一种针对铝合金枕梁铸件的浇注系统的制作方法
【专利摘要】本发明是一种针对铝合金枕梁铸件的浇注系统，该系统包括位于铸件底部的横浇道系统，金属液进入横浇道经分流口后进入内浇口，金属液通过内浇口进入铸件型腔；该浇注系统可实现高速铁路客车用铝合金枕梁铸件充型平稳，改变传统在铸件上端设置冒口补缩厚大部位的工艺，铸件热分布平衡，能有效的补缩铸件厚大部位，因此铸件内部质量较好。
【专利说明】一种针对铝合金枕梁铸件的浇注系统
【技术领域】
[0001]本发明是一种针对铝合金枕梁铸件的浇注系统，属于铝合金铸造【技术领域】。
【背景技术】
[0002]铝合金铸件由于质量轻，比强度高，使得铝合金铸件在航空、航天、兵器及高铁等行业的需求量越来越大。枕梁是高速列车底盘上的重要零件，传统的枕梁都为铸钢件，改用高性能铝合金整体铸件可以减轻列车自重，降低制造成本。因此，枕梁采用高性能铝合金整体铸件代替铸钢件是世界各国进行高速列车轻量化研究的重要内容之一。
[0003]由于目前国内运行的高速列车均采用国外技术，列车枕梁均由国外采购。随着高速列车制造技术的国产化，铝合金枕梁铸件也会逐渐从国外进口转到国内生产。由于枕梁铸件为中等受力构件，要求铸件本体性能较高，因此要求铸件必需具有良好的组织致密性，高的内部质量，但对于大尺寸(长3100_X1300_X260mm，)和大壁厚的铸件(平均壁厚15?25mm，厚度最大处90mm)，获得致密组织具有较大难度，传统的浇注工艺设计模式难以获得优质的枕梁铸件。获取优质的大型厚大铝合金铸件一般可从铸造过程的以下四个方面进行设计和控制:
[0004]一，浇注方式选择。大型厚大铝合金铸件的常用浇注方式可分为重力浇注和反重力浇注。重力浇注方式是在液体重力下自由浇注成形，操作简单便捷，生产效率较高，可用于冶金质量要求不高的批量生产铸件，但由于自由浇注在重力下充型，充型压头和充型速度较小，所以充型能力、浇注后组织致密度都不及反重力铸造方法。反重力铸造是通过设备使金属液在压力下充型凝固的浇注方法，一般包括调压铸造、差压铸造、低压铸造和真空吸铸。相比重力浇注可获得较大的充型压力和凝固压力，有利于大型铸件凝固且获得内部质量优良的铸件。
[0005]二，浇注工艺参数选择。根据铸件的壁厚、高度、轮廓尺寸大小、复杂程度和内部质量要求等选择适宜的浇注工艺参数。工艺参数一般有浇注时金属液温度、铸型温度、反重力铸造下的充型压力、充型速度及凝固压力等等，通过工艺试验，找到最佳的上述参数，有利于厚大铸件的充型。
[0006]三，浇注系统设计。良好的铸造浇注系统是获得形状完整、优质铸件的关键，在金属液的充型、凝固过程中，不论是浇注方式的选择还是浇注参数的优化，都是通过浇注系统最终作用于铸件。浇注系统决定着是否最终获得优质铸件。良好的浇注系统引导金属液在型腔中平稳流动，实现金属液在受控下充型、压力下凝固，且保证铸件各部位得到充分的补缩，既有利于充型，又能保证充型平稳且能保证铸件内部质量优越。
[0007]四，激冷措施。在厚大铸件的铸造时，除了要使金属液平稳充型、增强补缩外，还需减小厚大部位的过热，提高厚大部位的冷却速度。结合铸件的具体结构、采用的浇注方式和补缩方式，在铸件厚大部位设置合适激冷方式，使铸件在厚大部位建立合理的温度梯度，保证厚大部位的冶金质量。
【发明内容】
[0008]本发明正是针对上述现有技术的不足而设计提供了高速列车用铝合金枕梁铸件浇注工艺，其目的是保证高速列车用铝合金枕梁铸件在浇注过程中金属液流动平稳，凝固后获得质量完好的铸件。
