CN103521703A - 一种防止消失模砂型漂移的方法 - Google Patents

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本发明涉及一种消失模的铸造方法，尤其是涉及一种防止消失模砂型漂移的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：设计工艺方案、软件模拟确认、设计芯铁、造型、熔炼浇注、打箱：打箱后，回收芯铁；本发明方法独特、有效降低了较大铸件由于砂型漂移导致的皮透、抬箱、塌箱等致命缺陷的发生，操作简单、生产成本低、效果好。

Description

一种防止消失模砂型漂移的方法
技术领域
本发明涉及一种消失模的铸造方法，尤其是涉及一种防止消失模砂型漂移的方法。
背景技术
随着消失模铸件应用范围的不断扩大，就生产铸件种类和数量而言，我国可谓世界第一，但消失模铸件的质量水平，生产控制水平，装备水平与国外差距很大。对于具有较大复杂内腔结构的床身类铸件，采用消失模技术生产常伴随许多缺陷问题，比如塌箱、抬箱、浇不足，冷隔、皮透、变形等。其中最为突出和难以解决是由砂型漂移导致的皮透和变形缺陷。
根据分析，导致砂型漂移的主要原因有两点：一、消失模铸造过程中，部分内腔、盲孔处负压度较低，致使砂粒之间紧实强度低，当砂型刚度或其高温强度不能承受充型和凝固的静、动态压力时，则会发生漂移；二、涂层的强度和透气性差，由于涂层强度不够，铁水在砂芯上产生浮力作用，同时模型热解产生的气体致使涂层开裂，这些气体从局部透出导致干砂流态化，从而发生砂型漂移。通过选用高质量涂料解决此问题，本发明主要解决由第一条原因导致的消失模砂型漂移缺陷。
现阶段解决砂型漂移的方法及存在问题：1）在易漂浮的内腔或盲孔处填充自硬砂，防止浇注时漂浮：采用这种方法，不但生产效率低，而且防砂型漂移的效果差，目前只适用于较小的内腔和盲孔。如果盲孔和内腔太大，填充自硬砂后，模样在搬运的过程中由于重量过大而很容易损坏，同时在浇注的过程中还会产生大量气体，影响砂箱内负压的变化和充型过程，造成夹杂缺陷；2）增加负压度：增大负压度，会使内浇口流速增大。由于消失模具有覆壁效应，很容易造成碳缺陷，同时会影响铸型的平稳充型，从而产生夹杂、气孔等内部缺陷；3）将盲孔、内腔开口对着砂箱侧面或底面放置：采用这种措施，首先会增加型砂的振动紧实难度，特别对于开口完全朝底面放置的铸件，需要在内腔底部开一些工艺填砂孔，等将里面型砂紧实后，再将工艺孔填上。这样不但增加了操作的难度，而且还提高了夹砂缺陷的发生概率。
到目前为止，还没有克服上述缺陷的方法。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种方法独特、有效降低了较大铸件由于砂型漂移导致的皮透、抬箱、塌箱等致命缺陷的发生，操作简单、生产成本低、效果好的一种防止消失模砂型漂移的方法。
本发明通过如下方式实现：
一种防止消失模砂型漂移的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
a、设计工艺方案：首先要确定铸件造型方案，要便于填砂紧实，同时尽量保证重要加工平面要朝下或垂直放置；然后确定浇注系统，采用底注式；在确定造型方案后，预测可能出现漂芯、偏芯的盲孔和内腔，根据内腔结构确定所需芯铁的形状及数量；
b、软件模拟确认：使用模拟软件进行充型模拟，测算铁水进流过程各部位的流速、温度场、紊流状况，以此评定浇注系统设计的合理性与否，进一步优化工艺，同时根据充型过程出现的紊流、冲砂情况，进一步确定可能出现砂型漂移的位置；
c、设计芯铁：根据盲孔和内腔内外轮廓尺寸，设计芯铁，使芯铁周围吃砂量即芯铁距铸件的距离保持在50—200mm的距离，当距离≥200mm时再增加芯铁数量。
d、造型：首先加150～200mm的底砂，振动紧实后，放入模样，然后每次加干砂200mm高后，进行垂直、水平方向振动，当填砂量超过铸件内腔底部150mm，在相应位置埋放空心芯铁，保证芯铁与模样有足够的吃砂量，使其一头伸入铸件盲孔或内腔，另一端尽量接近负压源，进一步振动紧实；
