CN103586412A - 用v法铸造刮板输送机中部槽槽帮的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用V法铸造刮板输送机中部槽槽帮的方法。砂箱采用上下两砂箱组合的独立控制的真空室的真空砂箱，模样的凹凸部位设置密集排列的吸气孔的吸头，模样上的覆膜应紧密，EV膜表面还涂覆0.9～1.1mm厚的锆英粉耐火涂料，振实时间为5～20秒，干砂内和浇道处还设置排气孔；在起模、合箱、浇注过程中真空度一直保持在0.04～0.06MPa，浇铸时采用倾斜式浇铸方式，浇铸时间在60～70秒内完成，浇注完成后将真空度调整为0.02MPa并保持10～15分钟，然后就可撤掉负压等待脱箱落砂。采取上述工艺措施后，能够用V法铸造出产品质量好、成品率高的中部槽槽帮。

Description

用V法铸造刮板输送机中部槽槽帮的方法

技术领域

本发明涉及一种铸造方法，具体的说是一种利用V法铸造刮板输送机中部槽的方法。

背景技术

V法铸造亦称负压铸造，因取英文Vacuum（真空）一词的字头“V”而得名。它区别于传统砂铸最大的优点是不使用粘合剂。V法铸造是利用塑料薄膜密封砂箱，靠真空抽气系统抽出型内空气，靠铸型内外的压力差使干砂密实，形成所需型腔。经下芯、合箱、抽真空、浇注、凝固，然后解除负压，型砂随之溃散而获得铸件。

V法造型的工艺过程为：

1、放置模样：把模样放在型板上，模样上开有大量的通气孔；型板是一块带有抽气箱和抽气孔的平板。

2、薄膜加热成型：将拉伸率大、塑性变形率高的塑料薄膜覆盖在型板和模样上并加热，加热温度一般在80℃～120℃之间，使塑料薄膜软化；同时，真空泵抽气，在200～400mmHg 的真空吸力下，使软化的薄膜密贴在型板和模样上成型。

3、放砂箱：将带有过滤抽气管的砂箱放在型板上，框在已覆好塑料薄膜的模样周围。

4、加砂振实：向砂箱内充填没有粘结剂与附加物粒度为100～200目的干石英砂，并通过微震使干砂紧实，使砂紧实至较高的密度，开浇口杯，然后刮平干石英砂。

5、盖膜：在砂箱及型砂上放上密封薄膜，以封闭砂箱，打开真空阀门抽去型砂内空气，形成铸型；铸型内外存在约300～400mmHg的压力差，由于压力差的作用使铸型成型并具有较高的硬度，湿型硬度计读数可达95左右。

6、起模：解除模样内的真空，然后进行拔模。铸型要继续抽真空直到浇注的铸件凝固为止。

7、合箱浇注：用上述方法制好上型和下型后，在需要的位置下芯或放置冷铁，然后合箱，形成一个有浇冒系统和型腔的铸型，在抽真空的状态下浇注。

8、脱箱落砂：待金属凝固后，停止对铸型抽气，待铸型内压力接近大气压时，铸型自行溃散，得到铸件。

真空抽气系统是由真空泵、稳压罐、除尘罐及阀门链接管道所组成，生产中一般最高真空度在-66500Pa（-500mmHg）左右即可。沙箱由于长时间的回用及浇注铁水对沙箱过滤网的破坏，使沙箱极易造成破损，沙箱破损后砂子就有可能被吸入真空泵内，造成真空泵损坏。

刮板输送机是在煤矿中使用的输送煤的设备，它是将若干段中部槽连接成串，中部槽上面设置有由链条带动的刮板，通过刮板在中部槽中的移动，将开采出来的煤输送出去。中部槽上面还安装有在中部槽上面行走的采煤机等设备。刮板输送机中的70%的部件是中部槽，由若干段组成的中部槽的各节之间要求能够完全互换。中部槽结构复杂，一块中部槽包括挡板槽帮、铲板槽帮、左齿轨座、右齿轨座、中板、方孔板、接口板、封底板等几十个部分；中板位于中部槽的中间，中板的前后两侧设置有接口板，中板的下面设置有封底板，中板的右侧设置有铲板槽帮，中板的左侧设置有挡板槽帮，挡板槽帮的上面设置有左、右齿轨座，挡板槽帮及左、右齿轨座的外侧为方孔板，方孔板上设置有连接电缆槽的方孔。

