CN102294461B - V法铸造生产球墨铸铁汽车差速器壳的方法及v法模具 - Google Patents

Abstract

本发明为V法铸造生产球墨铸铁汽车差速器壳的方法及V法模具，其釆用呋喃树脂砂制芯工艺与V法铸造工艺造型相结合，每型箱浇注四件差速器壳.该工艺內外模釆用铝合金模具，工艺设计为，差速器壳上平面凸起有四处支腿形为上型箱，该件外圆形状较为复杂，故外模设计为四方形芯头成形，內模以芯子还原几何形状，模型上设置有排气孔，端头设置直浇道，橫浇道居中，薄片式內浇道进水，茶壶铁水包浇注，浇注吋负压控制在0.045MPa-0.055MPa之间。本发明工艺技术先进，低能低耗，降低了生产成本，质量可靠。

Description

V法铸造生产球墨铸铁汽车差速器壳的方法及V法模具

技术领域

本发明专利涉及汽车零部件差速器壳，尤其是一种V法铸造自动化生产差速器壳的新型先进的工艺方法及V法模具。 

背景技术

差速器壳是汽车构件中重要零部件之一，它对汽车的行驶安全性能起着关键性的作用。V法铸造汽车差速器在全国同行业中属于首创，它比湿型砂和消失模铸造有着技术上的创新和工艺先进性的重大突破。湿型砂铸造差速器壳，因型砂的含水性和添加粘土材料的铸型不透气性，极易在浇注过程中产生铸件气孔及其它诸多缺陷，铸件的外表面质量极差，废品率较高。尔后不少厂家釆用消失模铸造，该工艺一是生产一次性白模成本大，二是在浇注过程中白模的燃烧熔化，其化学气体严重污染环境空气质量，三是由于我国对消失模技术工艺还有许多难题未能攻破，所生产的铸件缺陷较多，正品率不高。 

发明内容

为了克服现有铸造方式生产汽车差速器壳的诸多不足，本发明提供如下技术方案：

V法铸造生产球墨铸铁汽车差速器壳的方法，包括以下工艺：

     釆用呋喃树脂砂制芯工艺；

     釆用內外模型铝合金的V法模具的工艺设计；

     釆用干硅砂V法铸造工艺造型。

作为优选，所述呋喃树脂砂制芯工艺：

    呋喃树脂砂芯使用材料：

    原砂：原砂为经过表面活化处理的擦洗砂，规格为50目-100目；粘结剂：组分为呋喃树脂；固化剂：对甲笨液态璜酸；

    混碾工艺：干燥原砂或配加经处理后的回用砂，经机械设备进入提升机进入混碾设备，混碾时经电气控系统控制，树脂的加入量为原砂量的0.6％-0.8％左右，固化剂的加入量为树脂的48％-52％。

    混碾时间：10s-30s。

    取模与修整：呋喃树脂砂芯经自硬化.取模，经修芯，清除砂芯披缝，并作第一次喷涂醇基涂料；下芯前喷涂第二次涂料，并点燃自干或用喷灯烘烤，以去除砂芯中的残余水份。

V法铸造生产球墨铸铁汽车差速器壳的方法的V法模具：

釆用铝合金模型，分为上模型，下模型，模型上设置有若干的吸气孔吸膜；模型的工艺设计为，差速器壳上平面有四处凸出的支腿形为上型箱；其外圆侧为一倒锥形状，工艺设计为外模为四方形芯头，內模以芯子还原其几何形状，并设置了多个圆形孔排气；上下箱模具安装在有负压抽气室的铁制平板上；

V法模具一型四件，模具安放于平板两外侧，中部设置有橫浇道，端头设置有一￠內径为60-65mm的直浇道，內浇道为薄片型状，分别连接橫浇道与各个模型；模型上型箱还设置有若干￠25-30mm的排气孔。