e、熔炼浇注：熔炼浇注温度范围为1360-1420℃；
f、打箱：打箱后，回收芯铁；
所述芯铁为U型或L型的空心金属管，一般使用薄壁空心钢管制作，将不同尺寸的直管和弯管进行密封焊接，芯铁一头伸入铸件盲孔或内腔，另一头伸出并靠近负压源，芯铁的两端头均匀钻孔；
所述薄壁金属空心管的壁厚为2—4mm；
所述造型过程中振动频率为50Hz，电机转数为2800～3000rpm，振幅为0.5～1.5mm。
本发明有如下效果：
1）方法独特：本发明提供的方法首先是主体工艺方案确定，在设计负压消失模工艺的过程中，首先要确定铸件造型方案，要便于填砂紧实，同时尽量保证重要加工平面要朝下或垂直放置；然后确定浇注系统，一般采用底注式，使金属液上升的方向与泡沫分解气化的方向一致，有利于浮渣。在确定造型方案后，预测可能出现漂芯、偏芯的盲孔和内腔，根据内腔结构确定所需芯铁的形状及数量。使用模拟软件进行充型模拟，测算铁水进流过程各部位的流速、温度场、紊流状况，以此评定浇注系统设计的合理性与否，进一步优化工艺。同时根据充型过程出现的紊流、冲砂情况，进一步确定可能出现砂型漂移的位置。
2）有效降低了较大铸件由于砂型漂移导致的皮透、抬箱、塌箱等致命缺陷的发生：本发明设计并使用中空芯铁，将芯铁一头伸入铸件内腔，另一头伸出并靠近负压源，芯铁的两端头均匀钻孔，确保孔的排气能力大于此部位模样的发气量，以增强排气能力。通过此方法，可提高内腔负压度，加大砂粒之间的相互吸附作用，增加型砂整体强度，可防止发生砂型漂移，减少铸件的皮透、变形缺陷。芯铁的设计方法根据盲孔和内腔内外轮廓尺寸，设计芯铁，使芯铁周围吃砂量即芯铁距铸件的距离保持在50—200mm的距离，当距离≥200mm时再增加芯铁数量。芯铁使用空心钢管制作，将不同尺寸的直管和弯管进行密封焊接，芯铁一头伸入铸件盲孔或内腔，另一头伸出并靠近负压源，芯铁的两端头均匀钻孔，以加大排气能力，空心管尽量采用薄壁金属管，便于制作和使用。
3）操作简单、生产成本低、效果好：本发明造型过程中，首先加150~200mm的底砂，振动紧实后，放入模样，然后每次加干砂200mm高左右后，进行垂直、水平方向振动。当填砂量超过铸件内腔底部150mm，在相应位置埋放空心芯铁，保证芯铁与模样有足够的吃砂量，使其一头伸入铸件盲孔或内腔，另一端尽量接近负压源，进一步振动紧实，振动频率为50Hz，电机转数为2800～3000rpm，振幅为0.5～1.5mm，负压消失模的熔炼浇注方法同普通合金铸铁的浇铸方法相比，浇注温度比传统工艺高20~50℃。打箱后，回收芯铁以便重复使用节约成本。
具体实施方式
一种防止消失模砂型漂移的方法，该方法包括如下步骤：
a、设计工艺方案：首先要确定铸件造型方案，要便于填砂紧实，同时尽量保证重要加工平面要朝下或垂直放置；然后确定浇注系统，采用底注式；在确定造型方案后，预测可能出现漂芯、偏芯的盲孔和内腔，根据内腔结构确定所需芯铁的形状及数量；
b、软件模拟确认：使用模拟软件进行充型模拟，测算铁水进流过程各部位的流速、温度场、紊流状况，以此评定浇注系统设计的合理性与否，进一步优化工艺，同时根据充型过程出现的紊流、冲砂情况，进一步确定可能出现砂型漂移的位置；
c、设计芯铁：根据盲孔和内腔内外轮廓尺寸，设计芯铁，使芯铁周围吃砂量即芯铁距铸件的距离保持在50—200mm的距离，当距离≥200mm时再增加芯铁数量。
d、造型：首先加150～200mm的型砂，振动紧实后，放入模样，然后每次加干砂200mm高后，进行垂直、水平方向振动，当填砂量超过铸件内腔底部150mm，在相应位置埋放空心芯铁，保证芯铁与模样有足够的吃砂量，使其一头伸入铸件盲孔或内腔，另一端尽量接近负压源，进一步振动紧实；
e、熔炼浇注：熔炼浇注温度范围为1360-1420℃；
f、打箱：打箱后，回收芯铁。
所述芯铁为U型或L型的空心金属管，一般使用薄壁空心钢管制作，将不同尺寸的直管和弯管进行密封焊接，芯铁一头伸入铸件盲孔或内腔，另一头伸出并靠近负压源，芯铁的两端头均匀钻孔。
所述薄壁金属管空心管的壁厚为2-4mm。
所述造型过程中振动频率为50Hz，电机转数为2800～3000rpm，振幅为0.5～1.5mm。

