本實用新型涉及一種鑄造系統(tǒng)，特別涉及一種低壓失蠟精密鑄造系統(tǒng)，屬于金屬鑄造技術領域。

背景技術：

熔模鑄造又稱失蠟鑄造，失蠟鑄造的生產過程是在蠟模表面涂上數層耐火材料，待其硬化干燥后，將其中的蠟模熔去而制成型殼，再經過焙燒定型，然后進行澆注，冷卻后獲得鑄件。由于獲得的鑄件具有較高的尺寸精度和表面光潔度，故又稱熔模精密鑄造。

低壓鑄造是使液態(tài)金屬在壓力作用下充填型腔，以形成鑄件的一種方法。低壓鑄造的工藝過程如下：在密閉的保溫爐中通入干燥的壓縮空氣，保溫爐內的金屬液在氣體壓力下沿升液管上升，通過澆口進入型腔，保持保溫爐內氣體的壓力直至型腔內的金屬液完全凝固形成鑄件。然后解除保溫爐內壓力，使升液管中未凝固的金屬液流回保溫爐，再解除鑄型頂部壓緊裝置壓力，取出鑄件。

熔模精密鑄造型殼一般情況下是在重力狀態(tài)下人工澆注，但是對于結構復雜、壁厚懸殊較大的鑄件在重力狀態(tài)下澆注所獲得的產品往往內部缺陷較多，力學性能不達標，而解決這一問題行之有效的方法就是將熔模精鑄型殼置于低壓鑄造設備上在低壓情況下澆注。因為低壓鑄造時金屬液充型平穩(wěn)，可減少氧化夾渣等缺陷，鑄件在壓力下凝固，所以組織致密力學性能高。

采用低壓鑄造的方法鑄造精鑄型殼時，首先要解決型殼與低壓鑄造機之間的接口問題，目前實現(xiàn)這一工藝主要有以下兩種方式：

1、制作專用工裝，將工裝直接壓在型殼上，以機械的方式進行緊固。此方法局限性較大，對于不同的鑄件需要制作不同的工裝，需要耗費大量的成本；工裝與型殼之間的緊固力不好掌握，緊固力太小會引起型殼漏液，造成鑄件報廢乃至對操作人員的人身安全及設備安全造成傷害，緊固力太大則會損壞型殼。

2、用樹脂砂造型，將型殼置于砂箱然后用樹脂砂將型殼完全包覆，然后將造好的砂箱置于低壓澆注機工作平臺進行澆注，此方法類似砂型的低壓鑄造，相對于制作工裝的方法安全性要好很多。但是該方法存在如下缺點：⑴一般情況下熔模精鑄的型殼是在型殼本身有較高溫度的狀態(tài)下澆注，這樣就可以保證薄壁型殼的充型。而如果采用樹脂砂將型殼包覆進行低壓澆注，型殼就必須是室溫情況才能進行，這樣一來，熔模精鑄可以成型薄壁件的優(yōu)勢就被抹殺。⑵該工藝需要消耗大量的樹脂砂，樹脂砂價格較為昂貴，增加了生產成本。⑶樹脂砂固化需要較長的時間，影響生產效率。⑷合金液經過樹脂砂時會將樹脂加熱，產生大量氣體，氣體進入型腔后會有一部分來不及排出而進入鑄件，導致在鑄件中形成氣孔缺陷。⑸澆口附近樹脂砂經過長時間的烘烤容易使樹脂消耗殆盡從而導致型砂潰散，潰散后的型砂會經過升液管進入低壓鑄造保溫爐，再次澆注時爐內型砂會進入在其后澆注的鑄件內部，在鑄件內產生砂眼等缺陷。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于，克服現(xiàn)有技術中存在的問題，提供一種低壓失蠟精密鑄造系統(tǒng)，可在高溫下對薄壁產品進行成型，無需采用樹脂砂，減少氣孔、砂眼等缺陷，生產成本低，生產效率高。

