CN101293276A - 铜器件的铸造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于机械技术领域,涉及一种铜器件的铸造方法。一种铜器件的铸造方法,该方法包括以下步骤:A.金属外型模和型芯的制作:由金属坯料制作金属外型模,由细砂与树脂混合后在造型芯压制机中制出型芯;B.造型:制作上砂模、下砂模,预留出浇铸口,并将上、下两个砂模合模;C.铜加热熔化处理、浇注:将铜加热使其熔化为液体状态,然后将铜液浇注到砂模中;D.冷却、出箱:将浇注铜液的模具在室温静止状态下逐渐冷却、取出并去掉其流道和角料铜渣;E.清砂:将经出箱步骤后的产品毛坯放入滚筒中,清除表面的粘砂,打磨掉多余的飞边。本发明采用了金属外型模,不易变形和损坏;而且成本低,易于分离型芯和产品。

Description

铜器件的铸造方法
技术领域
本发明涉及机械技术领域,具体涉及一种铜器件的铸造方法。 背景技术
砂型铸造是一种以细砂作为主要造型材料,制作铸型的传统 铸造工艺。砂型一般采用重力铸造。原始的铸造工艺外型尺寸精 度不高,内部型芯尺寸得不到保证,并且砂型铸造的适应性很广, 小件、大件,简单件、复杂件,单件、大批量都可采用。砂型铸 造用的外形模具,以前多用木材制作,通称木模。采用木模作为 外型模具,木模易变形、易损坏。且木模的尺寸主要由工人制造 技术决定,其一致性和稳定性较低。
发明内容
本发明的目的是针对现有铸造工艺的木模易变形、易损坏; 采用较为昂贵的金属材料作为型芯;产品和型芯不易分离缺点, 提供一种铜器件的铸造方法,该方法不仅采用金属外型模,不易 变形和损坏;而且成本低,易于分离型芯和产品。
本发明的上述技术目的是通过以下技术手段实现的: 一种铜 器件的铸造方法,该方法包括以下步骤:
A、 金属外型模和型芯的制作:由金属胚料制作金属外型模, 由细砂与树脂混合后在造型芯压制机中制出型芯;
B、 造型:将型砂装入装有金属外型模的砂箱中,压实,取出 金属外型模,形成凹陷的下砂模,在凹陷处放型芯;将金属外型 模反面放入另一压砂箱中后将型砂装入砂箱内,压实,取出金属 外型模,形成凹陷的上砂模,在凹陷处放型芯;预留出浇铸口;将上、下两个砂模合模;
C、 铜加热熔化处理、浇注:将铜加热至120(TC以上,使其 熔化为液体状态,然后将铜液浇注到砂模中;
D、 冷却、出箱:将上述浇注铜液的模具在室温静止状态•F逐 渐冷却,将经冷却步骤后的产品取出,去掉其流道和角料铜渣;
E、 清砂:将经出箱步骤后的产品毛坯放入滚筒中,转动滚筒, 清除表面的粘砂,打磨掉多余的飞边。
为了等到更为光洁的产品,在....匕述铜器件的铸造方法中,步 骤E后将清砂后的产品放入抛丸机中进行抛砂处理。所述的抛砂 处理是将嵌入产品中较深的砂子除掉,它与清砂步骤所除掉的表 面层砂不同。
为了更好适应本发明铜液在砂模中的流动,在...匕述铜器件的 铸造方法中,步骤B中将浇铸口预留在上砂模上方。由于本发明
采用不同于现有技术的型芯,其浇口预留在上砂模的上方可使得 浇注铜液时型芯定位牢固,铜液能够较多流入砂模中,产品饱满, 同时也能在铜液冷却的时候灌注额外铜液以补偿金属液在型腔中 的液态收縮和铸件凝固过程中的收縮,以获得没有縮孔的铸件, 减少铸件上的缺陷。
在......匕述铜器件的铸造方法中,步骤C中所述的铜液熔化时的
温度为1200〜130(TC,浇注时铜液的温度为1050〜120(rc。温度 过高,铜液在型砂模具中造成模具变形,同时可能损毁型芯,同 时也造成了浇注时间过长,不利于金属液的补偿;温度过低,金 属液在流动的过程中所受阻力较大,也可能造成砂型模具内部变 形,同时远离浇口的地方容易提前凝固,造成铜液未填满,这样 可能只能完成部分浇注,造成产品的报废。
