鑄造鋁合金的剛度相同，因而其比強度明顯高於鋁合金，鎂合金更用來設計整體構件。散熱性能好，相同溫度，鎂合金的散熱時間還不到鋁合金的一半。因此，影視燈具前框採用鎂合金材料製作，直接降低整個燈殼的重量，還可以起到迅速散熱的目的。
由於影視燈具前框尺寸大、壁薄、形狀複雜，目前國內多採用鎂合金雕刻技術成型，成本較高；採用鎂合金鑄造成型，可以顯著的降低成本。但鎂合金熔液在流動過程中降溫速度快，從而降低鎂合金流動性，易發生冷隔與澆不足現象；鎂合金收縮較大，在鎂合金凝固收縮過程中，鑄件得不到及時補縮，鑄件就會發生開裂及疏鬆的現象；鎂合金熔液易發生氧化燃燒，產生氧化渣進入鑄件而形成缺陷。因此，亟待開發一種具有澆鑄速度快、擋渣能力強、流動平穩、有利於順序凝固和補縮特點的鎂合金澆鑄方法，尤其是一種影視燈具前框砂型鑄造方法。
技術實現要素：
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本發明的目的是解決鎂合金收縮量大的技術問題，提供一種影視燈具前框砂型鑄造的方法。
為達到上述目的，本發明所述的一種18kw影視燈具前框砂型鑄造方法，包括以下步驟：
1）、混制樹脂砂：所述樹脂砂由下述組分按質量百分比混制而成，80～140目石英砂:酚脲烷樹脂np301:酚脲烷樹脂np302=100:(0.5～1.2):(0.5～1.2)，混制時先加入石英砂及酚脲烷樹脂np301，混合攪勻2～3分鐘，再加入酚脲烷樹脂np302混合攪勻2～3分鐘，即得可使用的樹脂砂；
2）、造型制芯：採用四箱造型和三層階梯式橫澆道系統，三層橫澆道聯通直澆道與內澆道，三層橫澆道之間用砂子隔斷，可減少不同直澆道進入的鎂液相互衝擊，造成鎂液壓力減小，在鑄件壁厚熱結處加入隨型冷鐵；在制芯過程中，在圓形壁厚的砂型芯子內加入芯骨，以便在合箱過程中減少芯子的損壞及方便合箱操作；
3）、砂型噴塗：造型完成後，在型腔內壁及芯子表面噴塗一層塗料，所述塗料為醇基石墨粉與無水酒精的混合物，混合質量配比為1：0.2～0.35，塗層厚度為0.15～0.25毫米；
4）、砂型烘烤：噴塗完的砂型放置在烘乾窯中進行烘乾，烘乾溫度為200～240℃，時間為2～4小時，其目的是降低砂型中的水分含量及提高澆鑄時砂型溫度；
5）、鎂合金原料熔煉：將az91d鎂合金原料放入坩堝中進行加熱熔化，待az91d鎂合金原料全部熔化後，將溫度升至710～730℃進行精煉，精煉時間5～15分鐘，形成鎂液，將鎂液溫度調至710℃時靜置，靜置30～90分鐘後，再升溫至745～755℃進行保溫澆鑄，所述az91d鎂合金原料是由下述組分按質量配比組成：al8.5～9.5%，zn0.45～0.90%，mn0.17～0.40%，cu0.020～0.025%，ni0.0008～0.001%，fe0.003～0.004%，si0.05～0.08%，其餘為鎂；
6）、合箱澆鑄：對烘烤完的砂型迅速進行合箱，澆鑄前在砂型中通入3～5秒的sf6氣體，然後進行澆鑄，即可鑄出18kw影視燈具前框。
所述四箱造型和三層階梯式橫澆道系統，它包括砂箱和三層階梯式橫澆道系統，所述砂箱由上到下依次由上箱、上中箱、下中箱和下箱構成，所述上中箱和下中箱內設有內腔與鑄件形狀相同的砂型芯子，內腔鑄件壁厚熱結處部位設有隨型冷鐵，所述砂型芯子內設有芯骨，所述三層階梯式橫澆道系統貫穿於砂箱中。
所述三層階梯式橫澆道系統，它包括直澆道，直澆道的兩側由上到下對稱設有內設內澆道的上層橫澆道、中層橫澆道和底層橫澆道；所述上層橫澆道、中層橫澆道和底層橫澆道，這三層橫澆道聯通直澆道與內澆道，三層橫澆道之間用砂子隔斷。