為解決以上技術問題，本實用新型的一種低壓失蠟精密鑄造系統(tǒng)，包括位于低壓鑄造機中的保溫爐，所述保溫爐的液相空間插有升液管，所述保溫爐的氣相空間側壁通過進氣閥與壓縮空氣管連接，所述升液管的頂部伸出所述保溫爐且位于所述低壓鑄造機的工作臺中心孔中，所述低壓鑄造機的工作臺上方固定有吊裝鋼板，所述吊裝鋼板的上方固定有造型鋼板，所述造型鋼板的上方固定有砂箱，所述砂箱的頂端覆蓋有壓緊鋼板，所述壓緊鋼板上方壓有壓緊裝置，所述砂箱的內腔中心設有組合型殼，所述組合型殼與所述升液管共軸線；所述組合型殼包括自上而下依次貫通的薄壁產品型殼、內澆口型殼、橫澆道型殼和澆口杯型殼，所述澆口杯型殼的下端位于所述造型鋼板的中心孔中且兩者之間密封，所述澆口杯型殼的下端口與所述升液管的上端口密封對接；所述組合型殼的外周及所述薄壁產品型殼的內部空間填充有干砂。

相對于現(xiàn)有技術，本實用新型取得了以下有益效果：⑴增加了造型鋼板，可以先將造型鋼板放置在平整的地面上，將組合型殼置于造型鋼板的中心孔中且澆口杯型殼朝下；由于造型鋼板的中心孔比較小，便于實現(xiàn)與澆口杯型殼之間的密封與固定，通過吊運造型鋼板可以很方便地將砂箱及組合型殼轉移至吊裝鋼板上。⑵用造型鋼板承載砂箱，可以采用干砂進行填充，避免采用昂貴的樹脂砂，大幅度降低了生產成本；干砂在澆注完成后便于傾倒，而樹脂砂強度很高需要機械振動才能清理；且干砂在保護組合型殼的同時，不會產生氣體，避免了樹脂砂受熱后產生氣體侵入鑄件形成氣孔缺陷。若不使用造型鋼板而直接用樹脂砂造型會導致與升液管管口附近的樹脂砂因高溫而燃燒分解，樹脂失效后砂子變?yōu)樗缮顟B(tài)，澆注完成吊走砂箱，松散的砂子會因為沒有鋼板的承載而從升液管進入保溫爐內，在澆注下一產品時，砂子會進入產品造成缺陷。⑶砂箱受到壓緊裝置的壓力，組合型殼受到干砂的壓力，升液管隨保溫爐上升產生升力，澆口杯型殼下端口與升液管上端口之間的密封件被壓緊，保證密封效果。⑷向保溫爐的氣相空間通入壓縮氣體，保溫爐底部的金屬液沿升液管上升，從澆口杯型殼的下端口進入組合型殼的型腔內，并自上而下依次將澆口杯型殼、橫澆道型殼、內澆口型殼和薄壁產品型殼的型腔充滿，然后薄壁產品型腔內的金屬液在壓力下凝固；然后對保溫爐的氣相空間進行放氣，使保溫爐內的表壓迅速降低至0MPa，升液管及其上方的未凝固金屬液流回保溫爐中；接著移除壓緊裝置及壓緊鋼板，將吊裝鋼板連同其上的造型鋼板及砂箱整體吊運至落砂區(qū)域進行落砂，落砂后切去多余部分即得到薄壁產品。⑸對于結構復雜的薄壁產品進行熔模精密鑄造，本實用新型通過造型鋼板與吊裝鋼板的組合實現(xiàn)了澆口杯型殼的下端口與升液管的上端口的密封對接，從而在不改變升液管上死點高度的情況下實現(xiàn)了低壓鑄造，與重力澆注相比，減少了氧化夾渣等缺陷，鑄件在壓力下凝固使得組織致密力學性能高。⑹本實用新型在進行低壓澆注時，組合型殼本身具有較高的高溫，干砂對組合型殼起到保溫作用，有利于薄壁產品的充型；而傳統(tǒng)的低壓澆注在常溫下進行澆注，影響薄壁件的成型。

