CN104001893A - 一种汽缸套的制备方法及其专用装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽缸套的制备方法及其专用装置，该制备方法包括：1）熔炼，用质量百分比为20~30%的生铁、45~55%的废钢、20~30%回炉料，再加入适量的合金，在中频炉中熔炼，使其熔化成铁水，熔炼温度为1500±20℃，并用光谱仪进行成份分析，得到熔炼铁水；2）浇注和脱模。本发明的汽缸套的制备方法，不仅自动化程度高，而且低能耗、低污染，制得的铸件机械强度和硬度好，适宜在生产运作中推广应用。本发明的汽缸套的制备方法的专用装置，结构简单，成本低，自动化程度高，所制备的汽缸套，无气孔、夹渣等铸造缺陷，具有很好的实用性。

Description

一种汽缸套的制备方法及其专用装置

技术领域

本发明属于汽缸套制备技术领域，具体涉及一种汽缸套的制备方法及其专用装置。

背景技术

铸造模具是指为了获得零件的结构形状，预先用其他容易成型的材料做成零件的结构形状，然后再在砂型中放入模具，于是砂型中就形成了一个和零件结构尺寸一样的空腔，再在该空腔中浇注流动性液体，该液体冷却凝固之后就能形成和模具形状结构完全一样的零件了。传统的铸造工艺，集中度低，产品结构不合理，处于全球产业链分工的中、低端状态短期内还难以改变，高投入、高消耗、高污染、低效率、自动化程度低的粗放发展方式凸显，产业基础依然脆弱。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种汽缸套的制备方法，以期该方法不仅自动化程度高，而且低能耗、低污染；使制备的汽缸套无气孔、夹渣等铸造缺陷，满足使用需求。本发明的另一目的是提供一种上述汽缸套的制备方法的专用装置。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种汽缸套的制备方法，包括以下步骤：

1）熔炼：取质量百分比为20~30%的生铁、45~55%的废钢、20~30%回炉料，再加入适量的合金，在中频炉中熔炼，使其熔化成铁水，熔炼温度为1500±20℃，并用光谱仪进行成份分析，，再适当添加合金使其符合化学成份要求，得到符合要求的熔炼铁水；

2）模具喷涂：将模具中喷涂涂料，其中，喷涂模具温度400±20℃，喷涂模具转速380±10r/min，喷涂行走速度250±10mm/sec，喷涂气压0.05~015MPa，喷涂泵压0.2~0.4MPa，喷涂涂料粘度40±5s，喷涂涂料水分78±1%，喷涂涂料喷出量750±20g/10s；

3）浇注：向熔炼铁水加入占铁水重量百分比为0.7%的硅钡孕育剂，然后倒入模具中；设定浇注冷却时间，让铁水在模具成成型；浇注速度600r/min，浇注时间70s，冷却速度600r/min，冷却喷水时间根据模具温度进行调整；

4）脱模：将毛坯从模具中拔出，进行后加工（抛丸和车床机加工）；然后，清理模具上的残余涂料，进行喷涂后循环使用。

步骤1）中，化学成份要求为（质量百分比）：C:3.0~3.7%、Si:2~2.8%、Mn:0.5~1.0%、P:0.05~0.2%、S:0.15%以下、B:0.04~0.08%，剩余为铁和不可避免的杂质。

所述汽缸套的制备方法所制得的汽缸套，在所述汽缸套的外圆表面每平方厘米均匀分布15~50个高度在0.4~1.0mm的铸造锥刺或凸点。

所述汽缸套的制备方法所制得的汽缸套，所述汽缸套的机械强度不低于HT200，硬度HRB90~104。

所述汽缸套的制备方法的专用装置，包括中频炉、浇包小车、离心铸造机、浇注小车和模具；所述的中频炉设在浇包小车的一端，离心铸造机设在浇包小车的另一端，离心铸造机的另一端设浇注小车；所述的离心铸造机包括底座、外罩、第一托辊、第二托辊、电机、第一支架、第二支架和连接轴，所述的外罩设在底座上，形成一个中空的箱体结构，在箱体内设第一托辊和第二托辊，第一托辊通过第一支架固定在底座上，第二托辊通过第二支架固定在底座上，电机通过连接轴与第一托辊和第二托辊均相连，驱动第一托辊和第二托辊同步相向滚动，在第一托辊和第二托辊之间设模具，第一托辊和第二托辊同时驱动模具旋转。

