CN102451904B - 离心式空压机机体铸件的铸造方法 - Google Patents

Abstract

离心式空压机机体铸件的铸造方法，其步骤包括混砂、造型、制芯、合型、炉料熔炼、出铁孕育处理、浇注、冷却、开箱、铸件清理、产品质量检验。本发明设计了多个砂芯来组成整个铸件，并采用多条薄片式内浇道分散浇注的方式完成整个铸件的浇注。铸件的机械性能要满足抗拉强度≥250MPa，本体硬度170～230HBS。产品内部不存在任何铸造缺陷。

Description

离心式空压机机体铸件的铸造方法

技术领域

本发明涉及一种铸造方法，特别是一种空调行业用离心式空压机机体铸件的铸造方法。

背景技术

离心式空压机机体是大型场馆用空调的空气压缩机的关键零部件，该零部件在机械设计上将齿轮传动部分和涡轮增压部分合二为一，达到了紧凑结构的效果。该机体铸件涡轮增压部分为高压空气提供存储空间，在较高的气体压力下工作，因此要求铸件有致密的组织结构和较强的耐压耐热性能。灰铸铁具备的优良特性，如极佳的抗震性能、导热性能，使之非常适合作为大型机械机体的主要材质，因而该离心式空压机机体铸件采用灰铸铁HT250牌号，其机械性能要满足抗拉强度≥250Mpa，本体硬度170～230HBS。且不允许铸件各部位有任何铸造缺陷存在。该产品的技术指标特点为：

1.离心式空压机机体设计壁厚最薄处20mm，最厚处超过100mm，壁厚极其不均匀，给铸件的凝固补缩造成很大困难。

2.铸件将齿轮箱体和涡轮增压器结合为一体，结构极为复杂，要求多个砂芯相配合，给前期的工艺设计提出了较高的要求。

3.该部件要求有良好的表面质量，尤其要保证铸件内腔表面光滑，避免存在粘砂、毛刺等缺陷。

4.该铸件为密封部件，内部储存齿轮润滑油和高压气体，因此铸件内部不得存在任何缺陷，才能达到防渗耐压的要求。

因此如何满足上述技术要求，成为成功铸造该离心式空压机机体的关键。

发明内容

本发明的目的是提供一种离心式空压机机体的铸造方法，以使生产出的离心式空压机机体铸件能够满足上述技术要求。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

离心式空压机机体的铸造方法，其步骤包括混砂、造型、制芯、合型、炉料熔炼、出铁孕育处理、浇注、冷却、开箱、铸件清理、产品质量检验；其中，所述炉料熔炼步骤包括炉料配置及熔炼，炉料配置的重量百分比为：生铁10～30％、回炉料30～60％、废钢10～60％；中频感应电炉熔炼，熔炼时过热温度1450～1550℃，出炉温度1370～1460℃；所述浇注采用多条内浇道分散浇注，铁液从直浇道进入后经过下方有陶瓷过滤网的过滤器流入横浇道，最后经由对应曲轴轴承孔的15#砂芯的两个芯头上各五道薄片状内浇道及分型面上的两条内浇道进入型腔，以达到分散热量且快速充满型腔的浇注效果，也避免了内浇口位置可能出现的缩松；在对应铸件上型顶面法兰位置及底脚位置分别设置保温冒口，最大限度的对整个铸件进行补缩。

在造型、制芯过程中，对应空压机机体铸件两个底脚的上型10#、11#砂芯，对应空压机机体铸件顶面法兰的上型14#砂芯，对应空压机机体铸件观察润滑油孔的上型13#砂芯，对应空压机机体铸件加油孔的12#砂芯在吊芯时采用螺丝紧固的方式固定在上型，避免了翻箱合型时砂芯的移动，有效地保证了铸件内腔的尺寸精度。

所述的出铁孕育处理工序包括出铁后硅铁孕育剂两次孕育过程；所述的孕育剂两次孕育即出铁前在包底加入铁液总重量0.2～0.5％的硅铁孕育剂，随后在出完铁液后，进行第二次孕育，将0.2～0.5％的硅铁孕育剂加到包面并进行搅拌扒渣；所用硅铁孕育剂的粒度为3～25mm，硅铁孕育剂的成分重量百分比为Si 72～75％、Al 0.4～1.5％、Ca 0.4～1.0％及Fe余量。