作為本實用新型的改進，所述澆口杯型殼為上小下大的喇叭口，所述澆口杯型殼的上端口與橫澆道型殼的中心相連接且相互貫通，所述橫澆道型殼的各端頭水平向外對稱延伸，所述橫澆道型殼的各端頭上方分別與所述內澆口型殼的下端口連接并相互貫通，各所述內澆口型殼的上端口分別與所述薄壁產品型殼的下端面連接并相互貫通。金屬液從升液管上升首先進入澆口杯的型腔，從澆口杯型腔向上進入橫澆道型腔的中心，再沿各橫澆道水平對稱流出，從各內澆口向上進入薄壁產品型腔，保證了薄壁產品在整個周長方向均勻且同步充型。

作為本實用新型的進一步改進，所述澆口杯型殼的下部外周與所述造型鋼板的中心孔內壁之間填充有石棉繩，所述澆口杯型殼的上部外周覆蓋有石棉墊，所述石棉墊的外周包覆有保溫套，所述保溫套由相對稱的兩半合圍并拼接而成。石棉繩實現(xiàn)了澆口杯型殼下部與造型鋼板中心孔之間的密封與定位，防止干砂從兩者之間的縫隙漏出，并且石棉繩的導熱系數低，起到保溫的作用；澆口杯型殼上部設置石棉墊和保溫套可以阻止?jié)部诒蜌さ臒崃可⑹В苊鉂部诒瓋鹊慕饘僖耗?，確保薄壁產品型腔內的鑄件成型后，澆口杯內的金屬液能夠流回保溫爐，以節(jié)約金屬液的消耗。

作為本實用新型的進一步改進，所述保溫套的外周覆蓋有粘土砂，所述粘土砂的頂部填充在所述橫澆道型殼的下方，所述粘土砂的底部填充在所述造型鋼板的上方，所述粘土砂的外周填充有所述干砂。粘土砂的粘結性能好，強度高，可以提高組合型殼的穩(wěn)定性，將干砂與石棉繩隔開，確保干砂不會從造型鋼板中心孔的縫隙中漏入保溫爐，污染金屬液。

作為本實用新型的進一步改進，所述升液管的流道內徑大于所述澆口杯型殼的下端口內徑，所述升液管的頂部設有圓盤狀的升液管法蘭，所述升液管法蘭位于所述低壓鑄造機的工作臺中心孔中；所述升液管法蘭的頂面中部設有向上凸出的凸圈，所述凸圈位于所述吊裝鋼板的中心孔中，所述凸圈的內周形成法蘭內臺階，所述凸圈的外周形成法蘭外臺階，所述法蘭內臺階高于所述法蘭外臺階，所述法蘭內臺階與所述造型鋼板的下端面之間設有內密封墊，所述法蘭外臺階與所述吊裝鋼板的下端面之間設有外密封墊。內密封墊實現(xiàn)了法蘭內臺階與造型鋼板之間的密封，外密封墊實現(xiàn)了法蘭外臺階與吊裝鋼板之間的密封，通過內外兩道密封徹底杜絕金屬液的泄漏。同時由于增設了造型鋼板，升液管的上死點位置與澆注其他砂型鑄造產品時相同，不需要來回調節(jié)升液管高度，降低人為操作失誤或頻繁的機械動作導致機械故障所引發(fā)的加大金屬液泄漏風險，避免發(fā)生因金屬液泄漏導致重大人身設備事故。

作為本實用新型的進一步改進，所述吊裝鋼板的下端面連接有四根吊裝鋼板定位柱，各所述吊裝鋼板定位柱的下端分別插入所述低壓鑄造機工作臺的定位槽中；所述造型鋼板的下端面連接有四根造型鋼板定位銷，各所述造型鋼板定位銷的下端分別插入所述吊裝鋼板的定位孔中。造型鋼板定位銷可以實現(xiàn)造型鋼板與吊裝鋼板之間的準確定位，吊裝鋼板定位柱可以實現(xiàn)吊裝鋼板與低壓鑄造機工作臺之間的準確定位，可以確保低壓鑄造機工作臺、升液管與組合型殼之間共軸線，且吊裝時校準快捷方便。