作为优选，所述干硅砂V法铸造工艺：

使用材料：原砂：原砂为干燥硅砂，规格为70目-140目，辅助材料为： EVA铸造膜为模型面膜，塑料膜为砂箱背膜，凃料：V法专用醇基凃料；

在模型上覆盖一层0.10-0.14mm厚的经加热软化了的EVA铸造膜来加强铸型的密封性能；

在EVA铸造面膜上喷涂一种V法铸造专用醇基涂料来增加铸件抗粘砂性能与抗高温性能；

铸型经雨淋加砂与振动，使干砂获得铸型紧实度；

在铸型上箱顶面，下箱底面覆盖一层0.04-0.06mm厚的塑料膜为背膜，使铸型获得密封及型內的压力差；

下型箱安放呋喃树脂砂芯；

上下型箱合箱紧固；

铸型转运至浇注区域；

铸型待浇负压控制在0.04Mpa-0.05Mpa；

铸型浇注时负压控制在0.045Mpa-0.055MPa之间；

铸型浇注后转换成低负压铸件保温，负压控制在0.035Mpa-0.04MPa之间；

铸件落砂后处理清理。

本工艺的优点：

一是所使用的型砂中不添加水和粘士及其它附着物，既节约了生产成本，又减少了铸型发气量，有效防止了铸件气孔及其它缺陷。

二是V法铸造的核心技术，负压控制可以将铸型中部分化学气体利用抽真空排出型腔外，保证了铸件的品质。

三是V法铸造自动化造型，减少了人工操作的随意性，提高了铸件尺寸的精确性，保证了产品质量。

四是V法铸造工艺为一型四件，可以提高劳动生产率，降低生产成本。

五是V法铸造绿色环保，大大改善了劳动者的生产环境，保障了生产者的身心健康。

本发明的有益效果是，V法铸造汽车差速器壳，一是其生产效率要比其它铸造方式高出许多倍；二是其铸件基体组织致密，是其它铸造方式无法达到的；三是铸件产品外表面之美观，节省了后处理作业量；四是铸件正品率高，保障了产品品质；五是经济环保，符合国家可持续发展的方向。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

    以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

V法模具:V法外模型材质，釆用铝合金制造，经电脑数控机床加工，分为上模型，下模型，模型上设置有众多￠10mm大的铜制吸气塞孔吸膜；模型的工艺设计为，差速器壳上平面有四处凸出的支腿形为上型箱，该件外圆周上下几何形状比较复杂，为一倒锥不规则形状，工艺设计为外模以四方形芯头定位，內模型芯合还原其件几何形状成型；外模型上型箱设置了多个圆形孔￠60mm排气；上下箱模具安装在有负压抽气室的铁制平板上。

V法模具一型四件，模具安装于模底平板的两外侧排列，中间设置一长条形橫浇道，尺寸规格为长1700mmX上宽45mmX下宽55mm，模具中间的端头设置一￠內径为63mm的直浇道，內浇道为薄片型状，分别连接橫浇道与各个模型进水。

V法造型工艺：

       使用材枓：原砂：原砂为干燥擦洗砂，规格为70目-140目，无需添加水和粘结剂及其它附着物；辅助材料：EVA铸造膜，作用为模型上覆盖的面膜；普通农用膜：作用为上型箱顶面，下型箱底面的背膜；涂料：使用V法专用醇基涂料。

使用设备：采用具有自主民族工业品牌，并有国家专利技术的靑岛双星V法铸造全自动化生产造型线机械设备。

V法造型的方法与步骤如下：

       在模型上覆盖一层0.12mm厚的经加热软化了的EVA铸造膜，目的是加强铸型的密封性能→在EVA铸造面膜上喷涂一种V法铸造专用醇基涂料，有利于铸件抗粘砂性能与抗高温性能→铸型经雨淋加砂与振动，使干砂获得铸型紧实度→在铸型上箱顶面，下箱底面覆盖一层0.05mm厚的普通农用膜为背膜，使铸型获得密封及型內的压力差→下型箱需安放呋喃树脂砂芯→上下型箱合箱紧固→铸型转运至浇注区域→铸型待浇负压控制在0.04MPa-0.05MPa之间→铸型浇注时负压控制在0.045MPa-0.055MPa之间→铸型浇注后转换成低负压铸件保温，负压控制在0.035MPa-0.04MPa之间→铸件落砂后处理清理. 

呋喃树脂砂制芯工艺：

    呋喃树脂砂自硬化制芯工艺较之三乙胺法冷芯盒制芯，相对而言要简单，生产效率较高，也可人机配合流水化作业，制造的砂芯尺寸精度高，几何形状也能完整符合产品品质，同时，砂芯在铁液浇注后，溃散性能好，无须人工处理，可自行从铸件内腔溢出，而且铸件表面质量美观。呋喃树脂砂芯其缺陷也显而易见，它的发气量较大，制芯工艺要充分考虑这一点。因汽车差速器壳芯子多，且几何形状复杂，不适合三乙胺法冷芯盒制芯工艺，故而釆用呋喃树脂砂制芯工艺。

呋喃树脂砂芯使用材料：

原砂：原砂为经过表面活化处理的擦洗砂，规格为50目-100目；粘结剂：组分为呋喃树脂；固化剂：对甲笨液态璜酸。

硅砂的粒度选择：呋喃树脂自硬砂制芯工艺中，对芯砂粒度的选择十分重要，因为砂芯的粒度，反映了硅砂的颗粒大小和分布状态。硅砂的粒度越细，树脂的消耗量就越大；反之，硅砂的粒度越粗大，砂芯的孔隔率越大，涂料的消耗量随之增大，生产成本相应提高。所以，在保证铸件不粘砂缺陷前提下，选用50目-100目硅砂制芯是较合理的。

