CN102248124B - 一种整体铸件的蜡模成型工艺 - Google Patents
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Abstract
一种整体铸件的蜡模成型工艺，首先将蜡料放入搅拌机内加热搅拌成糊状，分别进行铸件体蜡模和浇口件蜡模的浇注，再将浇口件蜡模与铸件体蜡模粘合在一起得到铸造蜡模，然后对铸造蜡模进行一次沾砂和二次沾砂后进行脱蜡处理，得到铝砂模具，将铝砂模具进行焙烧、浇注钢水处理得到毛坯铸件，最后对毛坯铸件进行修整和退火处理，得到整体铸件。本发明工艺操作简便，铸件一体成型，成品率高，提高铸件的整体强度，注模材料还可以再次利用，节约了原料，降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种铸造工艺，具体的说是一种整体铸件的蜡模成型工艺，尤其是用于铸造刀型阀阀体。
技术背景
现在产品生产中，模具由于其加工效率高、互换性好、节约原材料，所以得到了很广泛的应用，所以为了促进模具技术的开发、发展，积极的采用先进技术和设备，以求提高模具的制造水平。虽然铸造工艺有了很大发展，但其普遍还是采用传统的砂模铸造，金属型浇注，或是熔模铸造，而这类方法缺点在于铸件不能一体成型，铸件的密实度不一，还需要进行焊接组合，也容易产生裂纹、变形等缺陷，从而大大影响了铸件的耐用性，而且也会降低铸件的精度；传统方法加工的铸件各部件结构和规格的不尽相同，而铸件结构是否合理，对铸件质量、生产工艺的可行性和简易性以及生产成本等影响很大；而且此类方法加工的铸件中心部位，补焊打磨非常困难。
发明内容
本发明目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种整体铸件的蜡模成型工艺，其工艺操作简便，铸件一体成型，成品率高，提高铸件的整体强度，注模材料还可以再次利用。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种整体铸件的蜡模成型工艺，工艺步骤如下：
步骤一、将蜡料放入搅拌机内，加热到45-48℃，搅拌成糊状，然后将糊状的蜡料以3.5个大气压的压力注入铝模模具，分别进行铸件体蜡模和浇口件蜡模的浇注，常温冷却30-60分钟，然后再将铸件体蜡模和浇口件蜡模脱模后放入水池内冷却至22-27℃，取出备用；
步骤二、对步骤一制成的铸件体蜡模进行修整，然后用150℃的烫刀将浇口件蜡模与铸件体蜡模粘合在一起，得到铸造蜡模，备用；
步骤三、将水玻璃与石英粉按1：0.8的重量份数进行混合，得到石英粉浆，然后将铸造蜡模放入石英粉浆中浸泡1-3分钟后，取出置入40-70目的石英砂堆中，将石英砂均匀的涂抹在铸造蜡模表面，再把铸造蜡模放入浓度为15-17%的氯化铵水池中浸泡15-20分钟，取出用水清洗后放入20-35℃的烘干房烘干处理1-3小时，然后再放入石英粉浆中浸泡1-2分钟，取出置入20-40目的石英砂堆中，将石英砂均匀的涂抹在铸造蜡模上，再把铸造蜡模放入浓度为15-17%的氯化铵水池中浸泡14-20分钟，然后进行干燥处理，完成对铸造蜡模的一次沾砂，备用；