当前市场销售和使用的刮板输送机的中部槽主要采用焊接结构，也有整体铸造成型的中部槽。但目前整体铸造中部槽时，大多采用水玻璃砂铸造、改性水玻璃砂铸造，树脂砂铸造以及消失模铸造。采用水玻璃砂铸造方法铸造精度低，表面成型差，采用树脂砂铸造由于树脂粘接剂削耗，铸造成本高，表面也易出现微裂纹，采用消失模铸造铸件表面增碳较明显。用V法铸造中部槽可以克服上述缺点。但是由于中部槽的结构过于复杂，各处薄厚不一，用普通的V法铸造中部槽，存在变形大、不能铸造成型等缺点。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种产品质量好、成品率高的用V法铸造中部槽槽帮的工艺。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种用V法铸造刮板输送机中部槽槽帮的方法，包括放置模样、在模样上覆膜并加热成型、涂覆耐火涂料、放砂箱、加砂振实、盖膜、起模、合箱、浇注、脱箱落砂工序，

所述砂箱采用上下两砂箱组合的形式，每个砂箱四周的箱体板内部设置有上下两圈分别与砂箱内部连通的独立控制的真空室，真空室整个内侧面设置120～150目的席型过滤网并在过滤网的周边用压板压紧，对应每圈真空室的砂箱外侧各设置有两个与真空泵连接的吸风管接头；

所述模样上与中部槽槽帮各凹凸外形对应的部位设置密集排列的吸气孔的吸头；在模样的长度方向上设置带三条浇道的浇冒系统，在模样的上部干砂内设置有排气孔；在模样上覆膜时采用0.15mm厚的EV膜，覆膜时是使EV膜加热软化到在镜面状态下下垂250～300mm后进行覆膜，覆膜时使模样内的真空度保持在0.04～0.05MPa之间；覆膜完成后在EV膜表面涂覆锆英粉耐火涂料，锆英粉耐火涂料的涂层厚度为0.9～1.1mm；涂覆锆英粉耐火涂料后用烘干风机对模样上的涂层进行烘烤，使涂层固化但不干透；

加砂振实过程中的加砂采用雨淋加砂方式，振实时采用水平振动方式，振实时间为5～20秒；合箱前在中部槽槽帮的加强筋部位设置白模芯；

在起模、合箱、浇注过程中真空度一直保持在0.04～0.06MPa，浇铸时采用倾斜式浇铸方式，浇铸时间在60～70秒内完成，浇注完成后将真空度调整为0.02MPa并保持10～15分钟，然后就可撤掉负压等待脱箱落砂。

本发明的进一步改进在于：所述起模后对损坏的EV膜部位用透明胶带补粘，然后再涂覆锆英粉耐火涂料。

本发明的进一步改进在于：所述涂覆锆英粉耐火涂料时将锆英粉耐火涂料用90～95%的工业酒精调和，锆英粉耐火涂料与酒精的重量份数比为1:0.5。

本发明的进一步改进在于：所述对锆英粉耐火涂料的涂层烘烤时，烘干风机应以低档小风量对模样整体进行烘烤，使涂层内外均匀干燥，整体固化。

本发明的进一步改进在于：所述浇冒系统的冒口直径为150～200mm，浇道直径为40～60mm，在槽帮长度方向布置三个冒口和三个浇道，两边的冒口分别距离槽帮两侧端面50mm，中间冒口布置在槽帮长度方向的中间位置，三个冒口通过横浇道相接通，在每个浇冒系统中均设有排气孔，排气孔的断面积控制在内浇道总面积的60%左右。

所述排气孔为60mm×15mm的椭圆孔，每个模样上面均布9个排气孔。

本发明的进一步改进在于：振实时间为8～10秒，振实时振动频率为2800次/分钟，振幅控制在0.5～1mm之间。

本发明的进一步改进在于：浇注完成后将真空度调整为0.02Mpa时将组合的上下两砂箱中部的真空室上的吸风管接头关闭。

本发明的进一步改进在于：所述中部槽槽帮的材料为ZG30MnSiCrNi，其中Si的重量百分含量控制在0.6～0.8%，Mn重量百分含量控制在1.1～1.4%，Ni重量百分含量控制在0.1～0.2%，Cr的重量百分含量控制在0.2～0.3%；浇铸温度为1580～1600℃。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

采用本发明的方法能够用V法铸造出合格的中部槽槽帮，本发明的方法和消失模铸造与传统砂铸中部槽槽帮相比，具有以下优点：

其一，因其采用负压浇注铸件砂眼气孔少、密实度高、表面光洁、轮廓清晰、尺寸准确；其二，采用V法和消失模技术能使干砂反复利用，不用烘型，耗煤减少，但由于长期真空机作业，耗电量稍有增加，但极大的减少粉尘，节约人力资本，使得铸造工作更加有效，节约劳动力和极大降低劳动强度，在浇注过程中有害气体少，真正实现环保生产，是一种节能高效清洁的生产方法。