[0009]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0010]该种针对铝合金枕梁铸件的浇注系统，所述铝合金枕梁铸件是指高速列车用铝合金枕梁铸件(6)，以下简称铸件(6)，该铸件(6)的外形尺寸为3100_X1300_X260mm，平均壁厚为15?25mm,两端最厚处尺寸超过90mm,内腔中有6条竖筋和与之垂直的4条横筋，6条竖筋分别为竖筋A?F，6条竖筋沿纵向铸件中心线(5)左、右对称，竖筋A、D距铸件中心线(5)的距离分别为440_m，竖筋B、E距铸件中心线(5)的距离分别为780_m，竖筋C、F距铸件中心线(5)的距离分别为1090mmmm，4条横筋分别为横筋G?J，横筋G?J距定位面(7)的距离分别为130mm、0mm、145mm及335mm,定位面(7)是距离铸件(6)的下端面
(8)500mm的水平面，横、竖筋的厚度均为15mm，其特征在于:该铸件(6)的浇注系统包括:
[0011]一个用于底部浇注的引流口(1)，引流口(I)的中心线通过铸件中心线(5)与定位面(7)的交点，引流口⑴的下表面距铸件(6)底部的距离为380mm?400mm，引流口(I)的直径为120mm?140mm,高度为40mm?60mm,拔模斜度为2°?4° ；
[0012]位于引流口(I)上方的第一层横浇道(2)，其截面为等腰梯形，长度为2200?2300mm，高度为90?100mm，拔模斜度3°?7°，引流口(I)与第一层横浇道(2)的中间连接;
[0013]位于第一层横浇道(2)上的3个分流口，分别为分流口 K?M，分流口是截面为圆形的圆柱体，一个分流口 K与第一层横浇道(2)的中间连接，分流口 L、M分布在第一层横浇道⑵的两侦彳、距中间的距离为930mm?980mm，分流口 K的直径为100?105mm，分流口 L、M的直径为110?120mm, 3个分流口的高度均为50?60mm ；
[0014]位于分流口 K?M上的第二层横浇道，第二层横浇道由主流道(3)和与主流道(3)横向垂直并穿过⑶的9条分流道构成，分别为分流道N、O、P、Q、R、S、T、U、V，主流道(3)截面为等腰梯形，主流道(3)的宽度为180mm，长度为3100mm，高度为100mm，拔模斜度为3°?7°，分流道R位于铸件中心线(5)上，分流道N、0、P、Q与分流道V、U、T、S分布在中心线(5)两侧且对称分布，分流道N、O、P、Q与分流道V、U、T、S也沿主流道(3)对称布，分流道N、0、P、Q距中心线(5)的距离分别为440mmmm、780mm、1090mm及1500mm，分流道N、V的长度为1500mm?1550mm,分流道O、P、Q、R、S、T、U长度为IOlOmm?1050mm,高度均为100mm，拔模斜度为3°?7° ；
[0015]在第二层横浇道上设置有52个内浇口(9)，内浇口(9)位于第二层横浇道的分流道N、O、P、Q、R、S、T、U、V上，N和V分流道上各分布5个内浇口 (9)，O、P、Q、R、S、T、U分流道上各分布6个内浇口(9)，内浇口(9)与铸件(6)的相连接，连接位于横筋G?J、上端面⑷和下端面⑶位置上，内浇口与铸件(6)相交处的截面尺寸为80 X 25mm，拔模斜度为
3。?7。。
[0016]本发明技术方案的优点是:该浇注系统可实现高速铁路客车用铝合金枕梁铸件充型平稳，铸件热分布平衡，能有效的补缩铸件厚大部位，因此铸件内部质量较好。【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为铝合金枕梁铸件(6)的整体结构示意图