所述的浇注步骤中，铁液经过孕育处理后，铁液的浇注温度在1330～1390℃；最后铸件产品的化学成分重量百分比为：C 2.8～3.2％、Si1.8～2.2％、Mn 0.9～1.1％、P≤0.15％、S≤0.12％、Sn 0.04～0.06％及Fe余量。

所述的经以上的熔炼孕育处理使浇注后的产品具有珠光体＞95％、石墨形态A型、石墨长度3～5级的金相组织，以保证产品的机械性能要求。

在横浇道过滤器内放置泡沫陶瓷过滤片来过滤铁液，去除铁液中的杂质，防止产品产生夹渣缺陷。

在造型步骤的涂料工序中，采用流涂工艺，即采用涂料流过型腔表面的形式上涂料。

本发明的有益效果是：

本发明在工艺设计上采用铁液由十二道薄片式内浇道分散注入的方式，达到了快速平稳充型的效果；同时由于内浇道设计多而薄，有效地分散了热量，避免了内浇道位置常出现的因热量集中而引起的缩松缺陷；上箱砂芯以采用螺丝固定的吊芯方式，可以使砂芯更加紧固，极好的保证型腔的尺寸；流涂方式有效地避免了传统刷涂的刷痕，保证了优良的表观质量。

采用本发明所述的铸造方法后，生产出的离心式空压机机体铸件抗拉强度≥250Mpa，本体硬度170～230HBS。铸件各部位没有任何铸造缺陷存在，完全符合客户的技术要求。

附图说明

图1为本发明空调离心式空压机机体铸件的正视图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1的后视图。

图4为图2的左视图。

图5为图2的后视图。

图6为图2的A-A剖视图。

具体实施方式

实施例1

参见图1～图6，本发明涉及一种空调行业用于大型场馆的离心式空压机机体铸件的铸造方法，包括如下步骤：

1、混砂、造型及制芯

空调离心式空压机机体铸件采用自动混砂机混制呋喃树脂自硬砂后进行造型和制造1～15#砂芯。造型前在上模规定位置放置保温冒口21及排气片，然后进行填砂、紧实、起模、修型，并进行刷涂料及表面烧干处理。接着制造1～15#十五个砂芯1～15，并进行刷涂料及表面烘干后放置备用。

2、合型

在上、下砂型中按顺序下入1#～15#砂芯1～15，在过滤器中放置陶瓷过滤网两片；吹净上下型内的浮砂后，吊转上型进行合型并用螺栓紧箱后等待浇注。

3、炉料熔炼

先配置炉料，炉料的组成重量百分比为：生铁30％、回炉料30％、废钢40％，

然后将配置好的炉料依次序投入中频感应电炉中进行铁液熔炼，熔炼时过热温度为1500℃，静置保温5～10分钟，让铁液中的杂质充分漂浮上来，用除渣剂覆盖后将炉渣扒到炉外，防止杂质留存在铁液中，之后降至熔炼温度保温并进行成分调整。

4、出铁孕育处理

包括硅铁孕育剂两次孕育处理。铁液出炉温度为1430℃，出铁前在包底加入铁液总重量0.3％的硅铁孕育剂，随后在出完铁液后，进行第二次孕育，将0.3％的硅铁孕育剂加到包面并进行搅拌扒渣，最后盖上保温覆盖剂去进行浇注。其中硅铁孕育剂的化学成分重量百分比为：Si 74％、Ca 0.6％、Al 0.4％及Fe余量，硅铁孕育剂的粒度为3～25mm。

5、浇注

铁液的浇注温度为1380℃。铁液由浇口杯浇入后，经过直浇道16进入放有泡沫过滤网的过滤器20，挡住了铁液中的杂质，降低了铸件产生夹渣缺陷的可能。另外铁液经过过滤片后，减缓了铁液的流速，减轻了铁液对铸型的冲击力，从而降低了冲砂的可能。铁液随后流入横浇道17，最后经由15#砂芯两个芯头上各五道薄片状内浇道18及分型面上的两条内浇道19进入型腔，以达到分散热量且快速充满型腔的浇注效果，也避免了内浇口位置可能出现的缩松。最终铸件产品的化学成分总量百分比为：C3.05％、Si 2.06％、Mn 1.03％、P 0.042％、S 0.056％、Sn 0.055及Fe余量。

