CN101637803A - 轮边减速器壳的铸造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轮边减速器壳的铸造方法，它包括下列步骤：制芯模、制外模、制浇口、合模、浇注、脱模、清理冒口。该轮边减速器壳的铸造方法效率高、成本低，并解决传统铸造方法存在气孔、缩松、夹渣及裂纹缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及铸造技术领域，尤其是涉及一种轮边减速器壳的铸造方法。
技术背景
轮边减速器广泛应用在汽车领域，而轮边减速器壳的生产方式多为铸造，传统的铸造方式主要有四大类：
第一类是用潮沙金属模(或木模)进行造型，按常规浇铸的补缩系统布置浇口、冒口。第二类是用树脂砂制芯、制壳，或芯用树脂砂，壳用金属模造潮砂型来做。第三类是采用消失模工艺，用专用设备、工装来做。第四类是用热法覆膜砂来制芯，用金属模潮砂造型来做，或全用覆膜砂来造型。
第一类方法存在着能耗大，废工废时，铁水利用率太低，常见的夹砂、夹渣、气孔、疏松等，缺陷较多。
第二类方法主要是树脂砂芯成本高，产品冲砂、夹渣比第一类相应要减少些，但气孔、疏松缺陷仍不能解决得很好。
第三类工艺所用的专用设备价格高，原材料采用泡沫聚苯乙烯，硅砂。由于它采用震动紧实，也是用砂型包裹泡沫聚苯乙烯模。虽然解决外形尺寸和表面光洁度，但由于球铁铁水凝固时会产生的膨胀力会让产品疏松。一样由于体积方式凝固，容易产生缩孔。
第四类方法是采用覆膜砂制芯、制壳，同样只是解决了它的外观和尺寸问题，但在疏松、缩孔等方面同样与前三种没有大的区别，成本也高，不易操作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种效率高、成本低的轮边减速器壳的铸造方法，解决传统铸造方法存在气孔、缩松、夹渣及裂纹等铸造缺陷。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：提供一种轮边减速器壳的铸造方法，其要点在于包括下列步骤：
(A).制芯模：将加热的金属芯工装1放置在制芯机上，在所述金属芯工装外壁固化一层型砂，从而得到芯模，并在芯模上开有浇注口；
(B).制外模：将加热的金属壳工装2放置在制壳机上，在所述金属壳工装内壁上固化一层型砂，从而得到外模；
(C).制浇口：在浇口模具内放入型砂，加热后制得浇口；
(D).合模：将制得的浇口放置于芯模上端的浇注口上，然后在芯模外套装外模，所述芯模和外模轴心线在同一直线上；
(E).浇注：将加热的铁水从浇口进行浇注，浇注时间小于1分钟，固化时间大于或等于15分钟；
(F).脱模：取出铸件毛坯；
(G).清理冒口：将铸件毛坯上冒口清理干净。
本发明在金属芯工装外壁上和金属壳工装的内壁上覆盖5～8mm热沙覆膜砂，在制芯射芯机和制壳机的作用加热固化。强度很高的砂粒按各部位所需砂粒厚度布在金属芯工装外壁上和金属壳工装的内壁上。芯模、外模、浇口组合扣紧，浇铸时铁液从浇口进入闭合的型腔内，从底部向上盛满整个型腔，覆膜砂产生的气体和铁液产生的气体随型腔上升从浇口结合处的外模的射沙孔以及外模的6～8个排气孔逸出，铸件排气因此解决。
因覆膜砂砂层厚为5～8mm，铁液的热量传递很快，传递至金属壳工装上，由于热量快速转移出铁液的内部，产品冷却加快，从上面浇口进入的铁液，由原来的体积凝固特性，变成有利于产品内在质量的顺序凝固，从根本上解决了产品的疏松，缩孔的铸造缺陷。还有一个特性是在整个金属壳工装包裹下，球铁铁液凝固时产生的强大膨胀力也被锁住，产品组织更致密。由于覆膜砂的强度高，冲沙很少很少，基本上能精加工掉，上浇口，顺序凝固，金属壳工装扣紧，消除了产品疏松、缩孔、减少了补缩冒口的用量，铁液利用率达90％以上。
本发明的第一个优选方法是：步骤(A)中的步骤是：
(a)加热金属芯工装1，加热温度为200℃～400℃；
(b)制芯机制芯模加热，加热温度为200℃～500℃，然后在制芯模内壁喷涂油脂类脱模剂，便于脱模；
