一种大型铝合金叶轮低压铸造装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种大型铝合金叶轮低压铸造装置，属于铝合金叶轮低压铸造技术领域。


背景技术：

2.铝合金叶轮的低压铸造，由于技术传承和工艺成熟程度等原因，大多采用低压铸造风冷冷却工艺方法，传统的铝合金叶轮的低压铸造风冷冷却工艺方法是：模具背腔钻冷却风孔，压缩空气通过不锈钢冷却风管出吹至模具冷却风孔内，通过两者间的对流换热方式对模具相应位置降温，以此达到铝合金叶轮顺序凝固的目的。
3.但是使用压缩空气风冷冷却的铝合金叶轮低压铸造，存在以下问题：
4.1、压缩空气风冷冷却效率低，铸件凝固速度慢，材料性能质量普遍偏低，
5.2、压缩空气吹向模具风孔内造成较高的噪音和能耗浪费。
6.另外，对于大型铝合金叶轮铸件多数情况下只需要局部区域加强冷却，其他部位不能强冷，并且需要严格控制冷却梯度。
7.综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。


技术实现要素：

8.本实用新型要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种大型铝合金叶轮低压铸造装置，可以提高铸件的冷却速度，提高冷却效率，提高铸件材料质量；可以有效保证铸件各部分的冷却梯度。
9.为解决以上技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种大型铝合金叶轮低压铸造装置，包括模具机构；所述模具机构的上平面设有环形水冷部分；所述环形冷却部分包括多圈设置的环形水槽，所述环形水冷部分的冷却水从环形水槽的最外圈进入，并从其最内圈流出。
10.进一步地，所述模具机构的上端中心位置设有中心冷却部分，所述中心冷却部分包括冷却体，所述冷却体为设有封闭锥形腔的锥形体。
11.进一步地，所述冷却体内设有多个喷嘴，所述喷嘴靠近冷却体锥形腔上部内壁设置，喷嘴喷出的冷却水沿冷却体内壁从上向下流。
12.进一步地，所述环形水槽包括多个均匀间隔的同心设置的环槽，相邻两个环槽之间相互连通，多个环槽形成由外圈依次向内圈连通的水流通道；
13.所述环形水槽的最外圈与第一进水管连接，最内圈与第一出水管连接。
14.进一步地，所述喷嘴设在第二进水管的出水端；所述第二进水管与冷却体连接，并伸入冷却体内部。
15.进一步地，所述冷却体的大口端向上，小头端朝下并延伸至成型元件内部。
16.进一步地，所述冷却体的中心位置连接第二出水管，所述第二出水管伸入锥形腔底部。
17.进一步地，所述第二进水管的数量为多个；多个第二进水管周向均匀设置。
18.进一步地，所述模具机构包括上模、下模、型芯以及浇口；所述成型元件设置在上模和下模之间，所述下模固定在铸造平台上；所述型芯设置在成型元件内，所述浇口设于成型元件连接，并穿过铸造平台。
19.进一步地，所述喷嘴为喷雾式。
20.本实用新型采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：
21.本实用新型使用水冷冷却，通过控制水冷流量、温度等参数，能更好的控制铸件各部分的冷却梯度。
22.本实用新型在保证实现顺序凝固的前提下，减少铸造收缩率缺陷和表面缺陷，提高铸造成品率10%以上。
23.下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。
附图说明
24.图1是本实用新型的结构示意图；
25.图2是环形水槽的结构示意图（图中箭头方向为冷却水流向）；
26.图3是冷却体的结构示意图（图中箭头方向为冷却水流向）；
27.图中，
[0028]1‑
铸造平台，2
‑
下模，3
‑
上模，4
‑
成型元件，5
‑
型芯，6
‑
浇口，7
‑
环形水槽，8
‑
第一进水管，9
‑
第一出水管，10
‑
冷却体，11
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第二进水管，12
‑
喷嘴，13
‑
第二出水管。
具体实施方式
[0029]
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。
[0030]
实施例1
[0031]
如图1
‑
3共同所示，本实用新型提供一种大型铝合金叶轮低压铸造装置，包括铸造平台1、模具机构和水冷机构，所述模具机构设置在铸造平台1上，所述水冷机构设置在模具机构上。
[0032]
所述模具机构包括上模3、下模2、成型元件4、型芯5以及浇口6；所述下模2固定铸造平台1上方，所述成型元件4设置在下模2上方，所述上模3设在成型元件4上方，所述型芯5设置在成型元件4内，所述浇口6设于成型元件4连接，并穿过铸造平台1。
[0033]
所述水冷机构包括环形水冷部分和中心冷却部分，所述环形水冷部分设置在模具机构的上面，即上模3的顶面上；所述环形水冷部分包括环形水槽7、与环形水槽7连接的第一进水管8和第一出水管9；所述环形水槽7包括多个均匀间隔的接近同心设置的环槽，多个环槽的直径由外向内减小，相邻两个环槽之间相互连通，使多个环槽形成由外圈依次向内圈连通的水流通道；环形水槽7的最外圈与第一进水管8连接，环形水槽7的最内圈与第一出水管9连接。
[0034]
所述中心冷却部分设置在模具机构的中心位置，即上模3的中心部位；所述中心冷却部分包括冷却体10，所述冷却体10为内部设有封闭内腔的锥形体，所述冷却体10的内腔为锥形腔；所述冷却体10的大口端向上，所述冷却体10的小头端朝下并延伸至成型元件4内
部，所述冷却体10上连通设有第二进水管11和第二出水管13，所述第二进水管11的数量为多个，优选四个；多个第二进水管11周向均匀设置，所述第二进水管11伸入冷却体10的锥形腔上部，并靠近锥形腔内壁设置，所述第二进水管11的出水端设有喷嘴12，所述喷嘴12为喷雾式，使冷却水以水雾状喷出，一方面，增大了冷却水与模具的接触面积；另一方面，冷却水与模具内壁接触比较均匀。
[0035]
所述喷嘴12靠近冷却体10锥形腔上部内壁设置，喷嘴12喷出的水雾沿冷却体10内壁从上向下流，使冷却体10上部比下部冷却快，在叶轮中心部分形成了由上至下的冷却梯度。
[0036]
所述第二出水管13设置在冷却体10的中心，并伸入锥形腔底部。
[0037]
本实用新型工作原理：
[0038]
本实用新型设置环形水冷部分和中心冷却部分两个冷却部分，环形水冷部分的冷却水由环形水槽的最外圈进入，依次经过多个环槽后，由最内圈的环槽流出，在叶轮平面部分形成了由外向内的冷却梯度；中心冷却部分的冷却水从冷却体锥形腔的上部沿内壁向下流，使冷却体上部比下部冷却快，在叶轮中心部分形成了由上至下的冷却梯度。
[0039]
本实用新型能够实现由外至内、由上至下的冷却梯度，满足最厚大部分位于铸件最上端的大型叶轮对冷却顺序的要求。
[0040]
本实用新型使用水冷冷却，通过控制水冷流量、温度等参数，能更好的控制铸件各部分的冷却梯度。
[0041]
本实用新型在保证实现顺序凝固的前提下，减少铸造收缩率缺陷和表面缺陷，提高铸造成品率10%以上。
[0042]
以上所述为本实用新型最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本实用新型的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本实用新型的技术启示而进行的等效变换，也在本实用新型的保护范围之内。