所述的浇包小车包括电器柜、电机、大浇包、小浇包、前后移动小车、左右移动平台和电线；在左右移动平台上设前后移动导轨，前后移动小车在驱动机构的驱动下，沿该导轨前后移动；所述的大浇包、小浇包均设在前后移动小车上，且大浇包位于小浇包的后方，大浇包由电机驱动实现翻转；所述的电器柜通过电线与电机相连。

所述的模具包括柱形本体，在柱形本体内设离心腔体，柱形本体的两端分别为浇注端和出模端，在浇注端的端面上设有多个螺栓孔，在出模端的端面上设有多个螺栓孔，在柱形本体的外圆周上设有托辊槽。

所述的浇注小车包括移动平车、护罩、取件机构、喷涂机构和清扫机构；在移动平车底部设滚轮；所述的护罩设在移动平车的一端，在护罩内设取件机构；在紧挨取件机构旁边的移动平车上设喷涂机构；在紧挨喷涂机构旁边的移动平车上设清扫机构；所述的取件机构、喷涂机构和清扫机构均由伺服驱动。

有益效果：与现有技术相比，本发明的汽缸套的制备方法，不仅自动化程度高，而且低能耗、低污染，制得的铸件机械强度和硬度好，适宜在生产运作中推广应用。本发明的汽缸套的制备方法的专用装置，结构简单，成本低，自动化程度高，所制备的汽缸套，无气孔、夹渣等铸造缺陷，具有很好的实用性，能够产生很好的经济效益。

附图说明

图1是专用装置的流程示意图；

图2是浇包小车的结构示意图；

图3是离心铸造机的结构示意图；

图4是模具的结构示意图；

图5是浇注小车的结构示意图。

具体实施例

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

实施例1

一种汽缸套的制备方法，具体步骤如下：

1）熔炼

用质量百分比为20~30%的生铁、45~55%的废钢、20~30%回炉料，再加入适量的合金，在中频炉中熔炼，使其熔化成铁水，熔炼温度为1500±20℃，并用光谱仪进行成份分析，使其符合化学成份要求（质量百分比）：C:3.0~3.7%、Si:2~2.8%、Mn:0.5~1.0%、P:0.05~0.2%、S:0.15%以下、B:0.04~0.08%，剩余为铁和不可避免的杂质。得到符合要求的熔炼铁水；

2）模具喷涂

在模具中喷涂涂料（由膨润土和硅藻土加水组成，膨润土、硅藻土与水的质量比为1~2:1~2：10~20），其中，喷涂模具温度400±20℃，喷涂模具转速380±10r/min，喷涂行走速度250±10mm/sec，喷涂气压0.05~015MPa，喷涂泵压0.2~0.4MPa，喷涂涂料粘度40±5s，喷涂涂料水分78±1%，喷涂涂料喷出量750±20g/10s；

3）浇注

向熔炼铁水加入占铁水重量百分比为0.7±0.1%的硅钡孕育剂，用浇包小车将加入孕育剂后的铁水倒入模具中，浇包小车内铁水的温度为1480±20℃；然后，设定浇注冷却时间，让铁水在喷涂过的模具中成型，得到毛坯；浇注速度600r/min，浇注时间70s，冷却速度600r/min，冷却喷水时间根据模具温度进行调整，温度高，喷水时间长，温度低，喷水时间短，一般不低于30s；

4）脱模：将毛坯从模具中拔出，进行后加工（抛丸和车床机加工）；然后，清理模具上的残余涂料，进行喷涂后循环使用。

由上述方法制得的汽缸套，其组成除铁以及不可避免的杂质外还包括的化学成分质量百分比如下，C:3.0~3.7、Si:2~2.8、Mn:0.5~1.0、P:0.05~0.2、S:0.15以下、B:0.04~0.08。在汽缸套的外圆表面每平方厘米均匀分布15~50个高度在0.4~1.0mm的铸造锥刺或凸点；铸件的机械强度不低于HT200，硬度HRB90~104。

