CN103920852B - 一种大铸件的精密铸造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开的是一种大铸件的精密铸造工艺，它包括：蜡模的制备、修整→壳模砂型的制备→脱蜡→壳模焙烧→砂型制作→扎气眼→浇注→得到铸件。本发明结合了精密铸造与砂铸工艺的各自优点，实现了大铸件的精密铸造技术，本发明的壳模通过多次特殊配制的浆液浸粘与人工浮砂，并采用分段升温焙烧方式，形成高强度的壳模，达到铸造大铸件的强度要求；而且本发明在砂箱中注入配制有碱性酚醛树脂的混合砂，其强度更好，更稳定，能进一步提高铸件的表面精度，提高铸件的质量。

Description

一种大铸件的精密铸造工艺

技术领域

本发明涉及一种金属铸造的方法，特别是一种大铸件的精密铸造工艺。

背景技术

目前，普遍使用的精密铸造方法，通常是从模具制作、制蜡模、制壳模、焙烧、浇注金属而得到铸件。但这种工艺一般都是应用于铸造小于150Kg的小铸件，而对于大于150Kg的大型铸件来说，由于铸件的尺寸和体积过大，壳模的强度不能得到保证，铸件的质量也很难得到保障，所以大铸件一般很难实现精铸或者实现精铸却不能正常操作，所以行业中，大型或超大型的铸件一般都采用砂铸来完成，但是砂铸不能达到精密铸造的尺寸精度，且铸件的表面质量差、精度低。

发明内容

本发明公开的是一种大铸件的精密铸造工艺，其主要目的在于克服现有技术存在的上述不足和缺点，结合精密铸造与砂铸工艺，实现对大铸件的精密铸造，提高铸造产品的精度与质量。