混碾工艺：干燥原砂或配加经处理后的回用砂经机械设备进入提升机进入混碾设备，混碾时经电气控系统控制，按照技术参数配比，树脂的加入量一般为原砂量的0．7％左右，固化剂的加入量为树脂的50％左右。

混碾时间：芯砂的混碾时间越长，自硬砂混凝效果越好。但由于树脂硬化反应的控制，混碾时间的工艺控制为10s-30s。

紧实率的控制：呋喃树脂砂混制好后经长臂螺旋设备送出射砂囗，其树脂砂的流动性能较好，一般情况下，无须作业员工辅助，砂子在芯盒內就能获得良好的紧实率，抗拉.抗弯和抗变形都较好。因此，砂芯的紧实率越高，可以有效减少铸件粘砂和夹砂等缺陷。

取模与修整：呋喃树脂砂芯经自硬化到所需要求，即可取模。取模时只需轻轻敲打铝合金芯盒，砂芯即可完整取出；人工辅之以修芯，清除砂芯披缝，并作第一次喷涂醇基涂料；下芯前喷涂第二次涂料，并点燃自干或用喷灯烘烤，以去除砂芯中的残余水份。

铸件材质：

一种自主研发的球墨铸铁配方，在其它专利申请材料中已有详尽描述，本发明专利不再重复。

铸件浇注：

    铁液浇注温度控制在1360℃-1400℃，铁液浇注时真空负压度控制在0．045MPa-0．055MPa之间。

铸件落砂：差速器壳铸件经保温和自然冷却至300℃之下，铸件才能落砂和转运及其进行抛丸后处理作业。

最后应说明的是：以上所述仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改.等同替换.改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (3)

1.V法铸造生产球墨铸铁汽车差速器壳的方法，其特征在于，包括以下工艺：

     釆用呋喃树脂砂制芯工艺；

     釆用內外模型铝合金的V法模具的工艺设计；

     釆用干硅砂V法铸造工艺造型；

所述呋喃树脂砂制芯工艺：

    呋喃树脂砂芯使用材料：

    原砂：原砂为经过表面活化处理的擦洗砂，规格为50目-100目；粘结剂：组分为呋喃树脂；固化剂：对甲苯液态璜酸；

    混碾工艺：干燥原砂或配加经处理后的回用砂，经机械设备进入提升机进入混碾设备，混碾时经电气控系统控制，树脂的加入量为原砂量的0.6％-0.8％，固化剂的加入量为树脂的48％-52％；

     混碾时间：10s-30s；

     取模与修整：呋喃树脂砂芯经自硬化.取模，经修芯，清除砂芯披缝，并作第一次喷涂醇基涂料；下芯前喷涂第二次涂料，并点燃自干或用喷灯烘烤，以去除砂芯中的残余水份。

2.根据权利要求1所述的V法铸造生产球墨铸铁汽车差速器壳的方法的V法模具，其特征在于：

釆用铝合金模型，分为上模型，下模型，模型上设置有若干的吸气孔吸膜；模型的工艺设计为，差速器壳上平面有四处凸出的支腿形为上型箱；其外圆侧为一倒锥形状，工艺设计为外模为四方形芯头，內模以芯子还原其几何形状，并设置了多个圆形孔排气；上下箱模具安装在有负压抽气室的铁制平板上；

V法模具一型四件，模具安放于平板两外侧，中部设置有橫浇道，端头设置有一￠內径为60-65mm的直浇道，內浇道为薄片型状，分别连接橫浇道与各个模型；模型上型箱还设置有若干￠25-30mm的排气孔。

3.根据权利要求1所述的V法铸造生产球墨铸铁汽车差速器壳的方法，其特征在于，所述干硅砂V法铸造工艺：

使用材料：原砂：原砂为干燥硅砂，规格为70目-140目，辅助材料为：EVA铸造膜为模型面膜，塑料膜为砂箱背膜，凃料：V法专用醇基凃料；

在模型上覆盖一层0.10-0.14mm厚的经加热软化了的EVA铸造膜来加强铸型的密封性能；

在EVA铸造面膜上喷涂一种V法铸造专用醇基涂料来增加铸件抗粘砂性能与抗高温性能；

铸型经雨淋加砂与振动，使干砂获得铸型紧实度；

在铸型上箱顶面，下箱底面覆盖一层0.04-0.06mm厚的塑料膜为背膜，使铸型获得密封及型內的压力差；

下型箱安放呋喃树脂砂芯；

上下型箱合箱紧固；

铸型转运至浇注区域；

铸型待浇负压控制在0.04Mpa-0.05Mpa；

铸型浇注时负压控制在0.045Mpa-0.055MPa之间；

铸型浇注后转换成低负压铸件保温，负压控制在0.035Mpa-0.04MPa之间；

铸件落砂后处理清理。