本發明採用階梯式澆鑄系統，鎂合金通過直澆道進入橫澆道，橫澆道採用三層階梯式的形式，橫澆道充滿後通過內澆道進入型腔中，含有雜質鎂合金液進入橫澆道遠端，而開在橫澆道中間的內澆道通過純淨的鎂液，在鑄件型腔中鎂液自下而上充滿整個鑄件，實現順序凝固，解決鑄件疏鬆問題，每層橫澆道都能對鑄件進行補縮，解決了鎂合金收縮量大的技術問題。
附圖說明
圖1是本發明三層階梯式橫澆道系統結構示意圖；
圖2是本發明四箱造型結構示意圖。
圖中1、直澆道2、底層橫澆道3、中層橫澆道4、上層橫澆道5、內澆道6、砂箱7、鑄件8、冷鐵9、砂型芯子10、芯骨11、上箱12、上中箱13、下中箱14、下箱
具體實施方式
為了再現本發明下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明：
實施例1
本發明所述的一種18kw影視燈具前框砂型鑄造方法，其工藝步驟如下：
1）、混制樹脂砂：所述樹脂砂由下述組分按質量百分比混制而成，,80目石英砂:酚脲烷樹脂np301:酚脲烷樹脂np302=100:0.5:1.2，混制時先加入石英砂及酚脲烷樹脂np301，混合攪勻2分鐘，再加入酚脲烷樹脂np302混合攪勻3分鐘，即得可使用的樹脂砂；
2）、造型制芯：參照圖1和圖2，採用四箱造型和三層階梯式橫澆道系統，三層橫澆道聯通直澆道與內澆道，三層橫澆道之間用砂子隔斷，可減少不同直澆道進入的鎂液相互衝擊，造成鎂液壓力減小，在鑄件壁厚熱結處加入隨型冷鐵；在制芯過程中，在圓形壁厚的砂型芯子內加入芯骨，以便在合箱過程中減少芯子的損壞及方便合箱操作；
3）、砂型噴塗：造型完成後，在型腔內壁及芯子表面噴塗一層塗料，所述塗料為醇基石墨粉與無水酒精的混合物，質量配比為1：0.2，塗層厚度為0.15毫米；
4）、砂型烘烤：噴塗完的砂型放置在烘乾窯中進行烘乾，烘乾溫度為200℃，時間為4小時；
5）、鎂合金原料熔煉：將az91d鎂合金原料放入坩堝中進行加熱熔化，待az91d鎂合金原料全部熔化後，將溫度升至710℃進行精煉，精煉時間15分鐘，形成鎂液，將鎂液溫度調至710℃時靜置，靜置30分鐘後，再升溫至745℃進行保溫澆鑄，所述az91d鎂合金原料是由下述組分按質量配比組成：al8.5%，zn0.90%，mn0.17%，cu0.025%，ni0.0008%，fe0.004%，si0.05%，其餘為鎂；
6）、合箱澆鑄：對烘烤完的砂型迅速進行合箱，澆鑄前在砂型中通入3秒的sf6氣體，然後進行澆鑄，再經冷卻成型、卸模，即可鑄出18kw影視燈具前框。
根據圖1和圖2，所述四箱造型和三層階梯式橫澆道系統，它包括砂箱和三層階梯式橫澆道系統，所述砂箱由上到下依次由上箱、上中箱、下中箱和下箱構成，所述上中箱和下中箱內設有內腔與鑄件形狀相同的砂型芯子，內腔鑄件壁厚熱結處部位設有隨型冷鐵，所述砂型芯子內設有芯骨，所述三層階梯式橫澆道系統貫穿於砂箱中。
根據圖2，所述三層階梯式橫澆道系統，它包括直澆道，直澆道的兩側由上到下對稱設有內設內澆道的上層橫澆道、中層橫澆道和底層橫澆道；所述上層橫澆道、中層橫澆道和底層橫澆道，這三層橫澆道聯通直澆道與內澆道，三層橫澆道之間用砂子隔斷。
說明
說明：為了造型的方便，在工藝設計時，將模型在一定部位平剖，主要目的是為了方便下芯等,兩半分別在兩個沙箱中造型，下芯後,將兩個成型的沙箱按中心對稱合在一起的過程，叫合箱。
實施例2
根據實施例1，本發明所述的一種18kw影視燈具前框砂型鑄造方法，其工藝步驟如下：
