CN102366818A - 一种集装箱用全自动锁锁壳的消失模铸造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集装箱用全自动锁锁壳的消失模铸造方法，首先用发泡材料做成铸件形状，并组成模簇，放入砂箱内用无粘结剂的干砂振动造型，利用真空负压使充填型腔的干砂具有足够的强度，再熔炼浇注，最终从没有残留强度的型砂中取出铸件，正火后喷丸处理得到成品。本发明中的泡沫发气量可通过真空系统集中处理，铸件容易从砂箱内取出，型砂可重复使用，生产过程中多个环节适合机械化生产，涂料使用可根据产品情况控制使用量，总体生产成本可以降低。

Description

一种集装箱用全自动锁锁壳的消失模铸造方法

 

技术领域

本发明涉及一种铸造方法，具体是一种集装箱用全自动锁锁壳的消失模铸造方法。

背景技术

    集装箱用全自动锁采用上、下锁壳结构，其材质为铸钢，现有的加工方法一直采用的是熔模铸造工艺。熔模铸造工艺的生产流程见图1，该工艺的特点是利用蜡料的加热融化原理，先制成蜡模，再制成砂型壳模，然后将蜡料重融得到型腔，再焙烧浇注获取铸件。从流程可以看出，熔模铸造存在工序多而复杂、不适合机械化生产、制模劳动强度大、生产效率低、对环境有污染、干砂不能重复使用及需要焙烧消耗燃料等缺陷，造成资源浪费、生产成本高，而且壳模容易存在缺陷，在浇注中会发生跑火、杂质易混入、焙烧温度难控制、经常发生壳模人为损坏、人工浇注劳动强度大，安全系数低，浇注完的壳模残留强度高需要专门的除壳工序等。造成其工艺不利的原因主要是需要重复制壳达到足够的厚度才能承受浇注过程中的高温及浇注冲击，壳模必须焙烧等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种针对集装箱用全自动锁锁壳的消失模铸造方法，该方法适于大规模机械化生产，浇注合格率高，且没有焙烧工序，消除了焙烧时产生的烟气对环境的污染。

本发明所述的集装箱用全自动锁锁壳的消失模铸造方法，其包括以下步骤：

1）使用专用EPS发泡塑料粒制造与锁壳形状对应的白模；

2）将单个白模粘结成片状的白模蔟组；

3）将棕刚玉水基涂料的粘度用软水调整到35～40秒；

 4）用浸涂的方法将片状的白模蔟组插入涂料内，直至全部白模完全浸入，然后轻轻将蔟组拉出，浸完第一层后放入干燥室内干燥，干燥室要求通风良好，湿度在30～35%，温度在65～70℃，干燥时间不得少于24小时；

5）按步骤4）重复浸涂第二层涂料；

6）将石英砂加入砂箱内，该石英砂要求20～40目,SiO                                               

含量≥98%，角形系数≤1.2，颗粒集中度≥85%，含水量≤0.01%，含泥量≤0.2%，底层型砂厚度100mm，然后放入步骤5）制备的白模蔟组进行振实造型；

7）将造型完成的砂型移动到浇注位置，接上真空系统，负压范围在0.04～0.056MPa，抽真空6～8分钟后待浇注； 

8）将熔炼除渣合格的钢水在1500～1550℃时浇注到砂型内，浇注时间在20秒以内，浇注后继续保持负压5分钟化学成分要求：C≤0.22%,Si≤0.80%,Mn≤1.50%,P≤0.04%,S≤0.04%,，Cr≤0.50%,Ni≤0.50%，其余为Fe；

 9）待冷却后落砂，取出铸件；

10）切割分离铸件上的各锁壳单件，分拣打磨；

11）对分割后的锁壳单件进行正火处理；

12）对正火处理后的锁壳单件进行抛丸处理，清理后即得集装箱用全自动锁锁壳成品。

上述步骤1）使用铸造专用EPS发泡塑料粒制造与锁壳形状对应的白模的具体过程为：

1.1）选用直径为φ0.2～0.4mm之间的EPS发泡塑料粒；

1.2）用38～60发泡倍数的发泡机对选用的EPS发泡塑料粒进行预发泡，预发泡后形成发泡珠粒，发泡直径控制在23～28克/500ml范围内；发泡机预热温度在100-120℃，预热时间以手感发泡机筒体温度均匀为宜，进汽蒸汽压力控制在0.2～0.3MPa之间，周期时间1.7分钟；

1.3）将预发泡完成的发泡珠粒在熟化仓内熟化8～24小时，环境温度25～30℃，通风良好，空气中湿度控制在40%以下；

1.4）用0.6～0.7MPa的压缩空气将发泡珠粒注入锁壳模具内，经过0.2～0.3MPa的蒸汽再次发泡膨胀、通水冷却使成形的白模，再用压缩空气将白模从模具内吹出；

