CN101695743B - 一种走轮的生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种走轮的生产方法，将含铁的原材料加入到中频电炉中后，将所述含铁的原材料加温，使所述含铁的原材料熔化成铁水，并将所述铁水与所述球化剂和合金原料进行反应，得到合金熔液，用铸铁制成铁型复砂模具，合金熔液注入所述的铁型复砂模具，发明人经过长期摸索，对产品的工作温度、合金的浇注温度和浇注速度，铸件在铸型中停留的时间进行严格控制，突破性地采用了铁型复砂模具铸造，解决了本领域长期使用潮模砂手工制作模具的尺寸精度差，成品率低的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种生产方法，尤其涉及一种走轮的生产方法。
背景技术
传统的走轮的生产采用老式的铸造方法，使用冲天炉作为原料熔化器，铸造模具依靠手工造型，冲天炉燃烧燃料不但消耗大量资源，效率低下，而且会产生大量的环境污染；铸造模具的手工造型，造成产品表面粗糙，精度不高，特别是产品内表面；总体工艺出产速度慢，成品率低，造成产品成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种成品率高，产品表面精细，生产效率高的走轮生产方法。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种走轮的生产方法，它依次包括如下生产步骤：
(1)将含铁的原材料加入到中频电炉中后，将所述含铁的原材料加温，使所述含铁的原材料熔化成铁水；
(2)将球化剂和合金原料放入铁水包中；
(3)将经步骤(1)得到的铁水倒入步骤(2)所述的铁水包中，使所述铁水与所述球化剂和合金原料进行反应，得到合金熔液；
(4)待步骤(3)所述的反应完成后，将浮于步骤(3)所述的合金熔液表面的垃圾和残渣去除，获得干净的合金熔液；
(5)用铸铁制成铁型模具，在铁型模具孔内铺上树脂砂，用铁模将所述树脂砂固定，可制得铁型复砂模具半成品；然后将所述铁型复砂模具半成品放入加热炉中加热，使树脂砂定型后取出所述铁模，制成铁型复砂模具；
(6)将经步骤(4)制得的干净的合金熔液注入所述的铁型复砂模具，所述注入的干净的合金熔液冷却成形后形成走轮铸件半成品，然后去除粘结在所述铸件半成品表面的树脂砂，制成走轮铸件。
本发明所述产品走轮铸件，为水泵外壳的部件，呈桶状；步骤(1)所述中频电炉使用电能加热含铁的原材料并使含铁的原材料熔化；步骤(2)所述铁水包用于铸造前浇注作业，盛放铁水，有行车输送，由耐火泥制成。
本发明所述走轮的形状较为简单，但产品的使用环境对产品的抗压强度、硬度要求较高，产品内部绝对不能出现砂孔瑕疵，发明人突破性地采用了铁型复砂模具铸造走轮；所述铁型复砂模具铸造又称硬模铸造，它是将液体金属浇入铁铸型，以获得铸件的一种铸造方法；与传统潮模砂制模相比，铁型复砂具有产品机械性能高，精度和表面光洁度好，质量和尺寸稳定，产品内部材质均匀，工艺收得率高，原材料消耗少，节约造型材料等优点，同时也存在着不透气，而且无退让性，易造成产品洗不足、开裂的缺陷，经过长期摸索，对产品的工作温度、合金的浇注温度和浇注速度，铸件在铸型中停留的时间进行严格控制，解决了本领域长期使用潮模砂手工制作模具的尺寸精度差，成品率低的技术问题。
作为优选：含铁的原材料包括生铁、废钢、回炉料、硅铁和锰铁。
