双金属叶轮壳体铸造模具和铸造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110695342A(43)申请公布日2020.01.17(21)申请号201911199014.X(22)申请日2019.11.29(71)申请人南京宝泰特种材料股份有限公司地址211100江苏省南京市江宁经济技术开发区高湖路29号(72)发明人邓宁嘉夏能朱明宝王斌方久才(74)专利代理机构南京钟山专利代理有限公司32252代理人徐博(51)Int.Cl.B22D19/16(2006.01)B22D19/08(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图5页(54)发明名称双金属叶轮壳体铸造模具和铸造方法(57)摘要本发明是双金属叶轮壳体铸造模具和铸造方法，铸造模具包括金属模底座，金属模底座上表面由外到内依次固定安装有砂箱、铝皮砂壳、不锈钢套和金属芯，铝皮砂壳和不锈钢套之间形成铝皮熔液注腔，不锈钢套和金属芯顶端固定安装有冒口内侧环壁，冒口内侧环壁和铝皮砂壳之间形成冒口腔，冒口腔的底部与铝皮熔液注腔顶部连通，铝皮砂壳周围设置有浇道，底部设置有环形流道，浇道与环形流道连通，环形流道通过若干根底部流道与铝皮熔液注腔底部连通。该种铸造模具能够铸造得到内壁为不锈钢结构，主体由铝合金材料制成的叶轮壳体，即能够满足摩擦面的耐磨性，有能够实现叶轮壳体整体的轻量化设计。CN110695342ACN110695342A权利要求书1/2页1.双金属叶轮壳体铸造模具，其特征在于：包括金属模底座（1），所述的金属模底座（1）为板状结构，所述的金属模底座（1）固定安装在砂箱（3）底部，铝皮砂壳（4）紧贴砂箱（3）内壁设置，所述的铝皮砂壳（4）内设置有金属芯（2），所述的金属芯（2）朝向铝皮砂壳（4）一侧内壁固定安装有不锈钢套（5），所述的不锈钢套（5）与铝皮砂壳（4）之间形成铝皮熔液注腔（8）；所述的金属芯（2）的底端与金属模底座（1）密封连接，所述的金属芯（2）的顶端固定安装有冒口内侧环壁（6），所述的冒口内侧环壁（6）与铝皮砂壳（4）之间形成冒口腔（9），所述的冒口腔（9）的底部与铝皮熔液注腔（8）顶部连通；所述的铝皮砂壳（4）内设置有至少一条浇道（7），所述的浇道（7）的顶部开口与冒口腔（9）顶部开口高度相同，所述的浇道（7）的底部与环形流道（10），所述的环形流道（10）设置在铝皮砂壳（4）的底部，所述的环形流道（10）通过底部流道（11）与铝皮熔液注腔（8）底部连通。2.根据权利要求1所述的双金属叶轮壳体铸造模具，其特征在于：所述的环形流道（10）设置在铝皮砂壳（4）的底部外侧，所述的环形流道（10）为铝皮砂壳（4）侧壁和底部的铝皮底砂壳（12）围成的环形空腔，所述的铝皮底砂壳（12）固定设置在金属模底座（1）的上表面，所述的底部流道（11）设置在铝皮砂壳（4）内壁底端与铝皮底砂壳（12）的接触面处。3.根据权利要求2所述的双金属叶轮壳体铸造模具，其特征在于：所述的底部流道（11）数量不少于2条，所述的底部流道（11）均匀分布在铝皮熔液注腔（8）底部边缘，每条底部流道（11）均在水平面内朝向同一侧倾斜设置。4.根据权利要求2所述的双金属叶轮壳体铸造模具，其特征在于：所述的金属芯（2）竖直设置，所述的金属芯（2）的水平截面为圆形，所述的金属芯（2）底端向铝皮砂壳（4）一侧延伸形成环形底壁，所述的金属芯（2）的环形底壁镶嵌在金属模底座（1）上表面的凹槽内，所述的不锈钢套（5）的底端与金属芯（2）的环形底壁紧密接触，所述的不锈钢套（5）的顶端与冒口内侧环壁（6）的底板紧密固定连接，所述的不锈钢套（5）的顶端与金属芯（2）的顶端平齐。5.根据权利要求4所述的双金属叶轮壳体铸造模具，其特征在于：所述的冒口内侧环壁（6）的竖直截面为L型，冒口内侧环壁（6）底板靠近铝皮砂壳（4）的一侧向上延伸形成竖板，所述的竖板的顶端与铝皮砂壳（4）的顶端位于同一水平面，所述的冒口内侧环壁（6）的竖板和铝皮砂壳（4）之间为冒口腔（9）。6.根据权利要求5所述的双金属叶轮壳体铸造模具，其特征在于：所述的金属芯（2）的环形底壁的外侧壁与铝皮底砂壳（12）内侧壁紧密接触连接，所述的铝皮熔液注腔（8）的腔底面与底部流道（11）的通道底面位于同一水平面内。7.利用如权利要求1所述的双金属叶轮壳体铸造模具的铸造方法，其特征在于：将预先加工好的不锈钢套（5）组装进铝合金铸造的模具中，并对不锈钢套（5）进行预热，预热结束后再进行铝合金熔液的浇注；具体步骤如下：步骤1，按照所需尺寸加工叶轮壳体摩擦面的不锈钢套（5），并在不锈钢套（5）与铝合金铸件的接触面上等间距的加工若干环形凹槽以及若干与不锈钢套（5）轴向平行的纵向凹槽；步骤2，按照组装顺序将双金属叶轮壳体铸造模具组装完毕；2CN110695342A权利要求书2