本发明的上下两个砂箱内分别设置有上下两圈真空室，并且真空室的整个内侧面均设置成过滤网，增大了真空室与干砂的通气面积，并且可以单独控制每圈真空室内的压力，便于使干砂密实并控制干砂的密实度，进而控制铸件的变形。砂箱的真空室采用并联的抽气结构方式布置，可以使砂箱内部不同部位或者铸件不同的部位采用不同的负压，不但能够达到很好的覆膜效果，而且有利于各部位负气压均衡，使铸件的各部分受力平衡，减少铸件的变形。砂箱的过滤网与砂箱设计为可拆卸的方式，一旦发现破损，可以方便的进行更换，有利于保护真空泵不受损坏。过滤精度控制在120～150目之间，可以防止干砂的细碎颗粒进入真空系统。

中部槽槽帮的模样上的凹凸部位的吸头上的吸气孔比一般平面位置的吸气孔排列的更加密集，并且采用多个吸头与抽气砂箱配合使用的结构，能够使EV膜均匀、舒展、严密的帖覆在模样的表面，从而提高铸件的表面光洁度、轮廓的清晰度和尺寸的准确度。

在模样的长度方向上设置带三条浇道的浇冒系统，有利于金属液体流动，使液体金属对型腔的填充更加充实，不容易发生心部疏松等缺陷。本发明在上砂箱的干砂内和浇冒系统的浇道上均设置排气孔，可以顺利排出模腔内的气体，不会在模腔内造成气体堆积而影响铁液的流动，排气孔变为60mm×15mm的椭圆孔，每个槽帮布置9个，有效解决了中部槽槽绑铸件表面的气孔夹渣问题。

在模样上覆盖的EV膜用0.15mm厚度的EV膜并加热软化到在镜面状态下使EV膜下垂250～300mm后再进行覆膜，覆膜时使模样内的真空度保持在0.04～0.05MPa之间，这样覆膜的平整度贴服度非常好。

本发明采用雨淋加砂和水平（或者说是前后）振实的加砂振实的方式，振动频率2800次/分钟、振幅0.5～1mm之间、振实时间也需要控制在5～20秒之间，振动时间过长或者过短都会造成铸件的变形。在中部槽槽帮的加强筋部位用白模芯做消失模，方便铸件成型，并减少模样的覆膜难度。

本发明的在起模、合箱、浇注过程中真空度一直保持在0.04～0.06MPa，浇注完成后将真空度调整为0.02MPa并保持10～15分钟，采用倾斜式浇铸方式，浇铸温度为1580～1600℃，并在60～70秒内完成浇注，能够最大限度的减少铸件的变形和收缩。浇注完成后将真空度调整为0.02Mpa时关闭上砂箱下部的真空室的阀门和下砂箱上部的真空室上的吸风管接头的阀门，能够使砂箱内的干砂保持真空度，而且对铸件的压力也比较均衡，能够大幅度减少铸件的变形。

锆英粉耐火涂料的涂层厚度调整为0.9～1.1mm，有效防止了铸件夹砂、粘砂现象；涂覆锆英粉耐火涂料后用烘干风机对模样上的涂层进行烘烤，能使涂层整体均匀干燥。涂层固化但不干透，可以防止涂层开裂、翘起、起皮。将1重量份数的锆英粉耐火涂料用0.5重量份数的工业酒精调和，不但涂覆过程轻松容易，能够迅速干燥，而且涂料帖覆牢固，有利于通过铸件的表面粗糙度。

附图说明

图1是本发明所使用的砂箱侧面结构示意图；

图2是本发明所使用的砂箱的俯视结构示意图；

图3是图1的局部放大示意图；

图4是本发明的造型浇注模样示意图。

其中，1、浇冒系统，1.1、排气孔，2、吸风管接头，3、合箱连接座，4、压板，5、真空室，6、过滤网，7、吸头，8、白模芯。

具体实施方式

下面通过一个最佳的实施例对本发明做进一步详细说明：

一种用V法铸造刮板输送机中部槽槽帮的方法，包括放置模样、在模样上覆膜并加热成型、放砂箱、加砂振实、盖膜、起模、合箱、浇注、脱箱落砂工序。

本实施例的中部槽槽帮的材料为ZG30MnSiCrNi，其中Si的重量百分含量控制在0.6～0.8%，Mn重量百分含量控制在1.1～1.4%，Ni重量百分含量控制在0.1～0.2%，Cr的重量百分含量控制在0.2～0.3%，其它成分可以按照国标要求控制；浇铸温度为1580～1600℃。