[0018]图2为铝合金枕梁铸件(6)的内腔结构示意图
[0019]图3为铝合金枕梁铸件(6)的浇注系统结构示意图
【具体实施方式】
[0020]以下将结合附图和实施例对发明技术方案作进一步地详述:
[0021]参见附图1?3所示，该种针对铝合金枕梁铸件的浇注系统，所述铝合金枕梁铸件是指高速列车用铝合金枕梁铸件出)，以下简称铸件出)，该铸件出)的外形尺寸为3100mmX 1300mmX 260mm,平均壁厚为15?25mm，两端最厚处尺寸超过90mm，内腔中有6条竖筋和与之垂直的4条横筋，6条竖筋分别为竖筋A?F，6条竖筋沿纵向铸件中心线(5)左、右对称，竖筋A、D距铸件中心线(5)的距离分别为440_皿，竖筋B、E距铸件中心线(5)的距离分别为780_m，竖筋C、F距铸件中心线(5)的距离分别为1090mmmm，4条横筋分别为横筋G?J,横筋G?J距定位面(7)的距离分别为130mm、0mm、145mm及335mm,定位面
(7)是距离铸件(6)的下端面(8)500mm的水平面，横、竖筋的厚度均为15mm，其特征在于:该铸件(6)的浇注系统包括:
[0022]一个用于底部浇注的引流口(1)，引流口⑴的中心线通过铸件中心线(5)与定位面(7)的交点，引流口⑴的下表面距铸件(6)底部的距离为380mm?400mm，引流口(I)的直径为120mm?140mm,高度为40mm?60mm,拔模斜度为2°?4° ；
[0023]位于引流口(I)上方的第一层横浇道(2)，其截面为等腰梯形，长度为2200?2300mm，高度为90?100mm，拔模斜度3°?7°，引流口(I)与第一层横浇道(2)的中间连接;
[0024]位于第一层横浇道⑵上的3个分流口，分别为分流口 K?M，分流口是截面为圆形的圆柱体，一个分流口 K与第一层横浇道(2)的中间连接，分流口 L、M分布在第一层横浇道⑵的两侦彳、距中间的距离为930mm?980mm，分流口 K的直径为100?105mm，分流口 L、M的直径为110?120mm, 3个分流口的高度均为50?60mm ；
[0025]位于分流口 K?M上的第二层横浇道，第二层横浇道由主流道(3)和与主流道(3)横向垂直并穿过⑶的9条分流道构成，分别为分流道N、O、P、Q、R、S、T、U、V，主流道(3)截面为等腰梯形，主流道(3)的宽度为180mm，长度为3100mm，高度为100mm，拔模斜度为3°?7°，分流道R位于铸件中心线(5)上，分流道N、0、P、Q与分流道V、U、T、S分布在中心线(5)两侧且对称分布，分流道N、O、P、Q与分流道V、U、T、S也沿主流道(3)对称布，分流道N、0、P、Q距中心线(5)的距离分别为440mmmm、780mm、1090mm及1500mm，分流道N、V的长度为1500mm?1550mm,分流道O、P、Q、R、S、T、U长度为IOlOmm?1050mm,高度均为100mm，拔模斜度为3°?7° ；
[0026]在第二层横浇道上设置有52个内浇口(9)，内浇口(9)位于第二层横浇道的分流道N、O、P、Q、R、S、T、U、V上，N和V分流道上各分布5个内浇口(9)，O、P、Q、R、S、T、U分流道上各分布6个内浇口(9)，内浇口(9)与铸件(6)的相连接，连接位于横筋G?J、上端面⑷和下端面⑶位置上，内浇口与铸件(6)相交处的截面尺寸为80 X 25mm，拔模斜度为
3。?7。。[0027]本发明技术方案的优点是:该浇注系统可实现高速铁路客车用铝合金枕梁铸件充型平稳，铸件热分布平衡，能有效的补缩铸件厚大部位，因此铸件内部质量较好。采用本发明所述浇注工艺，铸件经X射线检测，合格率较高。