作為本實用新型的進一步改進，所述薄壁產品型殼的上部側壁上均勻設有透氣微孔。金屬液沿型腔逐漸上升時，型腔上方的氣體可以通過透氣微孔排入干砂中，防止型腔內產生憋氣導致鑄件出現(xiàn)氣孔和澆不足等缺陷。

作為本實用新型的進一步改進，所述吊裝鋼板的頂面外緣對稱設有吊裝鋼板吊環(huán)，所述造型鋼板的頂面外緣對稱設有造型鋼板吊環(huán)。通過造型鋼板吊環(huán)可以平穩(wěn)地起吊造型鋼板，通過吊裝鋼板吊環(huán)可以平穩(wěn)地起到吊裝鋼板。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明，附圖僅提供參考與說明用，非用以限制本實用新型。

圖1為本實用新型低壓失蠟精密鑄造系統(tǒng)的結構示意圖。

圖2為圖1中A部位的放大圖。

圖3為組合型殼的結構示意圖。

圖4為保溫套合圍前的立體圖。

圖5為保溫套合圍后的立體圖。

圖6為升液管的主視圖。

圖7為升液管法蘭部位的裝配圖。

圖8為澆口杯蠟模與橫澆道蠟模的主視圖。

圖9為圖8的俯視圖。

圖10為圖8中沿B-B的剖視圖。

圖11為圖10中覆蓋橫澆道堵頭的示意圖。

圖12為澆口杯蠟模與橫澆道蠟模的立體分解圖。

圖13為本實用新型鑄造加工后的產品。

圖中：1.低壓鑄造機；1a.低壓鑄造機工作臺；2.保溫爐；V1.進氣閥；3.升液管；3a.升液管法蘭；3b.凸圈；4.內密封墊；5.外密封墊；6.吊裝鋼板；6a.吊裝鋼板定位柱；6b.吊裝鋼板吊環(huán)；7.造型鋼板；7a.造型鋼板定位銷；7b.造型鋼板吊環(huán)；8.組合型殼；8a.薄壁產品型殼；8b.內澆口型殼；8c.橫澆道型殼；8d.澆口杯型殼；8e.透氣微孔；9.砂箱；9a.粘土砂；9b.干砂；10.壓緊鋼板；11.石棉繩；12.石棉墊；13.保溫套；13a.鎖耳；14.澆口杯蠟模；15.橫澆道蠟模；15a.橫澆道堵頭；16.薄壁產品。

具體實施方式

如圖1至圖3所示，本實用新型的低壓失蠟精密鑄造系統(tǒng)包括位于低壓鑄造機1中的保溫爐2，保溫爐2的液相空間插有升液管3，保溫爐2的氣相空間側壁通過進氣閥V1與壓縮空氣管連接，升液管3的頂部伸出保溫爐2且位于低壓鑄造機工作臺1a的中心孔中，低壓鑄造機的工作臺上方固定有吊裝鋼板6，吊裝鋼板6的上方固定有造型鋼板7，造型鋼板7的上方固定有砂箱9，砂箱9的頂端覆蓋有壓緊鋼板10，壓緊鋼板10上方壓有壓緊裝置，砂箱9的內腔中心設有組合型殼8，組合型殼8與升液管3共軸線；組合型殼8包括自上而下依次貫通的薄壁產品型殼8a、內澆口型殼8b、橫澆道型殼8c和澆口杯型殼8d，澆口杯型殼8d的下端位于造型鋼板7的中心孔中且兩者之間密封，澆口杯型殼8d的下端口與升液管3的上端口密封對接；組合型殼8的外周及薄壁產品型殼8a的內部空間填充有干砂9b。

澆口杯型殼8d為上小下大的喇叭口，澆口杯型殼8d的上端口與橫澆道型殼8c的中心相連接且相互貫通，橫澆道型殼8c的各端頭水平向外對稱延伸，橫澆道型殼8c的各端頭上方分別與內澆口型殼8b的下端口連接并相互貫通，各內澆口型殼8b的上端口分別與薄壁產品型殼8a的下端面連接并相互貫通。