1.5）将白模在50～55℃的室内干燥15～24小时。

上述步骤3）最好采用7号粘度杯调整棕刚玉水基涂料的粘度。

上述步骤6）最好采用雨淋式加砂，振实时间为6分钟。

上述步骤9）落砂后的旧砂可以通过回用系统处理后重复使用。

上述步骤11）正火处理的加热温度为800～850℃，之后保温3小时，随炉冷却至600℃以下时出炉空冷至室温。

本发明具有以下有益效果：

1、由于减少了工艺步骤，降低了制壳、浇注过程中的劳动强度，大大提高劳动生产率。

2、型砂可重复使用，减少了资源损耗。

3、取消了焙烧工序，降低对环境的污染，实现绿色生产。

4、产品中杂质减少，质量提高（因为没有熔模铸造中的模壳焙烧、搬运、填砂保温等环节，避免了操作中人为造成将砂子、模壳等带入的机会）。

5、不仅适合SCW480、ZG45、42CrMo等多种材质，而且可以大小件都可以生产，适用性强，。

6、由于效率提高，生产环节减少，需要的生产员工数大大减少，产品质量提高等，因而可有效降低生产成本。

7、工作环境改善，免除浇注中员工搬运模壳直接浇注面对高温钢水，发生钢水飞溅烫伤、高温熏烤易导致不测等可能，安全事故的几率大大降低。

附图说明

图1为现有熔模铸造工艺的流程图，

图2是本发明的流程图；

图3是单个白模成组的结构图。

具体实施方式

    以下结合实施例对本发明进行详细描述。

    实施例1：

1、使用直径为φ0.2mm的消失模铸造专用EPS发泡塑料粒，该EPS发泡材料是无锡市兴达泡塑新材料有限公司生产的XJ501型。

2、用38发泡倍数的预发泡机进行预发泡，发泡直径控制在23～25克/500ml范围内。系统预热温度100℃左右，预热时间以手感发泡机筒体温度均匀为宜，进汽气蒸汽压力控制在0.2～0.3MPa之间，周期时间1.7分钟。

3、将预发泡完成的发泡珠粒在熟化仓内熟化8小时，环境温度25～30℃，通风良好，空气中湿度控制在40%以下。

4、用0.6MPa左右的压缩空气将发泡珠粒注入模具内，经过蒸汽再次发泡膨胀、通水冷却使白模成形，再用压缩空气将白模从模具内吹出。蒸汽压力为0.2～0.3MPa之间。

5、将白模在50～55℃的室内干燥15小时。

6、用粘结胶水将单个白模按照图3方案粘结牢固。

7、将专用棕刚玉水基涂料粘度用软水调整到35～40秒（用7号粘度杯）。该涂料是上海市机械制造工艺研究所铸造分所生产ZST-SY-810型。

8、用浸涂的方法将片状的白模蔟组插入涂料内，直至全部白模完全浸入，然后轻轻将蔟组拉出，浸完第一层后放入干燥室内干燥。

9、在通风良好，湿度在30～35%，温度在65～70℃的室内干燥，时间不得少于24小时。按同样的方法浸涂第二层涂料。

10、将石英砂（20-40目,SiO

含量≥98%，角形系数≤1.2，颗粒集中度≥85%，含水量≤0.01%，含泥量≤0.2%）加入1000X1200X1000的砂箱内，底层型砂厚度100mm，然后放入干燥合格的白模蔟组进行振实造型，用雨淋式加砂，振实6分钟。

11、将造型完成的砂型移动到浇注位置，接上真空系统，负压范围在0.04～0.05MPa，抽真空6～7分钟后待浇注。

12、将熔炼除渣合格的钢水在1520～1550℃时浇注到砂型内，浇注时间在21秒以内。浇注后负压持续时间5分钟。同时浇注拉力棒。钢水化学成分要求：C≤0.22%,Si≤0.80%,Mn≤1.50%,P≤0.04%,S≤0.04%,Cr≤0.50%,Ni≤0.50%，其余为Fe。

13、冷却30分钟后落砂取出铸件和拉力棒。旧砂通过回用系统处理后重复使用。

14、用乙炔氧气火焰将铸件割成整板单件（含拉力棒），然后用专机将铸件从浇道上切除下来。

15、对铸件进行分检，按正品、修补品、打磨品、废品分类处理。

16、将铸件和拉力棒做正火热处理，加热温度800～850℃，保温3小时，随炉冷却至600℃以下时出炉空冷。拉力棒做机械性能试验，抗拉强度≥480 MPa，屈服强度≥275 MPa，延伸率≥20%。

17、抛丸30分钟，清理后即得集装箱用全自动锁锁壳成品。

 