步骤四、把耐火粘土与水玻璃按0.8：1的重量份数进行混合，得到浸泡料浆，然后将步骤三完成一次沾砂的铸造蜡模放入浸泡料浆中浸泡1-2分钟后，取出置入8-16目的铝砂堆中，将铝砂均匀的涂抹在铸造蜡模表面，再把铸造蜡模放入浓度为24-28%的氯化铝水池中浸泡22-27分钟，取出用水清洗后进行干燥处理，然后按照上述方法将铸造蜡模重复进行两次浸泡料浆、涂抹铝砂和氯化铝水池浸泡的工序，完成对铸造蜡模的二次沾砂；
步骤五、将步骤四完成二次沾砂的铸造蜡模放入脱蜡水池进行脱蜡处理，脱蜡水池内通入高温蒸气使水温保持在90-98℃，铸造蜡模浸泡35-45分钟后取出，得到铝砂模具；
步骤六、将铝砂模具放入焙烧炉内焙烧至850-950℃时取出埋在8-12目的沙堆中，待铝砂模具冷却至300-500℃后，从铝砂模具的浇口注入1470-1530℃
的钢水，在沙堆中冷却至20-200℃取出，清除铸件表面的铝砂模具，得到毛坯铸件；
步骤七、用氧气和乙炔的切割气枪将浇口件从毛坯铸件上切割分离，然后对毛坯铸件进行修整处理，将毛坯铸件在800-870℃的温度下进行退火1.5-2.5小时，降温至380-420℃后取出进行抛圆处理，得到铸件；
所述的水玻璃，其浓度为31%—35%。
本发明所述的铝模模具是用于浇注蜡模的模具，所述的烫刀是用于蜡模的修整与粘接用的条型刀具，所述的耐火粘土为软质粘土，其可以很好的与水玻璃可以很好进行混合，采用的其他原料或设备是市售常规产品。
有益效果是：本发明工艺流程简单便于操作，主要通过浇注蜡模、蜡模沾砂、脱蜡、焙烧浇注钢水制得毛坯铸件、修整退火处理得到铸件；本工艺制得的铸件为一体成型且产品外形光整美观，铸件的密实度好，而且整体规格一致，尺寸稳定、形位误差小，而且成品率高；而且本工艺中的蜡模原料、铝砂模料经过回收后还可以再次利用，节约了原料，降低了生产成本，本发明采取在高温焙烧后放入沙堆中，深埋保温，增加铝砂模具的自身强度，从而使得浇注钢水得到的毛坯铸件内部无裂纹、缩松现象，质量更好，铸件的强度也更高。
具体实施方式
一种整体铸件的蜡模成型工艺，工艺步骤如下：
步骤一、将蜡料放入搅拌机内，加热到45-48℃，搅拌成糊状，然后将糊状的蜡料以3.5个大气压的压力注入铝模模具，分别进行铸件体蜡模和浇口件蜡模的浇注，常温冷却30-60分钟，然后再将铸件体蜡模和浇口件蜡模脱模后放入水池内冷却至22-27℃，取出备用；
步骤二、对步骤一制成的铸件体蜡模进行修整，然后用150℃的烫刀将浇口件蜡模与铸件体蜡模粘合在一起，得到铸造蜡模，备用；
步骤三、将水玻璃与石英粉（优选粉粒更细的石英粉）按1：0.8的重量份数进行混合，得到石英粉浆，然后将铸造蜡模放入石英粉浆中浸泡1-3分钟后，取出置入40-70目的石英砂堆中，将石英砂均匀的涂抹在铸造蜡模表面，再把铸造蜡模放入浓度为15-17%的氯化铵水池中浸泡15-20分钟，取出用水清洗后放入20-35℃的烘干房烘干处理1-3小时，然后再放入石英粉浆中浸泡1-2分钟，取出置入20-40目的石英砂堆中，将石英砂均匀的涂抹在铸造蜡模上，再把铸造蜡模放入浓度为15-17%的氯化铵水池中浸泡14-20分钟，然后进行干燥处理，完成对铸造蜡模的一次沾砂，备用；
步骤四、把耐火粘土与水玻璃按0.8：1的重量份数进行混合，得到浸泡料浆，然后将步骤三完成一次沾砂的铸造蜡模放入浸泡料浆中浸泡1-2分钟后，取出置入8-16目的铝砂堆中，将铝砂均匀的涂抹在铸造蜡模表面，再把铸造蜡模放入浓度为24-28%的氯化铝水池中浸泡22-27分钟，取出用水清洗后进行干燥处理，然后按照上述方法将铸造蜡模重复进行两次浸泡料浆、涂抹铝砂和氯化铝水池浸泡的工序，完成对铸造蜡模的二次沾砂；