(c)将金属芯工装1放入制芯模内合模形成芯模型腔；
(d)射沙：在高压气体的作用下射沙筒内的覆膜砂射入芯模型腔内，在温度200℃～500℃，固化30s～2min后形成轮边减速器壳芯模，当金属芯工装和制芯模温度较高时固化时间较短，当金属芯工装和制芯模温度较低时固化时间较长；
(e)脱模，并在芯模上端开有十字形浇注口。
本发明的第二个优选方法是：步骤(B)中的步骤是：
(a)加热金属壳，加热温度为200℃～400℃；
(b)制壳机加热，加热温度为200℃～500℃，然后在外壁喷涂油脂类脱模剂；
(c)将金属壳工装2放入制壳机内合模形成外模型腔；
(d)射沙：在高压气体的作用下射沙筒内的覆膜砂射入外模型腔内，在温度200℃～500℃，固化30s～2min后形成轮边减速器壳外模，当金属壳工装2和制壳模温度较高时固化时间较短，当金属壳工装2和制壳模温度较低时固化时间较长；
(e)脱模。
本发明的第三个优选方法是：步骤(C)中的步骤是：
(a)加热浇口模具，加热温度为200℃～400℃；
(b)放入金属内芯，然后加入型砂，加热200℃～400℃，固化30s～2min后形成轮边减速器壳浇注口。
(c)脱模。
本发明的第四个优选方法是：步骤(D)中在浇注口周向的外模端面上覆盖潮砂，如此封住铁液渗出又易于排气，并在浇注口上端部套上直径为200mm，厚度为60mm的环状铸铁圈，然后将铸铁圈内的潮砂压紧，浇注口长期受高温冲刷，会破裂，而铸铁圈的作用是加固浇注口。
本发明的第五个优选方法是：步骤(E)中铁水的温度为：1450℃～1550℃，浇注时间小于1分钟，固化时间大于或等于15分钟，如此浇注，效果更好。本发明的优点是：
1、提高了生产效率。制壳模、制芯模到最后合箱的时间可以在5分钟内完成全部工作，在整个造型阶段的工作效率比传统工艺高。
2、降低产品成本。芯模、外模合箱的定位精度高，内外拔模度小(用0.1度即可)，铁水冷却时产品尺寸变化小，为此，产品的加工余量可以更少，仅为传统工艺1/2～1/3，大大的减轻了毛坯重量，即用原工艺生产的轮边减速器壳重量为每件39～50kg不等，用新工艺方法后50件中平均每件重量为36.5k，且重量很平均，浇铸系统所耗铁液只有原来的20％，从而降低了单件产品的成本。
3、提高了产品质量。从根本上解决了产品疏松、夹渣、气孔等常见缺陷，50件取样经1mpa压力实验无渗漏现象，产品全部合格。同时壳型、芯型模具的使用解决了球铁铁水凝固时的膨胀力对产品的影响，每炉铸件合格率可达94～98％，个别时可达100％。金属壳上覆盖的一层5～8mm的热沙覆膜砂，由于在制芯模、制外模时经加热固化，从而在取型时产品表面只有轻微粘砂，为此产品在金加工前也不须再经抛丸处理。
4、节约了时间和场地。金属芯工装、金属壳工装的使用，由于它的造型时间短，浇注时的热量快速转移即在20分钟后可取产品，且工装可以重复的不间断使用，按每月生产3000件轮边减速器壳计算，占用场地是旧的工艺节约1/5。
5、降低了对操作工人技术的要求。由于芯模、外模制砂芯都由专用制芯机操作完成，且覆膜砂的加热固化时间有自动温度控制器经设定控制，金属芯工装、金属壳工装的定位精度高，定位简易，影响产品质量的人为因素减少，因此对该产品的操作工人的技术要求大大降低。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为金属芯工装1的结构示意图；
图3为金属壳工装2的结构示意图；
图4为本发明最终产品轮边减速器壳的结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施方式详述本发明方法的工艺步骤。
实施例1：
如图1至图4所示，轮边减速器壳的铸造方法，包括下列步骤：
(A).制芯模：将加热的金属芯工装1放置在制芯机上，在所述金属芯工装1外壁固化一层型砂，从而得到芯模，并在芯模上开有浇注口，其步骤如下：
(a)加热金属芯工装1，加热温度为200℃；