澆口杯型殼8d的下部外周與造型鋼板7的中心孔內壁之間填充有石棉繩11。澆口杯型殼8d的上部外周覆蓋有石棉墊12，石棉墊12的外周包覆有保溫套13。

如圖4、圖5所示，保溫套13由相對稱的兩半合圍并拼接而成，將石棉墊12包裹在澆口杯型殼8d的外周后，將保溫套13相向卡在石棉墊12的外側，螺栓穿過鎖耳13a將兩側的哈夫連接起來。

保溫套13的外周覆蓋有粘土砂9a，粘土砂9a的頂部填充在橫澆道型殼8c的下方，粘土砂9a的底部填充在造型鋼板7的上方，粘土砂9a的外周填充有干砂9b。

如圖6、圖7所示，升液管3的流道內徑大于澆口杯型殼8d的下端口內徑，升液管3的頂部設有圓盤狀的升液管法蘭3a，升液管法蘭3a位于低壓鑄造機的工作臺中心孔中；升液管法蘭3a的頂面中部設有向上凸出的凸圈3b，凸圈3b位于吊裝鋼板6的中心孔中，凸圈3b的內周形成法蘭內臺階，凸圈3b的外周形成法蘭外臺階，法蘭內臺階高于法蘭外臺階，法蘭內臺階與造型鋼板7的下端面之間設有內密封墊4，法蘭外臺階與吊裝鋼板6的下端面之間設有外密封墊5。內密封墊4實現(xiàn)了法蘭內臺階與造型鋼板7之間的密封，外密封墊5實現(xiàn)了法蘭外臺階與吊裝鋼板6之間的密封，通過內外兩道密封徹底杜絕金屬液的泄漏。

吊裝鋼板6的下端面連接有四根吊裝鋼板定位柱6a，各吊裝鋼板定位柱6a的下端分別插入低壓鑄造機工作臺1a的定位槽中；造型鋼板7的下端面連接有四根造型鋼板定位銷7a，各造型鋼板定位銷7a的下端分別插入吊裝鋼板6的定位孔中。造型鋼板定位銷7a可以實現(xiàn)造型鋼板7與吊裝鋼板6之間的準確定位，吊裝鋼板定位柱6a可以實現(xiàn)吊裝鋼板6與低壓鑄造機工作臺1a之間的準確定位，可以確保低壓鑄造機工作臺1a、升液管3與組合型殼8之間共軸線，且吊裝時校準快捷方便。

薄壁產品型殼8a的上部側壁上均勻設有透氣微孔8e。金屬液沿型腔逐漸上升時，型腔上方的氣體可以通過透氣微孔8e排入干砂9b中，防止型腔內產生憋氣導致鑄件出現(xiàn)氣孔和澆不足等缺陷。