本发明采用的技术方案如下：

一种大铸件的精密铸造工艺，包括以下步骤：

（一）、蜡模制备：采用低温蜡和机械注蜡技术，制作与铸造件一致并包含有保温冒口的蜡模；

（二）、对蜡模进行修整，并使用蜡坯清洗剂对蜡模进行清洗作业；

（三）、在步骤（二）制得的蜡模上制作壳模砂型：该步骤包含以下步骤：

A、在蜡模放置保温冒口的位置上，用一块带刃的铁片遮住放置保温冒口的表面，以防该表面受到污染；

B、在蜡模表面涂设第一面层：

首先，在蜡模表面浸涂用锆粉与硅溶胶粘结剂配制浆液，该浆液的粘度值在35～40秒；

然后，用120目的锆砂在经过浸涂浆液的蜡模表面进行人工浮砂，浮砂后应清理所述铁片刃上的残留浆液和锆砂；

第三，将人工浮砂后的蜡模进行自然干燥，干燥时间为6～8小时；

C、在步骤B制得的蜡模表面涂设第二过渡层：

   首先，在步骤B制得的蜡模表面浸涂用马来粉与硅溶胶粘结剂配制的浆液，该浆液的粘度值在30～32秒；

   然后，用30～60目的马来砂在经过浸涂浆液的蜡模表面进行人工浮砂，浮砂后应清理所述铁片刃上的残留浆液和马来砂；

   第三，将人工浮砂后的蜡模放于0.2～0.4米/秒的风速下进行干燥，干燥时间为11～14小时；

D、在步骤C制得的蜡模表面涂设第三加固层：

首先，在步骤C制得的蜡模表面浸涂用马来粉与硅溶胶粘结剂配制的浆液，该浆液的粘度值在12～16秒；

然后，用10～16目的马来砂在经过浸涂浆液的蜡模表面进行人工浮砂，浮砂后应清理所述铁片刃上的残留浆液和马来砂；

第三，将人工浮砂后的蜡模放于0.8～1.0米/秒的风速下进行干燥，干燥时间为12～36小时；

E、在步骤D制得的蜡模表面涂设第四封浆层：

   首先，在步骤D制得的蜡模表面浸涂用马来粉与硅溶胶粘结剂配制的浆液，该浆液的粘度值在7～9秒；

   然后，清理所述铁片刃上的残留浆液；

   第三，将蜡模放于0.8～1.0米/秒的风速下进行干燥，干燥时间为12～24小时；

（四）、脱蜡

   采用蒸汽脱蜡，蒸汽的压力为0.7MPa,时间为8～50分钟，且脱蜡前应先将保温冒口部位的铁片取下；

（五）、壳模焙烧

     采用分段升温焙烧方式对步骤（四）的壳模进行焙烧，在焙烧中：首先在550摄氏度以前升温速度控制在120摄氏度/小时，其次，在550摄氏度保温1小时，然后，全速升温到1050摄氏度，且保持1050摄氏度半个小时，最后出炉冷却；

（六）、将步骤（五）制得的壳模放入按造型工艺准备的砂箱中，用胶带封住该壳模上用于浇注的浇口和保温冒口，然后放入经过配制的混合砂，放满混合砂后再用造型震实机进行震实，形成砂型；混合砂的成分包括：海砂、碱性酚醛树脂以及固化剂，各成分的重量比例为：95～105：1.6～2.0：0.34～0.38；

（七）、将步骤（六）震实后的砂型和砂箱平面刮平，并且在砂型表面每间隔15cm扎一个气眼，该气眼扎至离模型表面3～5cm；

 (八)、浇注

浇注前用恒温290～300摄氏度、频率45赫兹的热风机对壳模进行烘烤3小时以上，浇注时，浇注温度比同材质的砂铸产品提高10～12摄氏度，浇注后，产品在砂型中保温时间比普通砂型中延长20%以上；

（九）、浇注成型后，破碎掉壳模并切除保温冒口，得到铸件。

更进一步，所述步骤（六）中的混合砂各成分的重量比例为：100：1.8：0.36。

更进一步，所述步骤（六）的砂箱必须符合以下注砂量的要求：

A、当砂箱尺寸小于500mm时，注砂后，所述壳模外侧至砂箱的距离大于或等于50mm,且壳模底至砂箱底的距离大于或等于120mm；

B、当砂箱尺寸在500～1000mm时，注砂后，所述壳模外侧至砂箱的距离大于或等于70mm,且壳模底至砂箱底的距离大于或等于150mm；

C、当砂箱尺寸在1000～2000mm时，注砂后，所述壳模外侧至砂箱的距离大于或等于100mm,且壳模底至砂箱底的距离大于或等于200mm。

通过上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明结合了精密铸造与砂铸工艺的各自优点，实现了大铸件的精密铸造技术，本发明的壳模通过多次特殊配制的浆液浸粘与人工浮砂，并采用分段升温焙烧方式，形成高强度的壳模，达到铸造大铸件的强度要求；而且本发明在砂箱中注入配制有碱性酚醛树脂的混合砂，其强度更好，更稳定，能进一步提高铸件的表面精度，提高铸件的质量。