(b)制芯机制芯模加热，加热温度为200℃，然后在制芯模内壁喷涂油脂类脱模剂便于脱模；
(c)将金属芯工装1放入制芯模内合模形成芯模型腔；
(d)射沙：在高压气体的作用下射沙筒内的覆膜砂射入芯模型腔内，在温度200℃，固化30s后形成轮边减速器壳芯模；
(e)脱模，并在芯模上端开有十字形浇注口。
(B).制壳模：将加热的金属壳工装2放置在制壳机上，在所述金属壳工装2内壁上固化一层型砂，从而得到外模，其步骤如下：
(a)加热金属壳工装2，加热温度为200℃；
(b)制壳机模加热，加热温度为200℃，然后在外壁喷涂油脂类脱模剂便于脱模；
(c)将金属壳工装2放入制壳机内合模形成外模型腔；
(d)射沙：在高压气体的作用下射沙筒内的覆膜砂射入外模型腔内，在温度200℃，固化30s后形成轮边减速器壳外模；
(e)脱模。
(C).制浇口：在浇口模具内放入型砂，加热后制得浇口，其步骤如下：
(a)加热浇口模具，加热温度为200℃；
(b)放入金属内芯，然后加入型砂，加热200℃，固化30s后形成轮边减速器壳浇注口。
(c)脱模。
(D)合模：将制得的浇口放置于芯模上端，然后在芯模外套装外模，所述芯模和外模轴心线在同一直线上，最后在浇注口周向的外模上端面上覆盖潮沙，并套上直径为200mm，厚度为60mm的铸铁圈，然后将环状铸铁圈内的潮砂压紧(E).浇注：将加热的铁水从浇口进行浇注，铁水的温度为：1450℃，浇注时间小于1分钟，固化时间大于或等于15分钟；
(F).脱模：取出铸件毛坯；
(G).清理冒口：将铸件毛坯上冒口清理干净。
实施例2：
如图1至图4所示，轮边减速器壳的铸造方法，包括下列步骤：
(A).制芯模：将加热的金属芯工装1放置在射芯机上，在所述金属芯1外壁固化一层型砂，从而得到芯模，并在芯模上开有浇注口，其步骤如下：
(a)加热金属芯工装1，加热温度为300℃；
(b)制芯机制芯模加热，加热温度为350℃，然后在制芯模内壁喷涂油脂类脱模剂便于脱模；
(c)将金属芯工装1放入制芯模内合模形成芯模型腔；
(d)射沙：在高压气体的作用下射沙筒内的覆膜砂射入芯模型腔内，在温度350℃，固化1.3min后形成轮边减速器壳芯模；
(e)脱模，并在芯模上端开有十字形浇注口。
(B).制壳模：将加热的金属壳工装2放置在制壳机上，在所述金属壳工装2内壁上固化一层型砂，从而得到外模，其步骤如下：
(a)加热金属壳工装2，加热温度为300℃；
(b)制壳机模加热，加热温度为350℃，然后在外壁喷涂油脂类脱模剂便于脱模；
(c)将金属壳工装2放入制外模机内合模形成外模型腔；
(d)射沙：在高压气体的作用下射沙筒内的覆膜砂射入外模型腔内，在温度350℃，固化1.3min后形成轮边减速器壳外模；
(e)脱模。
(C).制浇口：在浇口模具内放入型砂，加热后制得浇口，其步骤如下：
(a)加热浇口模具，加热温度为300℃；
(b)放入金属内芯，然后加入型砂，加热350℃，固化1.3min后形成轮边减速器壳浇注口。
(c)脱模。
(D).合模：将制得的浇口放置于芯模上端，然后在芯模外套装外模，所述芯模和外模轴心线在同一直线上，最后在浇注口周向的外模上端面上覆盖潮沙，并套上直径为200mm，厚度为60mm的铸铁圈，然后将环状铸铁圈内的潮砂压紧；
(E).浇注：将加热的铁水从浇口进行浇注，铁水的温度为：1500℃，浇注时间小于1分钟，固化时间大于或等于15分钟；
(F).脱模：取出铸件毛坯；
(G).清理冒口：将铸件毛坯上冒口清理干净。
实施例3：
如图1至图4所示，轮边减速器壳的铸造方法，包括下列步骤：
(A).制芯模：将加热的金属芯工装1放置在射芯机上，在所述金属芯1外壁固化一层型砂，从而得到芯模，并在芯模上开有浇注口，其步骤如下：
(a)加热金属芯工装1，加热温度为400℃；
(b)制芯机芯模加热，加热温度为500℃，然后在制芯模内壁喷涂油脂类脱模剂便于脱模；
(c)将金属芯工装1放入制芯模内合模形成芯模型腔；
(d)射沙：在高压气体的作用下射沙筒内的覆膜砂射入芯模型腔内，在温度500℃，固化2min后形成轮边减速器壳芯模；