步骤五、将步骤四完成二次沾砂的铸造蜡模放入脱蜡水池进行脱蜡处理，脱蜡水池内通入高温蒸气使水温保持在90-98℃，铸造蜡模浸泡35-45分钟后取出，得到铝砂模具；
步骤六、将铝砂模具放入焙烧炉内焙烧至850-950℃时取出埋在8-12目的沙堆中，待铝砂模具冷却至300-500℃后，从铝砂模具的浇口注入1470-1530℃的钢水，在沙堆中冷却至20-200℃取出，清除铸件表面的铝砂模具，得到毛坯铸件；
步骤七、用氧气和乙炔的切割气枪将浇口件从毛坯铸件上切割分离，然后对毛坯铸件进行修整处理，将毛坯铸件在800-870℃的温度下进行退火1.5-2.5小时，降温至380-420℃后取出进行抛圆处理，得到铸件。
本发明中，在步骤一的参数范围内制得的蜡模的质地更均匀，而且通过在水池内冷却，增加了蜡模的硬实度，蜡模不易变形，使得蜡模的边缘结构更加的圆滑；在步骤二中采用150℃的烫刀更利用蜡模的粘接圆滑，浇口件蜡模的粘接起到了浇注钢水时的通道作用，同时也增加了浇注铸件的密实度；通过对铸造蜡模的沾砂和在氯化铵水池、氯化铝水池内的浸泡，增加了铸件蜡模的硬实度，在焙烧的高温条件下能保持铸件的稳定性，并具有抗渣性、对急冷急热的抵抗性，以及一定的机械强度，因此经煅烧后异常坚定；最后对毛坯铸件进行的退火处理，在其温度及时间的调控下更利用稳定铸件的性能。本工艺可广泛用于铸件的加工，尤其在刀型阀阀体的铸造上效果更突显。在本工艺中的参数范围内制得的铸件的质量更为稳定，成品率也更高。
实施例一
一种整体铸件的蜡模成型工艺，工艺步骤如下：
步骤一、将蜡料放入搅拌机内，加热到45℃，搅拌成糊状，然后将糊状的蜡料以3.5个大气压的压力注入铝模模具，分别进行铸件体蜡模和浇口件蜡模的浇注，常温冷却30分钟，然后再将铸件体蜡模和浇口件蜡模脱模后放入水池内冷却至22℃，取出备用；
步骤二、对步骤一制成的铸件体蜡模进行修整，然后用150℃的烫刀将浇口件蜡模与铸件体蜡模粘合在一起，得到铸造蜡模，备用；
步骤三、将水玻璃与石英粉（优选粉粒更细的石英粉可选70目）按1：0.8的重量份数进行混合，得到石英粉浆，然后将铸造蜡模放入石英粉浆中浸泡1-3分钟后，取出置入40目的石英砂堆中，将石英砂均匀的涂抹在铸造蜡模表面，再把铸造蜡模放入浓度为15%的氯化铵水池中浸泡15分钟，取出用水清洗后放入20℃的烘干房烘干处理1小时，然后再放入石英粉浆中浸泡1分钟，取出置入20目的石英砂堆中，将石英砂均匀的涂抹在铸造蜡模上，再把铸造蜡模放入浓度为15%的氯化铵水池中浸泡14分钟，然后进行干燥处理，完成对铸造蜡模的一次沾砂，备用；
步骤四、把耐火粘土与水玻璃按0.8：1的重量份数进行混合，得到浸泡料浆，然后将步骤三完成一次沾砂的铸造蜡模放入浸泡料浆中浸泡1分钟后，取出置入8目的铝砂堆中，将铝砂均匀的涂抹在铸造蜡模表面，再把铸造蜡模放入浓度为24%的氯化铝水池中浸泡22分钟，取出用水清洗后进行干燥处理，然后按照上述方法将铸造蜡模重复进行两次浸泡料浆、涂抹铝砂和氯化铝水池浸泡的工序，完成对铸造蜡模的二次沾砂；