Claims (4)

1.一种防止消失模砂型漂移的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
a、设计工艺方案：首先要确定铸件造型方案，要便于填砂紧实，同时尽量保证重要加工平面要朝下或垂直放置；然后确定浇注系统，采用底注式；在确定造型方案后，预测可能出现漂芯、偏芯的盲孔和内腔，根据内腔结构确定所需芯铁的形状及数量；
b、软件模拟确认：使用模拟软件进行充型模拟，测算铁水进流过程各部位的流速、温度场、紊流状况，以此评定浇注系统设计的合理性与否，进一步优化工艺，同时根据充型过程出现的紊流、冲砂情况，进一步确定可能出现砂型漂移的位置；
c、设计芯铁：根据盲孔和内腔内外轮廓尺寸，设计芯铁，使芯铁周围吃砂量即芯铁距铸件的距离保持在50—200mm的距离，当距离≥200mm时再增加芯铁数量；
d、造型：首先加150～200mm的底砂，振动紧实后，放入模样，然后每次加干砂200mm高后，进行垂直、水平方向振动，当填砂量超过铸件内腔底部150mm，在相应位置埋放空心芯铁，保证芯铁与模样有足够的吃砂量，使其一头伸入铸件盲孔或内腔，另一端尽量接近负压源，进一步振动紧实；
e、熔炼浇注：熔炼浇注温度范围为1360-1420℃；
f、打箱：打箱后，回收芯铁。
2.如权利要求1所述的一种防止消失模砂型漂移的方法，其特征在于：所述芯铁为U型或L型的空心金属管，一般使用薄壁空心钢管制作，将不同尺寸的直管和弯管进行密封焊接，芯铁一头伸入铸件盲孔或内腔，另一头伸出并靠近负压源，芯铁的两端头均匀钻孔。
3.如权利要求2所述的一种防止消失模砂型漂移的方法，其特征在于：所述薄壁金属空心管的壁厚为2—4mm。
4.如权利要求1所述的一种防止消失模砂型漂移的方法，其特征在于：所述造型过程中振动频率为50Hz，电机转数为2800～3000rpm，振幅为0.5～1.5mm。
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