(e)脱模，并在芯模上端开有十字形浇注口。
(B).制外模：将加热的金属壳工装2放置在制壳机上，在所述金属壳工装2内壁上固化一层型砂，从而得到外模，其步骤如下：
(a)加热金属壳工装2，加热温度为400℃；
(b)制壳机模加热，加热温度为500℃，然后在外壁喷涂油脂类脱模剂便于脱模；
(c)将金属壳工装2放入制壳机内合模形成外模型腔；
(d)射沙：在高压气体的作用下射沙筒内的覆膜砂射入外模型腔内，在温度500℃，固化2min后形成轮边减速器壳外模；
(e)脱模。
(C).制浇口：在浇口模具内放入型砂，加热后制得浇口，其步骤如下：
(a)加热浇口模具，加热温度为400℃；
(b)放入金属内芯，然后加入型砂，加热500℃，固化2min后形成轮边减速器壳浇注口。
(c)脱模。
(D).合模：将制得的浇口放置于芯模上端，然后在芯模外套装外模，所述芯模和外模轴心线在同一直线上，最后在浇注口周向的外模上端面上覆盖潮沙，并套上直径为200mm，厚度为60mm的铸铁圈，然后将铸铁圈内的潮砂压紧；
(E).浇注：将加热的铁水从浇口进行浇注，铁水的温度为：1500℃，浇注时间小于1分钟，固化时间大于或等于15分钟；
(F).脱模：取出铸件毛坯；
(G).清理冒口：将铸件毛坯上冒口清理干净。
Claims (6)
1、一种轮边减速器壳的铸造方法，其特征在于包括下列步骤：
(A).制芯模：将加热的金属芯工装(1)放置在制芯机上，在所述金属芯工装1外壁固化一层型砂，从而得到芯模，并在芯模上开有浇注口；
(B).制外模：将加热的金属壳工装(2)放置在制壳机上，在所述金属壳工装2内壁上固化一层型砂，从而得到外模；
(C).制浇口：在浇口模具内放入型砂，加热后制得浇口；
(D).合模：将制得的浇口放置于芯模上端的浇注口上，然后在芯模外套装外模，所述芯模和外模轴心线在同一直线上；
(E).浇注：将加热的铁水从浇口进行浇注，浇注时间小于1分钟，固化时间大于或等于15分钟；
(F).脱模：取出铸件毛坯；
(G).清理冒口：将铸件毛坯上冒口清理干净。
2、根据权利要求1所述的轮边减速器壳的铸造方法，其特征在于：步骤(A)中的步骤是：
(a)加热金属芯工装(1)，加热温度为200℃～400℃；
(b)制芯机芯模进行分区域加热，加热温度为200℃～500℃，然后在制芯模内壁喷涂油脂类脱模剂；
(c)将金属芯工装(1)放入制芯模内合模形成芯模型腔；
(d)射沙：在高压气体的作用下射沙筒内的覆膜砂射入芯模型腔内，在温度200℃～500℃，固化30s～2min后形成轮边减速器壳芯模；
(e)脱模，并在芯模上端开有十字形浇注口。
3、根据权利要求1所述的轮边减速器壳的铸造方法，其特征在于：步骤(B)中的步骤是：
(a)加热金属壳工装(2)，加热温度为200℃～400℃；
(b)制壳机进行分区域加热，加热温度为200℃～500℃，然后在外壁喷涂油脂类脱模剂；
(c)将金属壳工装(2)放入制壳机内合模形成外模型腔；
(d)射沙：在高压气体的作用下射沙筒内的覆膜砂射入外模型腔内，在温度200℃～500℃，固化30s～2min后形成轮边减速器壳外模；
(e)脱模。
4、根据权利要求1所述的轮边减速器壳的铸造方法，其特征在于：步骤(C)中的步骤是：
(a)加热浇口模具，加热温度为200℃～400℃；
(b)放入金属内芯，然后加入型砂，加热200℃～500℃，固化30s～2min后形成轮边减速器壳浇注口。
(c)脱模。
5、根据权利要求1所述的轮边减速器壳的铸造方法，其特征在于：步骤(D)中在浇注口周向的外模端面上覆盖潮砂，并套上直径为200mm，厚度为60mm的环状铸铁圈，然后将铸铁圈内的潮砂压紧。
6、根据权利要求1所述的轮边减速器壳的铸造方法，其特征在于：步骤(E)中铁水的温度为：1450℃～1550℃，浇注时间小于1分钟，固化时间大于或等于15分钟。
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