步骤五、将步骤四完成二次沾砂的铸造蜡模放入脱蜡水池进行脱蜡处理，脱蜡水池内通入高温蒸气使水温保持在90℃，铸造蜡模浸泡35分钟后取出，得到铝砂模具；
步骤六、将铝砂模具放入焙烧炉内焙烧至850℃时取出埋在8目的沙堆中，待铝砂模具冷却至300℃后，从铝砂模具的浇口注入1470℃的钢水，在沙堆中冷却至20℃取出，清除铸件表面的铝砂模具，得到毛坯铸件；
步骤七、用氧气和乙炔的切割气枪将浇口件从毛坯铸件上切割分离，然后对毛坯铸件进行修整处理，将毛坯铸件在800℃的温度下进行退火1.5小时，降温至380℃后取出进行抛圆处理（抛除氧化层），对铸件进行分类，完成铸件加工。
本实施例的水玻璃的浓度可选择31%。
实施例二
一种整体铸件的蜡模成型工艺，工艺步骤如下：
步骤一、将蜡料放入搅拌机内，加热到47℃，搅拌成糊状，然后将糊状的蜡料以3.5个大气压的压力注入铝模模具，分别进行铸件体蜡模和浇口件蜡模的浇注，常温冷却45分钟，然后再将铸件体蜡模和浇口件蜡模脱模后放入水池内冷却至25℃，取出备用；
步骤二、对步骤一制成的铸件体蜡模进行修整，然后用150℃的烫刀将浇口件蜡模与铸件体蜡模粘合在一起，得到铸造蜡模，备用；
步骤三、将水玻璃与石英粉按1：0.8的重量份数进行混合，得到石英粉浆，然后将铸造蜡模放入石英粉浆中浸泡2分钟后，取出置入55目的石英砂堆中，将石英砂均匀的涂抹在铸造蜡模表面，再把铸造蜡模放入浓度为16%的氯化铵水池中浸泡17分钟，取出用水清洗后放入28℃的烘干房烘干处理2小时，然后再放入石英粉浆中浸泡1.5分钟，取出置入30目的石英砂堆中，将石英砂均匀的涂抹在铸造蜡模上，再把铸造蜡模放入浓度为16%的氯化铵水池中浸泡17分钟，然后进行干燥处理，完成对铸造蜡模的一次沾砂，备用；
步骤四、把耐火粘土与水玻璃按0.8：1的重量份数进行混合，得到浸泡料浆，然后将步骤三完成一次沾砂的铸造蜡模放入浸泡料浆中浸泡1分钟后，取出置入12目的铝砂堆中，将铝砂均匀的涂抹在铸造蜡模表面，再把铸造蜡模放入浓度为26%的氯化铝水池中浸泡25分钟，取出用水清洗后进行干燥处理，然后按照上述方法将铸造蜡模重复进行两次浸泡料浆、涂抹铝砂和氯化铝水池浸泡的工序，完成对铸造蜡模的二次沾砂；
步骤五、将步骤四完成二次沾砂的铸造蜡模放入脱蜡水池进行脱蜡处理，脱蜡水池内通入高温蒸气使水温保持在95℃，铸造蜡模浸泡40分钟后取出，得到铝砂模具；
步骤六、将铝砂模具放入焙烧炉内焙烧至900℃时取出埋在10目的沙堆中，待铝砂模具冷却至400℃后，从铝砂模具的浇口注入1500℃的钢水，在沙堆中冷却至110℃取出，清除铸件表面的铝砂模具，得到毛坯铸件；
步骤七、用氧气和乙炔的切割气枪将浇口件从毛坯铸件上切割分离，然后对毛坯铸件进行修整处理，将毛坯铸件在840℃的温度下进行退火2小时，降温至400℃后取出进行抛圆处理，得到铸件；
本实施例的水玻璃的浓度可选择33%。
实施例三
一种整体铸件的蜡模成型工艺，工艺步骤如下：
步骤一、将蜡料放入搅拌机内，加热到48℃，搅拌成糊状，然后将糊状的蜡料以3.5个大气压的压力注入铝模模具，分别进行铸件体蜡模和浇口件蜡模的浇注，常温冷却60分钟，然后再将铸件体蜡模和浇口件蜡模脱模后放入水池内冷却至27℃，取出备用；
步骤二、对步骤一制成的铸件体蜡模进行修整，然后用150℃的烫刀将浇口件蜡模与铸件体蜡模粘合在一起，得到铸造蜡模，备用；