实施例2：

1、使用直径为0.3mm的消失模铸造专用EPS发泡塑料粒。

2、用50发泡倍数的预发泡机进行预发泡，发泡直径控制在25～28克/500ml范围内。系统预热温度120℃左右，预热时间以手感发泡机筒体温度均匀为宜，进汽气蒸汽压力控制在0.2～0.3MPa之间，周期时间1.7分钟。

3、将预发泡完成的发泡珠粒在熟化仓内熟化15小时，环境温度25～30℃，通风良好，空气中湿度控制在40%以下。

4、用0.65 MPa的压缩空气将发泡珠粒注入模具内，经过蒸汽再次发泡膨胀、通水冷却使白模成形，再用压缩空气将白模从模具内吹出。蒸汽压力为0.2～0.3MPa之间。

5、将白模在50～55℃的室内干燥20小时。

6、用粘结胶水将单个白模成组粘结牢固。

7、将专用棕刚玉水基涂料粘度用软水调整到30～40秒（用7号粘度杯）。

8、用浸涂的方法将片状的白模蔟组插入涂料内，直至全部白模完全浸入，然后轻轻将蔟组拉出，浸完第一层后放入干燥室内干燥。

9、在通风良好，湿度在30～35%，温度在65～70℃的室内干燥，时间不得少于24小时。按同样的方法浸涂第二层涂料。

10、将石英砂（20-40目,SiO

含量≥98%，角形系数≤1.2，颗粒集中度≥85%，含水量≤0.01%，含泥量≤0.2%）加入1000X1200X1000的砂箱内，底层型砂厚度100mm，然后放入干燥合格的白模蔟组进行振实造型，用雨淋式加砂，振实6分钟。

11、将造型完成的砂型移动到浇注位置，接上真空系统，负压范围在0.04～0.05MPa，抽真空7～8分钟后待浇注。

12、将熔炼除渣合格的钢水在1510～1530℃时浇注到砂型内，浇注时间在21秒以内。负压持续时间5分钟。同时浇注拉力棒。钢水化学成分要求：C≤0.22%,Si≤0.80%,Mn≤1.50%,P≤0.04%,S≤0.04%,Cr≤0.50%,Ni≤0.50%，其余为Fe。

13、冷却30分钟后落砂取出铸件和拉力棒。旧砂通过回用系统处理后重复使用。

14、用乙炔氧气火焰将铸件割成整板单件（含拉力棒），然后用专机将铸件从浇道上切除下来。

15、对铸件进行分检，按正品、修补品、打磨品、废品分类处理。

16、将铸件和拉力棒做正火热处理，加热温度800～850℃，保温3小时，随炉冷却至600℃以下时出炉空冷。拉力棒做机械性能试验，抗拉强度≥480 MPa，屈服强度≥275 MPa，延伸率≥20%。

17、抛丸30分钟，清理后即得集装箱用全自动锁锁壳成品。

 

实施例3：

1、使用直径为φ0.4mm的消失模铸造专用EPS发泡塑料粒。

2、用60发泡倍数的预发泡机进行预发泡，发泡直径控制在24～26克/500ml范围内。系统预热温度110℃左右，预热时间以手感发泡机筒体温度均匀为宜，进汽气蒸汽压力控制在0.2～0.3MPa之间，周期时间1.7分钟。

3、将预发泡完成的发泡珠粒在熟化仓内熟化24小时，环境温度25～30℃，通风良好，空气中湿度控制在40%以下。

4、用0.7MPa的压缩空气将发泡珠粒注入模具内，经过蒸汽再次发泡膨胀、通水冷却使白模成形，再用压缩空气将白模从模具内吹出。蒸汽压力为0.2～0.3MPa之间。

5、将白模在50～55℃的室内干燥24小时。

6、用粘结胶水将单个白模成组粘结牢固。

7、将专用棕刚玉水基涂料粘度用软水调整到35～40秒（用7号粘度杯）。

8、用浸涂的方法将片状的白模蔟组插入涂料内，直至全部白模完全浸入，然后轻轻将蔟组拉出，浸完第一层后放入干燥室内干燥。

9、在通风良好，湿度在30～35%，温度在65～70℃的室内干燥，时间不得少于24小时。按同样的方法浸涂第二层涂料。

10、将石英砂（20-40目,SiO

含量≥98%，角形系数≤1.2，颗粒集中度≥85%，含水量≤0.01%，含泥量≤0.2%）加入1000X1200X1000的砂箱内，底层型砂厚度100mm，然后放入干燥合格的白模蔟组进行振实造型。用雨淋式加砂，振实6分钟。

11、将造型完成的砂型移动到浇注位置，接上真空系统，负压范围在0.04～0.05MPa，抽真空5～7分钟后待浇注。

12、将熔炼除渣合格的钢水在1530～1550℃时浇注到砂型内，浇注时间在21秒以内。负压持续时间5分钟。同时浇注拉力棒。钢水化学成分要求：C≤0.22%,Si≤0.80%,Mn≤1.50%,P≤0.04%,S≤0.04%,Cr≤0.50%,Ni≤0.50%，其余为Fe。