在上述铜器件的铸造方法中,步骤C中浇注过程在4〜5秒钟 完成。浇注时间过短则所需速度较快,容易冲击模具内腔,造成 模具内部变形,浇注时间过短则浇注所需速度较慢,容易造成在浇注的过程中产品的部分凝固,导致产品部分残缺,或者产品表 面出现融合线,在产品中间出现应力集中区,极大影响产品的机 械性能。
综上所述,本发明铜器件的铸造方法具有以下优点:
1、 本发明采用了金属作为外形模的材质,外型模的制作精度 高,对制作的人工技术要求低,所得的金属外形模形状的一致性 咼;
2、 本发明采用了金属作为外形模的材质,在压制砂型时不变 形,提高了砂型模的制造精度和速度,同时能够反复使用多次使 用,其成本较低;
3、 本发明采用型砂和树脂混合制作型芯,其制作精度高,可 反复使用,同时其与产品的分离容易;
4、 本发明采取了较为合理的浇注温度,本发明的...匕述温度特 别适合本发明采用型砂和树脂粘合制成型芯的技术方案,其较好 地解决了产品表面的缺陷,较为理想地解决了高温烧伤型芯和低 温易造成产品不够饱满的技术矛盾;
5、 本发明采用了较为合理的浇注时间,用于铜液在本发明的 特定的型芯中浇注,较好解决了浇注速度低而造成铜液冷却过快 和浇注速度过快造成模具变形的技术矛盾。
附图说明
附图1为本实施例的工艺流程图 具体实施方式
以下是本发明的具体实施例,在此结合附图,对本发明的技术 方案作进一歩的描述,但本发明并不限于这些实施例。
如图l所示的流程, 一种铜器件的铸造方法,依次包括以下步骤:
1、 金属外型模的制作:
根据产品的外型用加工中心制作产品金属外型模,根据产品 的外型大小,在一副模具中可以制作出多个产品。模具的尺寸需 要在铸件原尺寸的基础上按收缩率加大,需要切削加工的表预留 加工余量。在制造砂型时,要考虑上下砂箱怎样分开才能把外形 模取出,还要考虑铜水从什么地方流入,怎样灌满空腔以便得到 优质的铸件。金属外型模具分为两面,两面分别为产品的对称两 半,如果产品上有商标也一并刻在模具上。外形模上要合理布置 出流道和冒口:流道是铜液注入时的通道。冒口用来排放型腔中 的气体、收集液流前沿混有还将有夹杂物或氧化膜的金属液、补 偿金属液在型腔中的液态收縮和铸件凝固过程中的收縮,以获得 没有縮孔的铸件,减少铸件....h的缺陷。冒口要置于铸件最厚部位 的上方或侧面,并且它的凝固要求晚于铸件的最厚部分。
2、 制作造型芯:
根据产品的内部结构制作出产品的造型芯模具,将细砂与树 脂混合后注入造型芯压制机中,在造型芯压制机上压制出树脂造 型芯待用。
用树脂作为粘结剂的造型芯,采用压制机一次性压制成型, 芯子强度高,外形精度高,不易变形,生产周期短,能在大批量 生产中获得广泛应用。
3、 型砂的处理:
A. 将型砂放入筛砂机中,分离出....[::次浇铸后残留的铜块和其 它杂质;
B. 将型砂通过提升机,放入碾砂机中,将结块和大颗粒的砂 碾成细砂;
C. 将碾后的细砂混合部分新的红砂放入搅拌机中,边搅拌边 注入水,通过搅拌使细砂与水充分混合。通过取样孔取出-•些搅拌后的细砂,用手抓起一把,紧捏后放开,如砂团不松散而且不
粘手,手印清楚,把它折断时断面平整均匀,则表示型砂的强度、 可塑性等性能较好;
D.将混合加湿后的细砂取出重新放入筛砂机,筛选F来的细 砂待用。
4、 造型:
将制作完成的金属外型模装入砂箱中,将加工好的型砂装入 砂箱内,上面用压砂机压实,将压实后的造型模取出,反扣在平 整的地面上,取出金属外型模,形成凹陷的下砂模,在凹陷处放 入树脂造型芯。将金属外型模的反面放在压砂机上,用上述方法 制作出砂模的另外一半,...h面预留出浇铸口,形成模具的--匕砂模。 然后将上、—F两个砂模合模。
5、 铜加热熔化处理:
将铜放入电炉内加热至1205摄氏度,使其熔化为液体状态
6、 浇注:
以温度为].060。C和合适的速度,将符合要求的铜液浇入砂型
中。浇注的时候,浇勺要靠近浇口,不要太高,否则铜液会从浇
口溅出来,要使浇口保持注满状态,以免熔渣进入模型中,使铸 件产生夹渣缺陷。
7、 冷却:
浇铸后的模具在室温静止状态下逐渐冷却。
8、 出箱:
将冷却后的产品取出,去掉其流道和角料铜渣,得到理想的
9、清砂:
将取出的产品毛坯放入滚筒中,转动滚筒,清除表面的粘砂, 打磨掉多余的飞边。然后放入抛丸机中进行抛砂处理。.....匕述工艺 流程如图1所述。采用上述铜砂型铸造工艺,可制作外形复杂的机件,解决了 外形复杂产品成形困难的问题。
采用上述铜砂型铸造工艺,适应性广小件、大件、简单件、 复杂件、单件、大批量都可采用。
采用上述铜砂型铸造工艺,其型芯制作简便,不需烘干,适 合大批产品的生产。
采用匕述铜砂型铸造工艺,外形模具采用铝合金及树脂制成, 使用寿命较长不易损坏。
实施例2:
在铜加热熔化处理过程中,铜熔化时的温度为1250°C,浇注
时的温度为iioot:,其它工艺流程同实施例i,不再赘述。
在铜加热熔化处理过程中,铜熔化时的温度为1290°C,浇注 时的温度为116(TC,其它工艺流程同实施例1,不再赘述。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说 明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例 做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离 本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1. 一种铜器件的铸造方法,该方法包括以下步骤: A、金属外型模和型芯的制作:由金属胚料制作金属外型模,由细砂与树脂混合后在造型芯压制机中制出型芯; B、造型:将型砂装入装有金属外型模的砂箱中,压实,取出金属外型模,形成凹陷的下砂模,在凹陷处放型芯;将金属外型模反面放入另一压砂箱中后将型砂装入砂箱内,压实,取出金属外型模,形成凹陷的上砂模,在凹陷处放型芯;预留出浇铸口;将上、下两个砂模合模; C、铜加热熔化处理、浇注:将铜加热至1200℃以上,使其熔化为液体状态,然后将铜液浇注到砂模中; D、冷却、出箱:将上述浇注铜液的模具在室温静止状态下逐渐冷却,将经冷却步骤后的产品取出,去掉其流道和角料铜渣; E、清砂:将经出箱步骤后的产品毛坯放入滚筒中,转动滚筒,清除表面的粘砂,打磨掉多余的飞边。
2、 根据权利要求1所述铜器件的铸造方法,其特征在于,步 骤E后将清砂后的产品放入抛丸机中进行抛砂处理。
3、 根据权利要求1或2所述铜器件的铸造方法,其特征在于, 歩骤B中将浇铸口预留在....t.砂模.....h方。
4、 根据权利要求1或2所述铜器件的铸造方法,其特征在于, 步骤C中所述的铜液熔化时的温度为1200〜130CTC,浇注时铜液 的温度为1050〜1200°C。
5、 根据权利要求1或2所述铜器件的铸造方法,其特征在于, 歩骤E中所述的浇注时间为4〜5秒钟。
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