CN103480805A - 一种铰链梁铸件及其铸造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铰链梁铸件及其铸造工艺，属于铸造、砂型及冶炼浇注技术领域。该铰链梁铸件为环形缸体式结构，主要包括缸体和设置于缸体侧面的十个凸耳，所述凸耳的上端面与缸体的连接处至凸耳外边缘的下部为圆滑过渡，凸耳的外边缘为弧形。其铸造生产工艺采用木型实盘组芯方式，外皮型砂采用水玻璃硅砂，凸耳的耳孔采用铁管芯；凸耳的下部在其外侧采用外冷铁激冷；铸件采取下排气方式；浇注系统水口开设为一道直浇道∮70mm、低返4道内浇道直径∮50mm，钢水罐罐眼直径∮70mm，钢水冶炼采用电炉+LF精炼方式。采取以上铸造工艺方案生产的铰链梁产品成本低且质量优良，达到同行业先进水平。
Description
技术领域
本发明涉及铸造、砂型及冶炼浇注技术领域，具体涉及一种金刚石压机备件铰链梁铸件及其铸造工艺。
背景技术
铰链梁铸件是生产金刚石产品加压装置的重要部件，材质为ZG34Cr2Ni2Mo，结构为环形缸体件，壁厚差很大，尤其是铸件底部与四耳部是受力最大的关键部位，在使用中承受重大载荷，可以达到的最大使用压力为6.0GPa。故该活件不允许有铸造裂纹、砂眼、气孔等铸造缺陷。
现有铰链梁的耳部形状为平台过渡，如图1所示。生产该铸件工艺为：采用木型实盘+组芯的木型工艺，铸造工艺上都是采用水玻璃硅砂造型，十个耳部的圆芯采用树脂铬铁矿砂，水口采用低返2道内水口，浇注钢包灌眼一般都是∮50，上箱多扎排气孔。
上述技术存在如下问题：十个耳部上端面平台部位有集砂或钢渣；内孔下端面粗加工后砂眼缺陷多，必须清理焊补后再精加工，所以影响耳部使用强度；耳部凝固收缩时补缩通道不畅通局部有缩松，在使用时由于受拉应力多从耳部断裂，降低了产品的使用寿命；由于排气的方式大多都是上排气，所以在冒口周围有些气体排不出而造成气孔缺陷。
国内生产铰链梁大多都是专业厂家，生产工艺都是木型实盘组芯；水玻璃硅砂造型，芯砂用树脂铬铁矿砂（该砂种成本高），这样不仅提高了生产成本，还产生了砂眼和裂纹的缺陷；电弧炉冶炼钢水，钢水的纯净度不高；浇注是低返2道水口，浇注速度低，型腔底部的浮砂由于钢水浇注速度低难以上浮，浮砂堆积在铰链梁耳子的下部，造成砂眼、砂气孔等缺陷，影响铸件内部质量降低铰链梁使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种铰链梁铸件及其铸造工艺，采用本发明工艺铸造的铰链梁产品其砂眼、裂纹、气孔等铸造缺陷基本消除，大幅度降低了铸件后期的补焊和打磨，从而提高了生产效率，降低了生产成本，使产品的质量稳步提升，提高了产品使用寿命。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种铰链梁铸件，该铰链梁铸件为环形缸体式结构，主要包括缸体和设置于缸体侧面的十个凸耳，所述凸耳的上端面与缸体的连接处至凸耳外边缘的下部为圆滑过渡，所述凸耳的外边缘为弧形。
一种铰链梁铸件的铸造工艺，包括如下步骤：
（1）造型工艺：
采用木型实盘组芯方式，外皮型砂采用水玻璃硅砂，凸耳的耳孔采用铁管芯，所述铁管壁厚10~15mm，铁管内充填型砂。使用铁管芯可以减少砂芯遇钢水冲刷产生砂眼缺陷，同时铁管也可对接触部位的钢水产生激冷作用从而提高该部位的金属致密度，提高铸件的使用强度。
凸耳的下部在其外侧采用外冷铁激冷，所述外冷铁规格为80×200×60mm。采用冷铁激冷消除了耳部的缩松缺陷，提高了产品的使用寿命，降低了由于使用时耳部受拉应力而从缩松部位产生裂纹的几率。
铸件采取下排气：在中芯内填充草绳、干砂，下箱开设十字交叉的排气道，铁管芯的两侧开气道引至砂箱外侧。这种排气方式减少了气孔缺陷。
（2）冶炼浇注：
浇注系统采用∮70mm直浇道，低返4道∮50mm内浇道，所述内浇道设置于每两组凸耳的中间位置，钢水罐罐眼直径∮70mm，钢液在型腔内上升速度26mm/s，浇注温度1550-1570℃。该浇注工艺中由于水口的开设位置距离耳部较近，且钢水浇注速度快，这样就使铸件底部的浮砂很快上浮，减少了浮砂在耳部的堆积，有效控制了砂眼缺陷。