所述砂箱采用上下两砂箱组合的形式，每个砂箱四周采用10mm厚的钢板连续焊接成箱体板，在砂箱的箱体板内部设置有上下两圈分别与砂箱内部连通的独立控制的真空室5，真空室5整个内侧面设置120～150目的席型过滤网6并在过滤网的周边用压板4压紧，对应每圈真空室5的砂箱外侧各设置有两个与真空泵连接的吸风管接头2；每个真空室能够通过阀门独立控制抽力的大小。针对中部槽槽帮不同部位采用不同的抽气真空室。砂箱的过滤网与砂箱设计为可拆卸，方便更换，过滤精度控制在100～140目之间。

所述模样上与中部槽槽帮各凹凸外形对应的部位设置排列更加密集的吸气孔的吸头7。对中部槽槽帮凸凹端头处布置多个吸头抽气，抽气砂箱与吸头配合使用。砂箱的真空室和模样以及模样上的吸头采用并联抽气方式，各抽气分支采用并联，可以结合铸件不同部位采用不同的吸头，吸头上抽气孔的大小也不同，使铸件模样各个部位的负气压均衡，达到最好的覆膜效果。

在模样的长度方向上设置带三条浇道的浇冒系统1；浇冒系统的冒口直径为150～200mm，浇道直径为40～60mm，在槽帮长度方向布置三个冒口和三个浇道，两边的冒口分别距离槽帮两侧端面50mm，中间冒口布置在槽帮长度方向的中间位置，三个冒口通过横浇道相接通，在每个浇冒系统中均设有排气孔1.1，排气孔的断面积一般控制在内浇道总面积的60%左右，便于浇铸过程中排气。在上砂箱内模样的上部的干砂内还需设置有排气孔1.1。排气孔为60mm×15mm的椭圆孔，每个模样上面均布9个排气孔，浇道处设置一个排气孔。

在模样上覆膜时采用0.15mm厚的EV膜，覆膜时是对EV膜进行加热，自然状态加热时EV膜软化后会向下垂，下垂的形状似凸镜面，使EV膜软化到在镜面状态下下垂250～300mm后进行覆膜，覆膜时使模样内的真空度保持在0.04～0.05MPa之间，覆膜完成后在EV膜表面涂覆锆英粉耐火涂料。如果出现局部褶皱现象，可以采用人工局部按压等辅助覆膜方法，使覆膜平整。如果起模时对EV膜造成损坏，起模后对损坏的EV膜部位用透明胶带补粘，然后再均匀涂覆锆英粉耐火涂料。锆英粉耐火涂料采用三门峡涂料厂的锆英粉耐火涂料。涂覆锆英粉耐火涂料时将锆英粉耐火涂料90～95%的用工业酒精调和，锆英粉耐火涂料与酒精的重量份数比为1:0.5。锆英粉耐火涂料的涂层厚度为0.9～1.1mm；涂覆锆英粉耐火涂料后用烘干风机对模样上的涂层进行烘烤，使涂层固化但不干透。烘干风机上要加装气水分离装置，以把空气中的水分过滤掉，用干燥的空气去烘烤涂料，烘干风机应以低档小风量对模样整体进行烘烤，使涂层内外均匀干燥，整体固化。

加砂振实过程中的加砂采用雨淋加砂方式，振实时采用水平振动方式，振幅不要太大，主振时间不宜过长，振实时振动频率为2800次/分钟，振幅控制在0.5～1mm之间，振实时间为5～20秒，最佳振实时间为8～10秒；合箱前在中部槽槽帮的加强筋部位设置白模芯8。所谓白模芯是用泡沫材料发泡成型的消失模。

在起模、合箱、浇注过程中砂箱中的真空度一直保持在0.04～0.06MPa，浇铸时采用倾斜式浇铸方式，浇铸温度为1580～1600℃，浇铸时间为60～70秒，浇注完成后立即将砂箱中真空度调整为0.02MPa并保持10～15分钟，然后就可撤掉负压等待脱箱落砂。浇注完成后负压的大小会直接影响铸件的收缩及变形，应严格控制。