具体实施方式

一种大铸件的精密铸造工艺，包括以下步骤：

（一）、蜡模制备：采用低温蜡和机械注蜡技术，制作与铸造件一致并包含有保温冒口的蜡模。

（二）、对蜡模进行修整，并使用蜡坯清洗剂对蜡模进行清洗作业。

（三）、在步骤（二）制得的蜡模上制作壳模砂型：该步骤包含以下步骤：

A、在蜡模放置保温冒口的位置上，用一块带刃的铁片遮住放置保温冒口的表面，以防该表面受到污染；

B、在蜡模表面涂设第一面层：

首先，在蜡模表面浸涂用锆粉与硅溶胶粘结剂配制浆液，该浆液的粘度值在35～40秒；

然后，用120目的锆砂在经过浸涂浆液的蜡模表面进行人工浮砂，浮砂后应清理所述铁片刃上的残留浆液和锆砂；

第三，将人工浮砂后的蜡模进行自然干燥，干燥时间为6小时；

C、在步骤B制得的蜡模表面涂设第二过渡层：

   首先，在步骤B制得的蜡模表面浸涂用马来粉与硅溶胶粘结剂配制的浆液，该浆液的粘度值在30～32秒；

   然后，用30～60目的马来砂在经过浸涂浆液的蜡模表面进行人工浮砂，浮砂后应清理所述铁片刃上的残留浆液和马来砂；

   第三，将人工浮砂后的蜡模放于0.2～0.4米/秒的风速下进行干燥，干燥时间为11小时；

D、在步骤C制得的蜡模表面涂设第三加固层：

首先，在步骤C制得的蜡模表面浸涂用马来粉与硅溶胶粘结剂配制的浆液，该浆液的粘度值在12～16秒；

然后，用10～16目的马来砂在经过浸涂浆液的蜡模表面进行人工浮砂，浮砂后应清理所述铁片刃上的残留浆液和马来砂；

第三，将人工浮砂后的蜡模放于0.8～1.0米/秒的风速下进行干燥，干燥时间为12～36小时；

E、在步骤D制得的蜡模表面涂设第四封浆层：

   首先，在步骤D制得的蜡模表面浸涂用马来粉与硅溶胶粘结剂配制的浆液，该浆液的粘度值在7～9秒；

   然后，清理所述铁片刃上的残留浆液；

   第三，将蜡模放于0.8～1.0米/秒的风速下进行干燥，干燥时间为12～24小时。

（四）、脱蜡

   采用蒸汽脱蜡，蒸汽的压力为0.7MPa,时间为8～50分钟，且脱蜡前应先将保温冒口部位的铁片取下。

（五）、壳模焙烧

     采用分段升温焙烧方式对步骤（四）的壳模进行焙烧，在焙烧中：首先在550摄氏度以前升温速度控制在120摄氏度/小时，其次，在550摄氏度保温1小时，然后，全速升温到1050摄氏度，且保持1050摄氏度半个小时，最后出炉冷却。

（六）、将步骤（五）制得的壳模放入按造型工艺准备的砂箱中，用胶带封住该壳模上用于浇注的浇口和保温冒口，然后放入经过配制的混合砂，其中，混合砂的成分包括：海砂、碱性酚醛树脂以及固化剂，各成分的重量比例为：100：1.8：0.36，放满混合砂后再用造型震实机进行震实，形成砂型，该砂型的强度非常高，满足了大铸件的生产要求。而砂箱必须符合以下注砂量的要求：

A、当砂箱尺寸小于500mm时，注砂后，所述壳模外侧至砂箱的距离大于或等于50mm,且壳模底至砂箱底的距离大于或等于120mm；

B、当砂箱尺寸在500～1000mm时，注砂后，所述壳模外侧至砂箱的距离大于或等于70mm,且壳模底至砂箱底的距离大于或等于150mm；

C、当砂箱尺寸在1000～2000mm时，注砂后，所述壳模外侧至砂箱的距离大于或等于100mm,且壳模底至砂箱底的距离大于或等于200mm。

（七）、将步骤（六）震实后的砂型和砂箱平面刮平，并且在砂型表面每间隔15cm扎一个气眼，该气眼扎至离模型表面3～5cm。

 (八)、浇注

浇注前用恒温290～300摄氏度、频率45Hz的热风机对壳模进行烘烤3小时以上，浇注时，浇注温度比同材质的砂铸产品提高10～12摄氏度，浇注后，产品在砂型中保温时间比普通砂型中延长20%以上。

（九）、浇注成型后，破碎掉壳模并切除保温冒口，得到铸件。

    上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不仅局限于此，凡是利用此构思对本发明进行非实质性的改进，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (3)