作为优选：步骤(1)中所述含铁的原材料加热熔化温度为1450～1500摄氏度，低于所述温度，则含铁的原材料无法熔化，高于所述温度，则浪费燃料，增加成本，同时，基于铁型复砂模具导热快的特点，过高或过低的温度都会造成无法浇铸或浇铸出来的产品产生损坏、气泡而导致废品。
作为优选：步骤(2)所述合金原料包括铜和镁，铜作为合金原料可调节产品的合金成分，以提升产品的强度、耐用度等物理特性，镁既可调节产品的合金成分，以提升产品的强度、耐用度等物理特性，又作为球化反应的催化剂。
作为优选：步骤(3)所述球化剂和合金原料与所述铁水的反应时间为70～100秒，以使球化反应充分进行，并不会因为所述时间太短引起反应不足或所述时间太长引起反应过度。
作为优选：步骤(5)中所述铁型复砂模具半成品加热需要的温度为200～300摄氏度，加热维持时间70～100秒，温度过低或维持时间太短，都会使树脂砂固定不充分，强度不够，导致最后产品尺寸精度不高，表面不精细，而温度过高或维持时间过长，则会引起树脂砂损坏，最后铁型复砂模具无法制成。
作为优选：步骤(5)中所述铺上树脂砂的厚度为4～8毫米，能适当减少产品冷却时的收缩阻力。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、树脂砂泥芯采用泥芯机制作，表面光洁，因此产品表面精细，粗糙度好；
2、铁型复砂工艺产品尺寸精度高，表面精细，因此产品的废品率低，成品率高，节约产品生产成本，同时返工数量减少，生产效率提高；
3、采用中频电炉生产，，与原工艺中冲天炉相比，具有熔化效率高，升温快，温度容易控制，节约能源，金属成分均匀，劳动强度小的优点，进一步降低成本，同时减少生产污染。
附图说明
图1是本发明铁型复砂模具上盖正视图；
图2是本发明铁型复砂模具下盖正视图。
具体实施方式
实施例一：
一种走轮的生产方法，它依次包括如下生产步骤：
(1)将含铁的原材料加入到中频电炉中后，将所述含铁的原材料加温，使所述含铁的原材料熔化成铁水，含铁的原材料包括生铁、废钢、回炉料、硅铁和锰铁，生铁为含碳量在2％～4.3％之间的铁碳合金，废钢为回收的各种钢材，回炉料为生产出的次品、废品，硅铁和锰铁分别是含有硅和锰的铁合金，用以调节产品中硅和锰的含量；
(2)将球化剂和合金原料放入铁水包中，球化剂用ReMg3-8，合金原料为铜和镁，同时镁也具有球化作用；
(3)将经步骤(1)得到的铁水倒入步骤(2)所述的铁水包中，使所述铁水与所述球化剂和合金原料进行反应，经过70～100秒的反应时间，就可得到合金熔液；
(4)待步骤(3)所述的反应完成后，将浮于步骤(3)所述的合金熔液表面的垃圾和残渣去除，获得干净的合金熔液；
(5)用铁块加工成与成品同尺寸的铁模，用铸铁制成如图1、图2的铁型模具上盖和下盖，在铁型模具上盖和下盖孔内铺上4～8毫米厚的树脂砂，用铁模将所述树脂砂固定，可制得铁型复砂模具半成品；然后将所述铁型复砂模具半成品放入加热炉中加热到200摄氏度摄氏度，维持70秒，使树脂砂定型，然后取出所述铁模，制成铁型复砂模具上盖半成品和下盖半成品，拼合成完整的铁型复砂模具；
(6)使用泥芯机将树脂砂制成树脂砂泥芯，如图1、图2、图3、图4所示，并将所述树脂砂泥芯装入经步骤(5)制得的铁型复砂模具中；
(7)将经步骤(4)制得的干净的合金熔液注入所述的铁型复砂模具，所述注入的干净的合金熔液冷却成形后形成走轮铸件半成品，然后去除粘结在所述铸件半成品表面的树脂砂，制成走轮铸件。
实施例二：
一种走轮的生产方法，它依次包括如下生产步骤：