13、冷却30分钟后落砂取出铸件和拉力棒。旧砂通过回用系统处理后重复使用。

14、用乙炔氧气火焰将铸件割成整板单件（含拉力棒），然后用专机将铸件从浇道上切除下来。

15、对铸件进行分检，按正品、修补品、打磨品、废品分类处理。

16、将铸件和拉力棒做正火热处理，加热温度800～850℃，保温3小时，随炉冷却至600℃以下时出炉空冷。拉力棒做机械性能试验，抗拉强度≥480 MPa，屈服强度≥275 MPa，延伸率≥20%。

17、抛丸30分钟，清理后即得集装箱用全自动锁锁壳成品。

上述这些实施方式仅用于说明本发明，但并不限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (6)

1.一种集装箱用全自动锁锁壳的消失模铸造方法，其特征在于包括以下步骤：

1）使用铸造专用EPS发泡塑料粒制造与锁壳形状对应的白模；（EPS发泡材料是无锡市兴达泡塑新材料有限公司生产的XJ501粒径φ0.2～0.4mm专用材料）

2）将单个白模粘结成片状的白模蔟组；

3）将棕刚玉水基涂料的粘度用软水调整到35～40秒；（涂料是上海市机械制造工艺研究所铸造分所生产ZST-SY-810）

4）用浸涂的方法将片状的白模蔟组插入涂料内，直至全部白模完全浸入，然后轻轻将蔟组拉出，浸完第一层后放入干燥室内干燥，干燥室要求通风良好，湿度在30～35%，温度在65～70℃，干燥时间不得少于24小时；

5）按步骤4）重复浸涂第二层涂料；

6）将石英砂加入砂箱内，该石英砂要求20～40目,SiO                                               

含量≥98%，角形系数≤1.2，颗粒集中度≥85%，含水量≤0.01%，含泥量≤0.2%，底层型砂厚度100mm，然后放入步骤5）制备的白模蔟组进行振实造型；

7）将造型完成的砂型移动到浇注位置，接上真空系统，负压范围在0.04～0.05MPa，抽真空6～8分钟后待浇注；

 8）将熔炼除渣合格的钢水在15070～1550℃时浇注到砂型内，浇注时间在20秒以内，浇注后继续保持负压5分钟，化学成分要求：C≤0.22%,Si≤0.80%,Mn≤1.50%,P≤0.04%,S≤0.04%,Cr≤0.50%,Ni≤0.50%，其余为Fe；

 9）待冷却后落砂，取出铸件；

10）切割分离铸件上的各锁壳单件，分拣打磨；

11）对分割后的锁壳单件进行正火处理；

12）对正火处理后的锁壳单件进行抛丸处理，清理后即得集装箱用全自动锁锁壳成品。

2.根据权利要求1所述的集装箱用全自动锁锁壳的消失模铸造方法，其特征在于步骤1）使用专用EPS发泡塑料粒制造与锁壳形状对应的白模，具体过程为：

1.1）选用直径为φ0.2～0.4mm之间的EPS发泡塑料粒；

1.2）用38～60发泡倍数的发泡机对选用的EPS发泡塑料粒进行预发泡，预发泡后形成发泡珠粒，发泡直径控制在23～28克/500ml范围内；发泡机预热温度在100-120℃，预热时间以手感发泡机筒体温度均匀为宜，进汽蒸汽压力控制在0.2～0.3MPa之间，周期时间1.7分钟；

1.3）将预发泡完成的发泡珠粒在熟化仓内熟化8～24小时，环境温度25～30℃，通风良好，空气中湿度控制在40%以下；

1.4）用0.6～0.7MPa的压缩空气将发泡珠粒注入锁壳模具内，经过0.2～0.3MPa的蒸汽再次发泡膨胀、通水冷却使成形的白模，再用压缩空气将白模从模具内吹出；

1.5）将白模在50～55℃的室内干燥15～24小时。

3.根据权利要求1或2所述的集装箱用全自动锁锁壳的消失模铸造方法，其特征在于步骤3）采用7号粘度杯调整棕刚玉水基涂料的粘度。

4.根据权利要求1或2所述的集装箱用全自动锁锁壳的消失模铸造方法，其特征在于步骤6）采用雨淋式加砂，振实时间为6分钟。

5.根据权利要求1或2所述的集装箱用全自动锁锁壳的消失模铸造方法，其特征在于步骤9）落砂后的旧砂通过回用系统处理后重复使用。

6.根据权利要求1或2所述的集装箱用全自动锁锁壳的消失模铸造方法，其特征在于步骤11）正火处理的加热温度为800～850℃，之后保温3小时，随炉冷却至600℃以下时出炉空冷至室温。

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