吊裝鋼板6的頂面外緣對稱設有吊裝鋼板吊環(huán)6b，造型鋼板7的頂面外緣對稱設有造型鋼板吊環(huán)7b。

組合型殼8依次按如下步驟制造而成：⑴制作組合蠟模，組合蠟模包括自上而下依次連接的薄壁產品蠟模、內澆口蠟模、橫澆道蠟模和澆口杯蠟模，澆口杯蠟模14為上小下大的圓錐形，澆口杯蠟模14的上端與橫澆道蠟模15的中心相連接，橫澆道蠟模15的各端頭水平向外對稱延伸，橫澆道蠟模15的各端頭上方分別與內澆口蠟模的下端連接，各內澆口蠟模的上端口分別與薄壁產品蠟模的下端面連接。如圖8至圖12所示，澆口杯蠟模14為空心的圓錐筒狀，橫澆道蠟模15為空心的矩形截面，橫澆道蠟模15的各端頭處覆蓋有橫澆道堵頭15a并用電烙鐵將接縫處焊接完整。橫澆道堵頭15a用小的堵頭模具壓制而成，橫澆道堵頭15a的內端面設有堵頭臺階，且堵頭臺階分別嵌入橫澆道蠟模15的端口內，橫澆道堵頭15a的外緣與橫澆道蠟模15的外緣平齊。⑵在組合蠟模表面均勻覆蓋面層涂料，在面層涂料上均勻覆蓋一層白剛玉砂，然后在室內存放5.5～6.5小時使組合蠟模表面干燥形成面層型殼。⑶吹去面層型殼表面的多余砂粒后，在面層型殼表面均勻覆蓋第一層背層涂料，在第一層背層涂料上均勻覆蓋第一層背層砂，在室內存放10～12小時干燥后形成第二層型殼。⑷吹去第二層型殼表面的多余砂粒后，在第二層型殼表面均勻覆蓋第二層背層涂料，在第二層背層涂料上均勻覆蓋第二層背層砂， 在室內存放10～12小時干燥后形成第三層型殼。⑸吹去第三層型殼表面的多余砂粒后，在第三層型殼表面均勻覆蓋第三層背層涂料，在第三層背層涂料上均勻覆蓋第三層背層砂， 在室內存放10～12小時干燥后形成第四層型殼。⑹按照步驟⑸同樣的方法在組合蠟模外周繼續(xù)依次形成第五、六層型殼。⑺吹去第六層型殼表面的多余砂粒后，在第六層型殼表面均勻覆蓋第六層背層涂料，在室內存放10～12小時干燥后形成第七層型殼；⑻將上述包覆有型殼的組合蠟模置于高壓蒸汽脫蠟釜中，使組合蠟模在高溫下熔化流出，得到空腔的組合型殼；⑼將脫完蠟的組合型殼放入焙燒爐中，用1050±10℃的高溫焙燒1～1.2小時，然后冷卻至500±10℃。

本實用新型低壓失蠟精密鑄造系統(tǒng)的工作過程依次包括如下步驟：⑴將造型鋼板7放置在平整的地面上，在造型鋼板7上放置砂箱9，將組合型殼8置于造型鋼板7的中心孔中，組合型殼8的澆口杯型殼8d朝下且組合型殼8、砂箱9均與造型鋼板7的中心孔共軸線； ⑵用石棉繩11將澆口杯型殼8d的下部外周與造型鋼板中心孔內壁之間的縫隙塞實，再在澆口杯型殼8d的上部外周采用粘土砂9a填實固定，粘土砂9a的頂部填充在橫澆道型殼8c的下方，粘土砂9a的底部抵在造型鋼板7的上方；⑶采用干砂9b將砂箱9填滿，粘土砂9a的外周、組合型殼8的外周及薄壁產品型殼8a的內部空間均被干砂9b填實，并且用刮板將砂箱9頂部的干砂9b刮平；⑷將造型鋼板7整體吊裝放置在吊裝鋼板之上且使兩者固定連接，造型鋼板7的中心孔與吊裝鋼板的中心孔共軸線；⑸將吊裝鋼板連同其上的造型鋼板7及砂箱9整體吊放并固定在低壓鑄造機的工作臺上，在砂箱9頂部覆蓋壓緊鋼板10，采用壓緊裝置壓在壓緊鋼板10上；⑹將保溫爐推進至工作位置使保溫爐的升液管3與組合型殼8共軸線，通過液壓升降裝置使保溫爐升起，直至升液管3的上端口與澆口杯型殼8d的下端口對接且兩者之間實現(xiàn)密封；⑺向保溫爐的氣相空間通入壓縮氣體，保溫爐底部的金屬液沿升液管3上升，從澆口杯型殼8d的下端口進入組合型殼8的型腔內，并自上而下依次將澆口杯型殼8d、橫澆道型殼8c、內澆口型殼8b和薄壁產品型殼8a的型腔充滿，然后薄壁產品型腔內的金屬液在壓力下凝固；⑻對保溫爐的氣相空間進行放氣，使保溫爐內的表壓迅速降低至0MPa，升液管3及其上方的未凝固金屬液流回保溫爐中；然后移除壓緊裝置及壓緊鋼板10，將吊裝鋼板連同其上的造型鋼板7及砂箱9整體吊運至落砂區(qū)域進行落砂。落砂后切去多余部分即得到薄壁產品16，如圖13所示。

以上所述僅為本實用新型之較佳可行實施例而已，非因此局限本實用新型的專利保護范圍。除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護范圍內。