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V法铸造在高压电器铝筒体生产上的应用

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-01-18  浏览次数: 179
核心提示:52电工电气(2014 No.1)针对高压电器铝筒体特殊的技术要求、结构特点以及对铝筒体浇注重量计算,结合V法铸造特点[3],浇注系统采
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电工电气 
 (2014 No.1)针对 高压电器铝筒体特殊的技术要求、结构特点以及对铝筒体浇注重量计算,结合V法铸造特点[3],浇注系统采用底注开放式双浇道,浇道截面
积开放比例为 【高压断路器】:直:横:内=1:(2~3):(3~5)。由于铝筒体法兰面有密封性的要求,光洁度高,并且不允许存在铸造缺陷,生产中采用了贴加
体内部厚大部分也采用了增加冷铁的方法消除铸造缺陷。经过多次验证试验,选取了如图1所示的浇注工艺。图1 铝筒体铸件浇注工艺
2  工艺参数的确定 高压断路器
2.1 型砂的选择
V法铸造采用无粘结剂的干砂造型。适宜的型砂不仅能改善铸件表面质量,且能降低真空消耗。砂子越细筛号分布越宽 【高压断路器】,越能抵抗金属液的渗透,对提高铸件表面质量越有利。但是,随着砂子粒度变细,粉尘也逐渐增加,不仅加大了对生产环境的影
响,也加大了对真空系统影响。故铝合金筒体选择圆形 【高压断路器】或者椭圆形的硅砂,粒度求100~200目。
2.2 涂料的选择
耐火涂料在V法铸造中起重要作用。涂料层透气性不仅影响 塑料薄膜气化和气体迁移,且影响系统的真空度;涂料层的强度则直接影响到金属液对型腔表面的冲刷,影响到铸件的表面质量;涂料的流动性则对涂刷的均匀性产生影响;涂料的挥发性则对生产效率产生直接影响。经对 【高压断路器】比试验,选用铝矾土醇基快干涂料,涂料层厚度控制在0.2~0.8 mm。
2.3 塑料薄膜的选择
塑料薄膜是V法铸造不可缺少的辅料,因此,塑V法铸造在高压电器铝筒体生产上的应用冷铁砂芯冒口浇注系统料薄膜的好坏,直接影响铸件的质量。V法铸造用的塑料薄膜必须有足够的强度和延伸率,方向性小,对加热温度不敏感,软化区间比长,而且不能产生有害气体。实际生产中面膜采用EVA薄膜,厚度为0.08~0.12 mm,软化温度为90 ℃,密封砂箱 【高压断路器】的薄膜使用一般农膜即可。
2.4 管路真空度的选择
由于V法铸造采用无粘结剂的干砂造型,砂型的紧实度完全依赖真空度形成,所以,真空度的选择十分重要。为了防止浇注时铸型坍塌及铸件变形,确保铸型有足够的强度和刚度,经过参考了参考文献2] 【高压断路器】及试验,管路真空度控制在0.04~0.06 MPa,砂型的震实硬度应大于或等于80。
2.5 浇注温度的选择
考虑到铝筒体铸件的壁厚、尺寸、形状等特点,同时兼顾温度对塑料薄膜的影响因素,经过多次对比试验,铝筒体的浇注温度控制在710~720 ℃为佳。另外,浇注后真空保留时间为5~10 min;打箱时间大于或等于30 min。
3  砂芯制作及铝合金熔化 【高压 断路器
3.1 砂芯的制作
生产中采用自硬树脂砂,所用型砂砂粒圆整度好,角形系数在1.35以下,泥粉总含量小于0.5%。为了节省用砂,减轻砂芯重量及有利砂芯排气,生产中采用了中空砂芯。
3.2 铝合金的熔化
生产中采用中频感应炉熔化,再由 【高压断路器】精炼炉对合金液进行净化处理和浇注的方法,提高了生产效率,又保证了合金液的质量,充分利用了两种熔炼方法的优点。铝合金液的处理参数与一般铸造铝合金液的处理参数基本相同。
4  铸件的热处理和机械性能及气压试验
4.1 铸件热处理
在铸造铝合金的热处理状态中,最常用的是:淬火状态(T4)、淬火不完全时效(T5)和淬火完全时效(T6)状态。而T4状态通常用于要求较高塑性,T6状态下合金强度、硬度已达最高值,而塑性偏低,T5状态用于既要求强度高,又保留一定的塑性,根据
注:(1)试棒与铸件筒体同炉进行热处理;
  (2)铸件由出炉到入水在空中停留时间不得超过1 min。表1  热处理工艺参数
固溶处理 时效处理(保温后空冷)加热温度/℃ 保温时间/h 淬火水温/℃ 加热温度/℃ 保温时间/h535±5 10~12 50~100 175±5 6
表2  力学性能试验结果对比 【高压断路器】项目试验参数抗拉强度/MPa 伸长率/% 布氏硬度
标准性能试验结果≥235296≥4.0≥7078表3  铸件气压试验检测结果试验项目 试验条件 试验结果SF6例行水压试验
水压破坏试验
充0.4 MPa SF
6,保压24 h不泄漏压力1.0 【高压断路器】8 MPa,保压5 min不泄漏压力2.7 MPa,保压30 min合格率为96%合格率为100%无变形,无破裂V法铸造在高压电器铝筒体生产上的应用 2高压电器铝筒体使用性能要求,采用了循环风的井式热处理炉进行T5处理,具体参数如表1所示。 【高压断路器】
4.2 铸件机械性能
对与铸件筒体同炉热处理后的试棒进行力学性能试验,结果如表2所示。
4.3 气压试验铸件筒体机加工后对密封面进行检查,无任何铸造缺陷,对其进行SF
6气密、例行水压及水压破坏试验, 【高压断路器】其三项检测结果如表3所示。
5  结语V法铸造因其独特生产工艺,与传统的铸造方
法相比,使得生产出来的铸件表面光洁度和尺寸精度高,生产工序简单,金属利用率高,模具和砂箱
寿命长,减少型芯数量使用,旧砂可基本回用,节
约造型成本,少污染且劳动强度低,适用于单件小
批量或机械自动化大批量 【高压断路器】的生产,并且能够满足高
压电器铝铸件的性能要求。
 
 
 
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