【权利要求】
1.一种针对铝合金枕梁铸件的浇注系统，所述铝合金枕梁铸件是指高速列车用铝合金枕梁铸件(6)，以下简称铸件(6)，该铸件(6)的外形尺寸为3100_X1300_X260mm，平均壁厚为15?25mm,两端最厚处尺寸超过90mm,内腔中有6条竖筋和与之垂直的4条横筋，6条竖筋分别为竖筋A?F，6条竖筋沿纵向铸件中心线(5)左、右对称，竖筋A、D距铸件中心线(5)的距离分别为440_m，竖筋B、E距铸件中心线(5)的距离分别为780_m，竖筋C、F距铸件中心线(5)的距离分别为1090_m，4条横筋分别为横筋G?J，横筋G?J距定位面(7)的距离分别为130mm、0mm、145mm及335mm,定位面(7)是距离铸件(6)的下端面(8)500mm的水平面，横、竖筋的厚度均为15mm，其特征在于:该铸件(6)的浇注系统包括: 一个用于底部浇注的引流口(1)，引流口(I)的中心线通过铸件中心线(5)与定位面(7)的交点，引流口⑴的下表面距铸件(6)底部的距离为380mm?400mm，引流口⑴的直径为120mm?140mm,高度为40mm?60mm,拔模斜度为2°?4° ; 位于引流口(I)上方的第一层横浇道(2)，其截面为等腰梯形，长度为2200?2300mm，高度为90?100mm，拔模斜度3°?7°，引流口(I)与第一层横浇道⑵的中间连接；位于第一层横浇道(2)上的3个分流口，分别为分流口 K?M，分流口是截面为圆形的圆柱体，一个分流口 K与第一层横烧道(2)的中间连接,分流口 L、M分布在第一层横烧道(2)的两侧、距中间的距离为930mm?980mm，分流口 K的直径为100?105臟，分流口 L、M的直径为110?120mm, 3个分流口的高度均为50?60mm ； 位于分流口 K?M上的第二层横浇道，第二层横浇道由主流道(3)和与主流道(3)横向垂直并穿过⑶的9条分流道构成，分别为分流道N、O、P、Q、R、S、T、U、V，主流道(3)截面为等腰梯形，主流道(3)的宽度为180mm，长度为3100mm，高度为100mm，拔模斜度为3°?7°，分流道R位于铸件中心线(5)上，分流道N、O、P、Q与分流道V、U、T、S分布在中心线(5)两侧且对称分布，分流道N、O、P、Q与分流道V、U、T、S也沿主流道(3)对称布，分流道N、0、P、Q距中心线(5)的距离分别为440_nm、780mm、1090mm及1500mm，分流道N、V的长度为 1 500mm ?1550mm,分流道 O、P、Q、R、S、T、U 长度为 1010mm ?1050mm,高度均为 100mm,拔模斜度为3°?7° ； 在第二层横浇道上设置有52个内浇口(9)，内浇口(9)位于第二层横浇道的分流道N、O、P、Q、R、S、T、U、V上，N和V分流道上各分布5个内浇口(9)，O、P、Q、R、S、T、U分流道上各分布6个内浇口(9)，内浇口(9)与铸件(6)的相连接，连接位于横筋G?J、上端面(4)和下端面(8)位置上，内浇口与铸件(6)相交处的截面尺寸为80X25mm，拔模斜度为3°?7° o
【文档编号】B22C9/08GK103801659SQ201310552627
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月8日 优先权日:2013年11月8日
【发明者】杜旭初, 洪润洲, 厉沙沙, 樊振中, 李大奎 申请人:中国航空工业集团公司北京航空材料研究院