步骤三、将水玻璃与石英粉按1：0.8的重量份数进行混合，得到石英粉浆，然后将铸造蜡模放入石英粉浆中浸泡3分钟后，取出置入70目的石英砂堆中，将石英砂均匀的涂抹在铸造蜡模表面，再把铸造蜡模放入浓度为17%的氯化铵水池中浸泡20分钟，取出用水清洗后放入35℃的烘干房烘干处理3小时，然后再放入石英粉浆中浸泡2分钟，取出置入40目的石英砂堆中，将石英砂均匀的涂抹在铸造蜡模上，再把铸造蜡模放入浓度为17%的氯化铵水池中浸泡20分钟，然后进行干燥处理，完成对铸造蜡模的一次沾砂，备用；
步骤四、把耐火粘土与水玻璃按0.8：1的重量份数进行混合，得到浸泡料浆，然后将步骤三完成一次沾砂的铸造蜡模放入浸泡料浆中浸泡2分钟后，取出置入16目的铝砂堆中，将铝砂均匀的涂抹在铸造蜡模表面，再把铸造蜡模放入浓度为28%的氯化铝水池中浸泡27分钟，取出用水清洗后进行干燥处理，然后按照本步骤中的方法将铸造蜡模重复进行两次浸泡料浆、涂抹铝砂和氯化铝水池浸泡的工序，完成对铸造蜡模的二次沾砂；
步骤五、将步骤四完成二次沾砂的铸造蜡模放入脱蜡水池进行脱蜡处理，脱蜡水池内通入高温蒸气使水温保持在98℃，铸造蜡模浸泡45分钟后取出，得到铝砂模具；
步骤六、将铝砂模具放入焙烧炉内焙烧至950℃时取出埋在12目的沙堆中，待铝砂模具冷却至500℃后，从铝砂模具的浇口注入1530℃的钢水，在沙堆中冷却至200℃取出，清除铸件表面的铝砂模具，得到毛坯铸件；
步骤七、用氧气和乙炔的切割气枪将浇口件从毛坯铸件上切割分离，然后对毛坯铸件进行修整处理，将毛坯铸件在870℃的温度下进行退火2.5小时，降温至420℃后取出进行抛圆处理，得到铸件，并进行分类，完成铸件的加工；
本实施例的水玻璃的浓度可选择35%
实施例四
本实施例以加工刀型阀阀体铸件为例，如下：
一种整体铸件的蜡模成型工艺，工艺步骤如下：
步骤一、将蜡料放入搅拌机内，加热到47℃，搅拌成糊状，然后将糊状的蜡料以3.5个大气压的压力注入铝模模具，分别进行刀型阀阀体蜡模和浇口件蜡模的浇注，常温冷却45分钟，然后再将刀型阀阀体蜡模和浇口件蜡模脱模后放入水池内冷却至25℃，取出备用；
步骤二、对步骤一制成的刀型阀阀体蜡模进行修整，然后用150℃的烫刀将浇口件蜡模与刀型阀阀体蜡模粘合在一起，得到阀体蜡模，备用；
步骤三、将水玻璃与石英粉按1：0.8的重量份数进行混合，得到石英粉浆，然后将阀体蜡模放入石英粉浆中浸泡2分钟后，取出置入55目的石英砂堆中，将石英砂均匀的涂抹在阀体蜡模表面，再把阀体蜡模放入浓度为16%的氯化铵水池中浸泡17分钟，取出用水清洗后放入28℃的烘干房烘干处理2小时，然后再放入石英粉浆中浸泡1.5分钟，取出置入30目的石英砂堆中，将石英砂均匀的涂抹在阀体蜡模上，再把阀体蜡模放入浓度为16%的氯化铵水池中浸泡17分钟，然后进行干燥处理，完成对阀体蜡模的一次沾砂，备用；
步骤四、把耐火粘土与水玻璃按0.8：1的重量份数进行混合，得到浸泡料浆，然后将步骤三完成一次沾砂的阀体蜡模放入浸泡料浆中浸泡1分钟后，取出置入12目的铝砂堆中，将铝砂均匀的涂抹在阀体蜡模表面，再把阀体蜡模放入浓度为26%的氯化铝水池中浸泡25分钟，取出用水清洗后进行干燥处理，然后按照上述方法将阀体蜡模重复进行两次浸泡料浆、涂抹铝砂和氯化铝水池浸泡的工序，完成对阀体蜡模的二次沾砂；