(1)将含铁的原材料加入到中频电炉中后，将所述含铁的原材料加温，使所述含铁的原材料熔化成铁水，含铁的原材料包括生铁、废钢、回炉料、硅铁和锰铁，生铁为含碳量在2％～4.3％之间的铁碳合金，废钢为回收的各种钢材，回炉料为生产出的次品、废品，硅铁和锰铁分别是含有硅和锰的铁合金，用以调节产品中硅和锰的含量；
(2)将球化剂和合金原料放入铁水包中，球化剂用ReMg 3-8，合金原料为铜和镁，同时镁也具有球化作用；
(3)将经步骤(1)得到的铁水倒入步骤(2)所述的铁水包中，使所述铁水与所述球化剂和合金原料进行反应，经过70～100秒的反应时间，就可得到合金熔液；
(4)待步骤(3)所述的反应完成后，将浮于步骤(3)所述的合金熔液表面的垃圾和残渣去除，获得干净的合金熔液；
(5)用铁块加工成与成品同尺寸的铁模，用铸铁制成如图1、图2的铁型模具上盖和下盖，在铁型模具上盖和下盖孔内铺上4～8毫米厚的树脂砂，用铁模将所述树脂砂固定，可制得铁型复砂模具半成品；然后将所述铁型复砂模具半成品放入加热炉中加热到300摄氏度摄氏度，维持70秒，使树脂砂定型，然后取出所述铁模，制成铁型复砂模具上盖半成品和下盖半成品，拼合成完整的铁型复砂模具；
(6)使用泥芯机将树脂砂制成树脂砂泥芯，如图1、图2、图3、图4所示，并将所述树脂砂泥芯装入经步骤(5)制得的铁型复砂模具中；
(7)将经步骤(4)制得的干净的合金熔液注入所述的铁型复砂模具，所述注入的干净的合金熔液冷却成形后形成走轮铸件半成品，然后去除粘结在所述铸件半成品表面的树脂砂，制成走轮铸件。
实施例三：
一种走轮的生产方法，它依次包括如下生产步骤：
(1)将含铁的原材料加入到中频电炉中后，将所述含铁的原材料加温，使所述含铁的原材料熔化成铁水，含铁的原材料包括生铁、废钢、回炉料、硅铁和锰铁，生铁为含碳量在2％～4.3％之间的铁碳合金，废钢为回收的各种钢材，回炉料为生产出的次品、废品，硅铁和锰铁分别是含有硅和锰的铁合金，用以调节产品中硅和锰的含量；
(2)将球化剂和合金原料放入铁水包中，球化剂用ReMg3-8，合金原料为铜和镁，同时镁也具有球化作用；
(3)将经步骤(1)得到的铁水倒入步骤(2)所述的铁水包中，使所述铁水与所述球化剂和合金原料进行反应，经过70～100秒的反应时间，就可得到合金熔液；
(4)待步骤(3)所述的反应完成后，将浮于步骤(3)所述的合金熔液表面的垃圾和残渣去除，获得干净的合金熔液；
(5)用铁块加工成与成品同尺寸的铁模，用铸铁制成如图1、图2的铁型模具上盖和下盖，在铁型模具上盖和下盖孔内铺上4～8毫米厚的树脂砂，用铁模将所述树脂砂固定，可制得铁型复砂模具半成品；然后将所述铁型复砂模具半成品放入加热炉中加热到200摄氏度摄氏度，维持100秒，使树脂砂定型，然后取出所述铁模，制成铁型复砂模具上盖半成品和下盖半成品，拼合成完整的铁型复砂模具；
(6)使用泥芯机将树脂砂制成树脂砂泥芯，如图1、图2、图3、图4所示，并将所述树脂砂泥芯装入经步骤(5)制得的铁型复砂模具中；
(7)将经步骤(4)制得的干净的合金熔液注入所述的铁型复砂模具，所述注入的干净的合金熔液冷却成形后形成走轮铸件半成品，然后去除粘结在所述铸件半成品表面的树脂砂，制成走轮铸件。
实施例四：
一种走轮的生产方法，它依次包括如下生产步骤：
(1)将含铁的原材料加入到中频电炉中后，将所述含铁的原材料加温，使所述含铁的原材料熔化成铁水，含铁的原材料包括生铁、废钢、回炉料、硅铁和锰铁，生铁为含碳量在2％～4.3％之间的铁碳合金，废钢为回收的各种钢材，回炉料为生产出的次品、废品，硅铁和锰铁分别是含有硅和锰的铁合金，用以调节产品中硅和锰的含量；
