【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及銅合金閥體制造領域，特別提供一種鋁青銅閥體外場強化成形方法。
技術介紹
1、閥體是閥門中的一個主要零件，與閥芯、閥座、密封圈等組合形成有效密封空間，主要用于承載介質及其所帶來的壓力。閥體結構復雜，壁厚差異大，熱節較多，非常不利于凝固補縮，普通砂型重力鑄造很難控制夾砂、夾渣和表面氣孔缺陷，難以滿足內部質量、表面質量、尺寸精度要求。
2、鋁青銅合金的結晶溫度范圍小(約30℃左右)，屬于層狀凝固，且體積收縮率(4.1％)和線收縮率(2.49％)較高，凝固時極易產生縮孔、疏松等鑄造缺陷；由于材料中鋁含量較高，氧化傾向大，澆注過程中還易形成二次氧化渣；鋁青銅液的蒸汽壓低，吸氣傾向大，易產生氣孔；這使得鋁青銅高壓閥體的可靠性、使用壽命等均收到限制。
技術實現思路
1、本專利技術提供一種鋁青銅閥體外場強化成形方法，該方法具有提高鋁青銅閥體鑄件內外部質量、減少加工余量和縮短制造周期等優點。
2、為實現上述目的，本專利技術提供了如下技術方案：
3、一種鋁青銅閥體外場強化成形方法，以重力鑄造方法制造鋁青銅閥體，采用紅外感應加熱強化和機械攪拌強化相結合的外場強化方法，通過中頻感應爐熔煉澆注并精控成分，利用多材質復合型芯和燒結脫除完成閥體的成形制造。
4、進一步，紅外感應加熱強化為感應線圈置于冒口處，通過感應加熱的方式實現冒口內金屬液態、半固態的狀態控制；感應線圈內部的上方設置有攪拌槳葉，攪拌槳葉內部設置轉軸，轉軸上方為電機。
5、
6、進一步，利用中頻感應爐進行熔煉，惰性氣體保護通過澆注通道進行澆注，惰性氣體為純度為99％的高純氬氣，通入方式為頂部蓋板、底部垂直及斜入環繞三種方式，澆注溫度為1180±5℃。
7、進一步，多材質復合型芯為外部金屬型、內部3d打印砂型以及耐材冒口，多材質復合型芯通過外部金屬型的快速冷卻效果、內部3d打印砂型的高精度成形以及耐材冒口的良好補縮作用共同實現閥體成形。
8、進一步，所述的鋁青銅閥體成分，其組分按質量分數計為：8.5％～11.0％的鋁、2.0％～4.0％的鐵，余量為銅及其它雜質。
9、進一步，所述燒結脫除為內部3d打印砂型的去除，成形后閥體升溫至450℃、保溫1h，3d打印砂型在高溫下因粘結劑燒損失去強度，成為松散砂粒，進而實現內部型芯的脫除。
10、進一步，成型后閥體附帶內部芯。
11、本專利技術的有益效果為：
12、(1)采用“金屬型+3d打印砂芯+耐材冒口”復合型芯，設計開放式的澆注系統使銅液能夠平穩充型，在橫澆道加置過濾片去除夾雜，并在澆注過程中向型腔內通入惰性氣體，避免二次氧化，提高該類銅合金閥體的內外部質量，實現高品質制造；
13、(2)采用紅外感應加熱和機械攪拌相結合的外場強化方法，實現冒口內金屬液態、半固態等狀態控制，減少了由于層狀凝固和體積收縮率和線收縮率較高帶來的縮孔、疏松等鑄造缺陷。
14、(3)采用燒結脫除的方法，實現閥體鑄件內部3d打印砂型的去除，成本低、周期短，具有較強的實用性以及推廣價值，容易實現工程化應用。
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1.一種鋁青銅閥體外場強化成形方法，其特征在于：以重力鑄造方法制造鋁青銅閥體鑄件(1)，采用紅外感應加熱強化和機械攪拌強化相結合的外場強化方法，通過中頻感應爐熔煉澆注并精控成分，利用多材質復合型芯和燒結脫除完成閥體的成形制造。
2.按照權利要求1所述的鋁青銅閥體外場強化成形方法，其特征在于：紅外感應加熱強化為感應線圈(4)置于冒口(3)處，通過感應加熱的方式實現冒口(3)內金屬液態、半固態的狀態控制；感應線圈(4)內部的上方設置有攪拌槳葉(5)，攪拌槳葉內部設置轉軸(6)，轉軸(6)上方為電機(7)。
3.按照權利要求1所述的鋁青銅閥體外場強化成形方法，其特征在于：利用中頻感應爐進行熔煉，惰性氣體保護通過澆注通道(2)進行澆注，惰性氣體為純度為99％的高純氬氣，通入方式為頂部蓋板、底部垂直及斜入環繞三種方式，澆注溫度為1180±5℃。
4.按照權利要求1所述的鋁青銅閥體外場強化成形方法，其特征在于：機械攪拌強化為冒口(3)內的機械攪拌，通過固定機械攪拌裝置實現金屬流動補縮，其中機械攪拌裝置有支撐機構、電極、轉軸及特種材料槳葉構成。
6.按照權利要求1所述的鋁青銅閥體外場強化成形方法，其特征在于：所述的鋁青銅閥體成分，其組分按質量分數計為：8.5％～11.0％的鋁、2.0％～4.0％的鐵，余量為銅及其它雜質。
7.按照權利要求1所述的鋁青銅閥體外場強化成形方法，其特征在于：所述燒結脫除為內部3D打印砂型的去除，成形后閥體升溫至450℃、保溫1h，3D打印砂型在高溫下因粘結劑燒損失去強度，成為松散砂粒，進而實現內部型芯的脫除。
8.按照權利要求7所述的鋁青銅閥體外場強化成形方法，其特征在于：成型后閥體附帶內部芯。
...【技術特征摘要】
1.一種鋁青銅閥體外場強化成形方法，其特征在于：以重力鑄造方法制造鋁青銅閥體鑄件(1)，采用紅外感應加熱強化和機械攪拌強化相結合的外場強化方法，通過中頻感應爐熔煉澆注并精控成分，利用多材質復合型芯和燒結脫除完成閥體的成形制造。
2.按照權利要求1所述的鋁青銅閥體外場強化成形方法，其特征在于：紅外感應加熱強化為感應線圈(4)置于冒口(3)處，通過感應加熱的方式實現冒口(3)內金屬液態、半固態的狀態控制；感應線圈(4)內部的上方設置有攪拌槳葉(5)，攪拌槳葉內部設置轉軸(6)，轉軸(6)上方為電機(7)。
3.按照權利要求1所述的鋁青銅閥體外場強化成形方法，其特征在于：利用中頻感應爐進行熔煉，惰性氣體保護通過澆注通道(2)進行澆注，惰性氣體為純度為99％的高純氬氣，通入方式為頂部蓋板、底部垂直及斜入環繞三種方式，澆注溫度為1180±5℃。
4.按照權利要求1所述的鋁青銅閥體外場強化成形方法，其特征在于：機械攪拌強化為冒口(3)內的機械...
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙嶺，高云保，王增睿，王宇，李寶治，王璨，孫潤超，張海軍，韓智，李景明，
申請(專利權)人：中國機械總院集團沈陽鑄造研究所有限公司，
類型：發明
國別省市：
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