1）、混制樹脂砂：所述樹脂砂由下述組分按質量百分比混制而成，140目石英砂:酚脲烷樹脂np301:酚脲烷樹脂np302=100:1.2:0.5，混制時先加入石英砂及酚脲烷樹脂np301，混合攪勻3分鐘，再加入酚脲烷樹脂np302混合攪勻2分鐘，即得可使用的樹脂砂；
2）、造型制芯：採用四箱造型和三層階梯式橫澆道系統，橫澆道聯通直澆道與內澆道，橫澆道間進行隔斷，在壁厚熱結處加入隨型冷鐵；在制芯過程中，圓形壁厚的芯子內加入芯骨；
3）、砂型噴塗：造型完成後，在型腔內壁及芯子表面噴塗一層塗料，所述塗料為醇基石墨粉與無水酒精的混合物，質量配比為1：0.35，塗層厚度為0.25毫米；
4）、砂型烘烤：噴塗完的砂型放置在烘乾窯中進行烘乾，烘乾溫度為240℃，時間為2小時；
5）、鎂合金原料熔煉：將az91d鎂合金原料放入坩堝中進行加熱熔化，待az91d鎂合金原料全部熔化後，將溫度升至730℃進行精煉，精煉時間5分鐘，形成鎂液，將鎂液溫度調至710℃時靜置，靜置90分鐘後，再升溫至755℃進行保溫澆鑄，所述az91d鎂合金原料是由下述組分按質量配比組成：al9.5%，zn0.45%，mn0.40%，cu0.020%，ni0.001%，fe0.003%，si0.05%，其餘為鎂；
6）、合箱澆鑄：對烘烤完的砂型迅速進行合箱，澆鑄前在砂型中通入5秒的sf6氣體，然後進行澆鑄，即可鑄出18kw影視燈具前框。
實施例3
根據實施例1，本發明所述的一種18kw影視燈具前框砂型鑄造方法，其工藝步驟如下：
1）、混制樹脂砂：所述樹脂砂由下述組分按質量百分比混制而成，100目石英砂:酚脲烷樹脂np301:酚脲烷樹脂np302=100:1.0:1.0，混制時先加入石英砂及酚脲烷樹脂np301，混合攪勻2.5分鐘，再加入酚脲烷樹脂np302混合攪勻2.5分鐘，即得可使用的樹脂砂；
2）、造型制芯：採用四箱造型和三層階梯式橫澆道系統，橫澆道聯通直澆道與內澆道，橫澆道間進行隔斷，在壁厚熱結處加入隨型冷鐵；在制芯過程中，圓形壁厚的芯子內加入芯骨；
3）、砂型噴塗：造型完成後，在型腔內壁及芯子表面噴塗一層塗料，所述塗料為醇基石墨粉與無水酒精的混合物，質量配比為1：0.3，塗層厚度為0.20毫米；
4）、砂型烘烤：噴塗完的砂型放置在烘乾窯中進行烘乾，烘乾溫度為220℃，時間為3小時；
5）、鎂合金原料熔煉：將az91d鎂合金原料放入坩堝中進行加熱熔化，待az91d鎂合金原料全部熔化後，將溫度升至720℃進行精煉，精煉時間10分鐘，形成鎂液，將鎂液溫度調至710℃時靜置，靜置60分鐘後，再升溫至750℃進行保溫澆鑄，所述az91d鎂合金原料是由下述組分按質量配比組成：al9.0%，zn0.70%，mn0.30%，cu0.022%，ni0.0009%，fe0.003%，si0.06%，其餘為鎂；
6）、合箱澆鑄：對烘烤完的砂型迅速進行合箱，澆鑄前在砂型中通入4秒的sf6氣體，然後進行澆鑄，即可鑄出18kw影視燈具前框。
本發明製備的18kw鎂合金影視燈具前框與鋁合金前框相比，重量減輕30%左右，結構為圓錐型，壁厚為4毫米，屬於薄壁框架類鑄件，完全滿足客戶需要。
本發明在步驟2）造型制芯中，其模型、芯子採用鋁合金材料，目的是提高砂型、芯子的成型精度在步驟3）砂型噴塗中，使用塗料在砂型表面進行噴塗，其目的是以增加砂型表面的光潔度，提高鑄件光潔度；在步驟4）砂型烘烤中：採用砂型烘乾窯進行砂型烘乾，其目的是為減少砂型中的水分及提高砂型澆鑄時的溫度。