6、冷却开箱

7、铸件清理

8、质量检验

检验不合格的产品做淘汰报废处理，合格的进入铸件合格品仓库暂存。

表1本发明实施实例的主要工艺参数

实施例2～5的工艺过程同实施例一，不再阐述。

采用本发明所述的铸造方法后，铸件毛重1180kg，浇冒口重184kg，工艺出品率为84.4％，极大限度的降低了能源的浪费，很好的为公司创造了经济效益。产品的材料牌号为灰铸铁HT250，产品的机械性能检验结果：抗拉强度280Mpa，本体硬度176～191HBS；铸件产品金相组织检测结果为：珠光体98％、碳化物＜0.3％，A型石墨，等级为4级；产品的化学成分检测结果：C 3.05％、Si 2.06％、Mn 1.03％、P 0.042％、S 0.056％、Sn 0.055％及Fe余量；铸件产品经超声波缺陷检测结果没有任何铸造缺陷。铸件产品完全满足客户的技术条件要求。

Claims (6)

1.离心式空压机机体的铸造方法，其步骤包括混砂、造型、制芯、合型、炉料熔炼、出铁孕育处理、浇注、冷却、开箱、铸件清理、产品质量检验；其特征在于：

所述炉料熔炼步骤包括炉料配置及熔炼，炉料配置的重量百分比为：生铁10～30％、回炉料30～60％、废钢10～60％；中频感应电炉熔炼，熔炼时过热温度1450～1550℃，出炉温度1370～1460℃；

所述浇注采用多条内浇道分散浇注，铁液从直浇道进入后经过下方有陶瓷过滤网的过滤器流入横浇道，最后经由对应空压机机体铸件曲轴轴承孔的15#砂芯的两个芯头上各五道薄片状内浇道及分型面上的两条内浇道进入型腔，以达到分散热量且快速充满型腔的浇注效果，也避免了内浇口位置可能出现的缩松；

在对应铸件上型顶面法兰位置及底脚位置分别设置保温冒口，最大限度的对整个铸件进行补缩；

在造型、制芯过程中，对应空压机机体铸件两个底脚的上型10#、11#砂芯，对应空压机机体铸件顶面法兰的上型14#砂芯，对应空压机机体铸件观察润滑油孔的上型13#砂芯，对应空压机机体铸件加油孔的12#砂芯在吊芯时采用螺丝紧固的方式固定在上型，避免了翻箱合型时砂芯的移动，有效地保证了铸件内腔的尺寸精度。

2.如权利要求1所述的离心式空压机机体的铸造方法，其特征是，所述的出铁孕育处理工序包括出铁后硅铁孕育剂两次孕育过程；所述的孕育剂两次孕育即出铁前在包底加入铁液总重量0.2～0.5％的硅铁孕育剂，随后在出完铁液后，进行第二次孕育，将0.2～0.5％的硅铁孕育剂加到包面并进行搅拌扒渣；所用硅铁孕育剂的粒度为3～25mm，硅铁孕育剂的成分重量百分比为Si72～75％、Al0.4～1.5％、Ca0.4～1.0％及Fe余量。

3.如权利要求1所述的离心式空压机机体的铸造方法，其特征是，所述的浇注步骤中，铁液经过孕育处理后，铁液的浇注温度在1330～1390℃；最后铸件产品的化学成分重量百分比为：C2.8～3.2％、Si1.8～2.2％、Mn0.9～1.1％、P≤0.15％、S≤0.12％、Sn0.04～0.06％及Fe余量。

4.如权利要求1所述的离心式空压机机体的铸造方法，其特征是，所述的经以上的熔炼孕育处理使浇注后的产品具有珠光体＞95％、石墨形态A型、石墨长度3～5级的金相组织，以保证产品的机械性能要求。

5.如权利要求1所述的离心式空压机机体的铸造方法，其特征是，在横浇道过滤器内放置泡沫陶瓷过滤片来过滤铁液，去除铁液中的杂质，防止产品产生夹渣缺陷。

6.如权利要求1所述的离心式空压机机体的铸造方法，其特征是，在造型步骤的涂料工序中，采用流涂工艺，即采用涂料流过型腔表面的形式上涂料。

Images