(2)将球化剂和合金原料放入铁水包中，球化剂用ReMg3-8，合金原料为铜和镁，同时镁也具有球化作用；
(3)将经步骤(1)得到的铁水倒入步骤(2)所述的铁水包中，使所述铁水与所述球化剂和合金原料进行反应，经过70～100秒的反应时间，就可得到合金熔液；
(4)待步骤(3)所述的反应完成后，将浮于步骤(3)所述的合金熔液表面的垃圾和残渣去除，获得干净的合金熔液；
(5)用铁块加工成与成品同尺寸的铁模，用铸铁制成如图1、图2的铁型模具上盖和下盖，在铁型模具上盖和下盖孔内铺上4～8毫米厚的树脂砂，用铁模将所述树脂砂固定，可制得铁型复砂模具半成品；然后将所述铁型复砂模具半成品放入加热炉中加热到300摄氏度摄氏度，维持100秒，使树脂砂定型，然后取出所述铁模，制成铁型复砂模具上盖半成品和下盖半成品，拼合成完整的铁型复砂模具；
(6)使用泥芯机将树脂砂制成树脂砂泥芯，如图1、图2、图3、图4所示，并将所述树脂砂泥芯装入经步骤(5)制得的铁型复砂模具中；
(7)将经步骤(4)制得的干净的合金熔液注入所述的铁型复砂模具，所述注入的干净的合金熔液冷却成形后形成走轮铸件半成品，然后去除粘结在所述铸件半成品表面的树脂砂，制成走轮铸件。
此工艺与传统潮模砂模具相比，产品抗拉强度平均可提高25％，屈服强度平均提高20％，其抗蚀性能和硬度亦显著提高，原材料耗量减少，可节约15～30％，同时可节约造型材料80％；模具采用铁制成，可以反复使用多次，大量节约成本；复砂层有效地调节了产品的冷却速度，一方面使产品不出白口，另一方面又使冷速大于砂型铸造。铁型无溃散性，但很薄的复砂却能适当减少产品的收缩阻力。此外铁型具有良好的刚性，有效地限制球铁石墨化膨胀，实现了无冒口铸造，消除疏松，提高了铸件的致密度。
Claims (6)
1.一种走轮的生产方法，其特征在于：它依次包括如下生产步骤：
(1)将含铁的原材料加入到中频电炉中后，将所述含铁的原材料加温，使所述含铁的原材料熔化成铁水；
(2)将球化剂和合金原料放入铁水包中，所述合金原料包括铜和镁；
(3)将经步骤(1)得到的铁水倒入步骤(2)所述的铁水包中，使所述铁水与所述球化剂和合金原料进行反应，得到合金熔液；
(4)待步骤(3)所述的反应完成后，将浮于步骤(3)所述的合金熔液表面的垃圾和残渣去除，获得干净的合金熔液；
(5)用铸铁制成铁型模具，在铁型模具孔内铺上树脂砂，用铁模将所述树脂砂固定，可制得铁型复砂模具半成品；然后将所述铁型复砂模具半成品放入加热炉中加热，使树脂砂定型后取出所述铁模，制成铁型复砂模具；
(6)将经步骤(4)制得的干净的合金熔液注入所述的铁型复砂模具，所述注入的干净的合金熔液冷却成形后形成走轮铸件半成品，然后去除粘结在所述铸件半成品表面的树脂砂，制成走轮铸件。
2. 根据权利要求1所述走轮的生产方法，其特征在于：含铁的原材料包括生铁、废钢、回炉料、硅铁和锰铁。
3.根据权利要求1所述走轮的生产方法，其特征在于：步骤(1)中所述含铁的原材料加热熔化所需的温度为1450～1500摄氏度。
4.根据权利要求1所述走轮的生产方法，其特征在于：步骤(3)所述球化剂和合金原料与所述铁水的反应时间为70～100秒。
5.根据权利要求1所述走轮的生产方法，其特征在于：步骤(5)中所述铁型复砂模具半成品加热需要的温度为200～300摄氏度，加热维持时间70～100秒。
6.根据权利要求1所述走轮的生产方法，其特征在于：步骤(5)中所述铺上树脂砂的厚度为4～8毫米。
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