步骤五、将步骤四完成二次沾砂的阀体蜡模放入脱蜡水池进行脱蜡处理，脱蜡水池内通入高温蒸气使水温保持在95℃，阀体蜡模浸泡40分钟后取出，得到铝砂阀体模具；
步骤六、将铝砂阀体模具放入焙烧炉内焙烧至900℃时取出埋在10目的沙堆中，待铝砂阀体模具冷却至400℃后，从铝砂阀体模具的浇口注入1500℃的钢水，在沙堆中冷却至110℃取出，清除铸件表面的铝砂阀体模具，得到阀体毛坯铸件；
步骤七、用氧气和乙炔的切割气枪将浇口件从阀体毛坯铸件上切割分离，然后对阀体毛坯铸件进行抛圆、补焊、打磨处理，再将阀体毛坯铸件在840℃的温度下进行退火2小时，降温至400℃后取出进行抛圆处理，得到刀型阀阀体；
本实施例的水玻璃的浓度可选择33%。
Claims (1)
1.一种整体铸件的蜡模成型工艺，其特征在于：工艺步骤如下：
步骤一、将蜡料放入搅拌机内，加热到45-48℃，搅拌成糊状，然后将糊状的蜡料以3.5个大气压的压力注入铝模模具，分别进行铸件体蜡模和浇口件蜡模的浇注，常温冷却30-60分钟，然后再将铸件体蜡模和浇口件蜡模脱模后放入水池内冷却至22-27℃，取出备用；
步骤二、对步骤一制成的铸件体蜡模进行修整，然后用150℃的烫刀将浇口件蜡模与铸件体蜡模粘合在一起，得到铸造蜡模，备用；
步骤三、将水玻璃与石英粉按1：0.8的重量份数进行混合，得到石英粉浆，然后将铸造蜡模放入石英粉浆中浸泡1-3分钟后，取出置入40-70目的石英砂堆中，将石英砂均匀的涂抹在铸造蜡模表面，再把铸造蜡模放入浓度为15-17%的氯化铵水池中浸泡15-20分钟，取出用水清洗后放入20-35℃的烘干房烘干处理1-3小时，然后再放入石英粉浆中浸泡1-2分钟，取出置入20-40目的石英砂堆中，将石英砂均匀的涂抹在铸造蜡模上，再把铸造蜡模放入浓度为15-17%的氯化铵水池中浸泡14-20分钟，然后进行干燥处理，完成对铸造蜡模的一次沾砂，备用；
步骤四、把耐火粘土与水玻璃按0.8：1的重量份数进行混合，得到浸泡料浆，然后将步骤三完成一次沾砂的铸造蜡模放入浸泡料浆中浸泡1-2分钟后，取出置入8-16目的铝砂堆中，将铝砂均匀的涂抹在铸造蜡模表面，再把铸造蜡模放入浓度为24-28%的氯化铝水池中浸泡22-27分钟，取出用水清洗后进行干燥处理，然后按照上述方法将铸造蜡模重复进行两次浸泡料浆、涂抹铝砂和氯化铝水池浸泡的工序，完成对铸造蜡模的二次沾砂；
所述的耐火粘土为软质粘土；
步骤五、将步骤四完成二次沾砂的铸造蜡模放入脱蜡水池进行脱蜡处理，脱蜡水池内通入高温蒸气使水温保持在90-98℃，铸造蜡模浸泡35-45分钟后取出，得到铝砂模具；
步骤六、将铝砂模具放入焙烧炉内焙烧至850-950℃时取出埋在8-12目的沙堆中，待铝砂模具冷却至300-500℃后，从铝砂模具的浇口注入1470-1530℃的钢水，在沙堆中冷却至20-200℃取出，清除铸件表面的铝砂模具，得到毛坯铸件；
步骤七、用氧气和乙炔的切割气枪将浇口件从毛坯铸件上切割分离，然后对毛坯铸件进行修整处理，将毛坯铸件在800-870℃的温度下进行退火1.5-2.5小时，降温至380-420℃后取出进行抛圆处理，得到铸件；
所述的水玻璃，其浓度为31%—35%。
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