浇注完成后将真空度调整为0.02Mpa时将组合的上下两砂箱中部的真空室上的吸风管接头2关闭。

采用上述方法共生产764型中部槽槽帮40箱，每箱两件。铸件的机械性能、砂眼疏松等宏观缺陷、表面粗糙度、轮廓尺寸精度都达到了产品图纸技术要求。

Claims (9)

1.一种用V法铸造刮板输送机中部槽槽帮的方法，包括放置模样、在模样上覆膜并加热成型、涂覆耐火涂料、放砂箱、加砂振实、盖膜、起模、合箱、浇注、脱箱落砂工序，其特征在于：

所述砂箱采用上下两砂箱组合的形式，每个砂箱四周的箱体板内部设置有上下两圈分别与砂箱内部连通的独立控制的真空室（5），真空室（5）整个内侧面设置120～150目的席型过滤网（6）并在过滤网的周边用压板（4）压紧，对应每圈真空室（5）的砂箱外侧各设置有两个与真空泵连接的吸风管接头（2）；

所述模样上与中部槽槽帮各凹凸外形对应的部位设置密集排列的吸气孔的吸头（7）；在模样的长度方向上设置带三条浇道的浇冒系统（1），在模样的上部干砂内设置有排气孔（1.1）；在模样上覆膜时采用0.15mm厚的EV膜，覆膜时是使EV膜加热软化到在镜面状态下下垂250～300mm后进行覆膜，覆膜时使模样内的真空度保持在0.04～0.05MPa之间；覆膜完成后在EV膜表面涂覆锆英粉耐火涂料，锆英粉耐火涂料的涂层厚度为0.9～1.1mm；涂覆锆英粉耐火涂料后用烘干风机对模样上的涂层进行烘烤，使涂层固化但不干透；

加砂振实过程中的加砂采用雨淋加砂方式，振实时采用水平振动方式，振实时间为5～20秒；合箱前在中部槽槽帮的加强筋部位设置白模芯（8）；

在起模、合箱、浇注过程中真空度一直保持在0.04～0.06MPa，浇铸时采用倾斜式浇铸方式，浇铸时间在60～70秒内完成，浇注完成后将真空度调整为0.02MPa并保持10～15分钟，然后就可撤掉负压等待脱箱落砂。

2.根据权利要求1所述的用V法铸造刮板输送机中部槽槽帮的方法，其特征在于所述起模后对损坏的EV膜部位用透明胶带补粘，然后再涂覆锆英粉耐火涂料。

3.根据权利要求1或者2任一项所述的用V法铸造刮板输送机中部槽槽帮的方法，其特征在于所述涂覆锆英粉耐火涂料时将锆英粉耐火涂料用90～95%的工业酒精调和，锆英粉耐火涂料与酒精的重量份数比为1:0.5。

4.根据权利要求1所述的用V法铸造刮板输送机中部槽槽帮的方法，其特征在于所述对锆英粉耐火涂料的涂层烘烤时，烘干风机应以低档小风量对模样整体进行烘烤，使涂层内外均匀干燥，整体固化。

5.根据权利要求1所述的用V法铸造刮板输送机中部槽槽帮的方法，其特征在于所述浇冒系统的冒口直径为150～200mm，浇道直径为40～60mm，在槽帮长度方向布置三个冒口和三个浇道，两边的冒口分别距离槽帮两侧端面50mm，中间冒口布置在槽帮长度方向的中间位置，三个冒口通过横浇道相接通，在每个浇冒系统中也设有排气孔（1.1），排气孔的断面积控制在内浇道总面积的60%左右。

6.根据权利要求1或者5任一项所述的用V法铸造刮板输送机中部槽槽帮的方法，其特征在于所述排气孔为60mm×15mm的椭圆孔，每个模样上面均布9个排气孔。

7.根据权利要求1所述的用V法铸造刮板输送机中部槽槽帮的方法，其特征在于振实时间为8～10秒，振实时振动频率为2800次/分钟，振幅控制在0.5～1mm之间。

8.根据权利要求1所述的用V法铸造刮板输送机中部槽槽帮的方法，其特征在于浇注完成后将真空度调整为0.02Mpa时将组合的上下两砂箱中部的真空室上的吸风管接头（2）关闭。

9.根据权利要求1所述的用V法铸造刮板输送机中部槽槽帮的方法，其特征在于所述中部槽槽帮的材料为ZG30MnSiCrNi，其中Si的重量百分含量控制在0.6～0.8%，Mn重量百分含量控制在1.1～1.4%，Ni重量百分含量控制在0.1～0.2%，Cr的重量百分含量控制在0.2～0.3%；浇铸温度为1580～1600℃。

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