采用电炉+LF精炼的冶炼方式，提高钢水的纯净度，进而提高了产品的使用性能。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明将十个耳部的平端面改为加宽后圆滑过渡，这样改进后在钢水浇注过程中能将钢液中的悬浮物排出到冒口中，解决了耳部端面的集砂问题。
2、本发明实施后，铰链梁的砂眼、裂纹、气孔等铸造缺陷基本消除，大幅度降低了铸件后期的补焊和打磨，从而提高了生产效率，降低了生产成本，使产品的质量稳步提升，提高了产品使用寿命，得到用户的好评，使铰链梁成为我厂品牌产品。
附图说明
图1为现有铰链梁结构示意图。
图2为本发明铰链梁结构示意图。
具体实施方式
以下通过附图及实施例详述本发明。
图1为现有铰链梁结构示意图，铰链梁为环形缸体式结构，主要包括缸体和设置于缸体侧面的十个凸耳，所述凸耳的上端面设计为平台形式，在钢水浇注过程中该设计导致平台部位有集砂或钢渣，而本发明对凸耳形状进行改进（如图2），将凸耳上端与缸体的连接处至凸耳外边缘的下部改为圆滑过渡，整个凸耳的外边缘为弧形，凸耳的中部加宽。做上述改进后，在钢水浇注过程中能将钢液中的悬浮物排出到冒口中，解决了原有耳部端面的集砂问题。
实施例
本发明铰链梁铸件的铸造工艺如下：
1、造型：
采用木型实盘组芯方式，铸造采用专箱造型，外皮型砂采用水玻璃硅砂，水玻璃硅砂的配比为：原砂硅砂100%+水玻璃7~8%。凸耳的耳孔采用铁管芯，铁管壁厚10~15mm，铁管内充填树脂硅砂，铁管芯的两端用草绳引至箱外作为芯内排气。凸耳的下部在外侧采用外冷铁激冷以达到局部铸造组织致密，外冷铁规格为80×200×60mm。
铸件采取下排气：在中芯内填充草绳、干砂，下箱开设十字交叉的排气道，铁管芯的两侧开气道引至砂箱外侧。
2、冶炼浇注：
浇注系统采用∮70mm直浇道，低返4道∮50mm内浇道，所述内浇道设置于每两组凸耳之间的中间位置，钢水罐罐眼直径∮70mm，钢液在型腔内上升速度26mm/s，浇注温度1550-1570℃。该浇注工艺中由于水口的开设位置距离耳部较近，且钢水浇注速度快，这样就使铸件底部的浮砂很快上浮，减少了浮砂在耳部的堆积，有效控制了砂眼缺陷。
冶炼方式为电炉+LF精炼，此种冶炼方式可以提高钢水的纯净度，进而提高了产品的使用性能。
采用该工艺生产的铰链梁内在质量有很大提高，耳部堆积夹杂物的缺陷已得到解决，这种结构的改变和工艺的优化使铰链梁生产的合格率达到98%（原工艺合格率88%），焊补返修率降低到5%（原工艺返修率12%）。
Claims (7)
1.一种铰链梁铸件，该铰链梁铸件为环形缸体式结构，主要包括缸体和设置于缸体侧面的十个凸耳，其特征在于：所述凸耳的上端面与缸体的连接处至凸耳外边缘的下部为圆滑过渡。
2.根据权利要求1所述的铰链梁铸件，其特征在于：所述凸耳的外边缘为弧形。
3.根据权利要求1或2所述铰链梁铸件的铸造工艺，其特征在于：包括如下步骤：
（1）造型工艺：
采用木型实盘组芯方式，外皮型砂采用水玻璃硅砂，凸耳的耳孔采用铁管芯；
凸耳的下部在其外侧采用外冷铁激冷；
铸件采取下排气方式；
（2）冶炼浇注：
浇注系统采用∮70mm直浇道，低返4道∮50mm内浇道，所述内浇道设置于每两组凸耳的中间位置，钢水罐罐眼直径∮70mm，钢液在型腔内上升速度26mm/s，浇注温度1550-1570℃。
4.根据权利要求3所述铰链梁铸件的铸造工艺，其特征在于：采用电炉+LF精炼的冶炼方式。
5.根据权利要求3所述铰链梁铸件的铸造工艺，其特征在于：所述铁管壁厚10～15mm，铁管内充填型砂。
6.根据权利要求3所述铰链梁铸件的铸造工艺，其特征在于：所述外冷铁规格为80×200×60mm。
7.根据权利要求3所述铰链梁铸件的铸造工艺，其特征在于：所述下排气方式为：在中芯内填充草绳、干砂，下箱开设十字交叉的排气道，铁管芯的两侧开气道引至砂箱外侧。
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