1.一种大铸件的精密铸造工艺，其特征在于：包括以下步骤：

（一）、蜡模制备：采用低温蜡和机械注蜡技术，制作与铸造件一致并包含有保温冒口的蜡模；

（二）、对蜡模进行修整，并使用蜡坯清洗剂对蜡模进行清洗作业；

（三）、在步骤（二）制得的蜡模上制作壳模砂型：该步骤包含以下步骤：

A、在蜡模放置保温冒口的位置上，用一块带刃的铁片遮住放置保温冒口的表面，以防该表面受到污染；

B、在蜡模表面涂设第一面层：

首先，在蜡模表面浸涂用锆粉与硅溶胶粘结剂配制浆液，该浆液的粘度值在35～40秒；

然后，用120目的锆砂在经过浸涂浆液的蜡模表面进行人工浮砂，浮砂后应清理所述铁片刃上的残留浆液和锆砂；

第三，将人工浮砂后的蜡模进行自然干燥，干燥时间为6～8小时；

C、在步骤B制得的蜡模表面涂设第二过渡层：

   首先，在步骤B制得的蜡模表面浸涂用马来粉与硅溶胶粘结剂配制的浆液，该浆液的粘度值在30～32秒；

   然后，用30～60目的马来砂在经过浸涂浆液的蜡模表面进行人工浮砂，浮砂后应清理所述铁片刃上的残留浆液和马来砂；

   第三，将人工浮砂后的蜡模放于0.2～0.4米/秒的风速下进行干燥，干燥时间为11～14小时；

D、在步骤C制得的蜡模表面涂设第三加固层：

首先，在步骤C制得的蜡模表面浸涂用马来粉与硅溶胶粘结剂配制的浆液，该浆液的粘度值在12～16秒；

然后，用10～16目的马来砂在经过浸涂浆液的蜡模表面进行人工浮砂，浮砂后应清理所述铁片刃上的残留浆液和马来砂；

第三，将人工浮砂后的蜡模放于0.8～1.0米/秒的风速下进行干燥，干燥时间为12～36小时；

E、在步骤D制得的蜡模表面涂设第四封浆层：

   首先，在步骤D制得的蜡模表面浸涂用马来粉与硅溶胶粘结剂配制的浆液，该浆液的粘度值在7～9秒；

   然后，清理所述铁片刃上的残留浆液；

   第三，将蜡模放于0.8～1.0米/秒的风速下进行干燥，干燥时间为12～24小时；

（四）、脱蜡

   采用蒸汽脱蜡，蒸汽的压力为0.7MPa,时间为8～50分钟，且脱蜡前应先将保温冒口部位的铁片取下；

（五）、壳模焙烧

     采用分段升温焙烧方式对步骤（四）的壳模进行焙烧，在焙烧中：首先在550摄氏度以前升温速度控制在120摄氏度/小时，其次，在550摄氏度保温1小时，然后，全速升温到1050摄氏度，且保持1050摄氏度半个小时，最后出炉冷却；

（六）、将步骤（五）制得的壳模放入按造型工艺准备的砂箱中，用胶带封住该壳模上用于浇注的浇口和保温冒口，然后放入经过配制的混合砂，放满混合砂后再用造型震实机进行震实，形成砂型；混合砂的成分包括：海砂、碱性酚醛树脂以及固化剂，各成分的重量比例为：95～105：1.6～2.0：0.34～0.38；

（七）、将步骤（六）震实后的砂型和砂箱平面刮平，并且在砂型表面每间隔15cm扎一个气眼，该气眼扎至离模型表面3～5cm；

 (八)、浇注

浇注前用恒温290～300摄氏度、频率45赫兹的热风机对壳模进行烘烤3小时以上，浇注时，浇注温度比同材质的砂铸产品提高10～12摄氏度，浇注后，产品在砂型中保温时间比普通砂型中延长20%以上；

   （九）、浇注成型后，破碎掉壳模并切除保温冒口，得到铸件。

2.根据权利要求1所述的一种大铸件的精密铸造工艺，其特征在于：所述步骤（六）中的混合砂各成分的重量比例为：100：1.8：0.36。

3.根据权利要求1所述的一种大铸件的精密铸造工艺，其特征在于：所述步骤（六）的砂箱必须符合以下注砂量的要求：

A、当砂箱尺寸小于500mm时，注砂后，所述壳模外侧至砂箱的距离大于或等于50mm,且壳模底至砂箱底的距离大于或等于120mm；

B、当砂箱尺寸在500～1000mm时，注砂后，所述壳模外侧至砂箱的距离大于或等于70mm,且壳模底至砂箱底的距离大于或等于150mm；

C、当砂箱尺寸在1000～2000mm时，注砂后，所述壳模外侧至砂箱的距离大于或等于100mm,且壳模底至砂箱底的距离大于或等于200mm。