实施例2

一种汽缸套的制备方法的专用装置，包括中频炉1、浇包小车2、离心铸造机3、浇注小车4和模具5；中频炉1设在浇包小车2的一端，离心铸造机3设在浇包小车2的另一端，离心铸造机3的另一端设浇注小车4。

浇包小车2的结构如图2所示，主要结构包括电器柜21、电机22、大浇包23、小浇包24、前后移动小车25、左右移动平台26和电线27；在左右移动平台26上设前后移动导轨，前后移动小车25在驱动机构（图中未画出，常规的油缸、齿轮等均可）的驱动下，沿该导轨前后移动。大浇包23、小浇包24均设在前后移动小车25上，且大浇包23位于小浇包24的后方，大浇包23由电机22驱动实现翻转。电器柜21通过电线27与电机22相连。左右移动平台26由外设驱动机构实现运动。其中，电器柜21可以单独用于控制电机22，也可以用于集中控制电机22、前后移动小车25的驱动机构、左右移动平台26的驱动机构，实现集中自动控制。在工作时，该浇包小车可以实现自动和手动控制两种方式，手动时可单独控制前后移动小车25的前后移动，左右移动平台26的左右移动，大浇包23的上下翻转。当为自动控制，按下电器柜21的自动按钮，首先左右移动平台26移动到相应位置，然后前后移动小车25向前移动到相应位置，大浇包23开始向上翻转到控制位置，等待一段时间后，大浇包23向下翻转到初始位置，同时前后移动小车25向后移动到初始位置。

离心铸造机3的结构如图3所示，主要结构包括底座31、外罩32、第一托辊33、第二托辊34、电机36、第一支架37、第二支架38和连接轴39；外罩32设在底座31上，形成一个中空的箱体结构，在箱体内设第一托辊33和第二托辊34，第一托辊33通过第一支架37固定在底座31上，第二托辊34通过第二支架38固定在底座31上，电机36通过连接轴39与第一托辊33和第二托辊34均相连，驱动第一托辊33和第二托辊34同步相向滚动，在第一托辊33和第二托辊34之间设汽缸套的制造模具35。第一托辊33和第二托辊34同时驱动模具5旋转实现离心。工作时，离心铸造机由电机36带动第一托辊33和第二托辊34同步相向旋转，从而使托轮上的模具5旋转，让倒入模具5内的铁水通过离心力作用使其成型。

模具5的结构如图4所示，主要结构包括柱形本体51，在柱形本体51内设离心腔体52，两端分别为浇注端55和出模端56，在浇注端55的端面上设有4个或6个螺栓孔54，用于与前挡板（图中未画出）连接；在出模端56的端面上设有4个或6个螺栓孔54，用于与后挡板（图中未画出）连接；在柱形本体51的外圆周上设有托辊槽53，该托辊槽53不少于2个，均匀设在柱形本体51圆周上。优选在离心腔体52内壁上设喷涂层，利于产品脱模。工作时，铁水由浇注端55倒入离心腔体52中，驱动托辊通过托辊槽53驱动模具5旋转，离心成型。

浇注小车4的结构如图5所示，主要结构包括移动平车41、护罩42、取件机构43、喷涂机构44、清扫机构45和取件杆6；在移动平车41底部设滚轮46，由伺服驱动，方便移动；护罩42设在移动平车41的一端，在护罩42内设取件机构43，取件机构43包括设在支架上的取件杆6，由伺服驱动，方便产品的接收和固定；紧挨取件机构43旁边的移动平车41上设喷涂机构44，喷涂机构44优选使用喷枪进行喷涂，由伺服驱动方便移动；紧挨喷涂机构44旁边的移动平车41上设清扫机构45，清扫机构45可以为清扫刷，也可以喷嘴。工作时，取件机构43、喷涂机构44和清扫机构45在伺服驱动下分别完成取件、喷涂和清扫工作。

该装置使用时，在中频炉熔炼铁水，浇包小车将熔炼好的铁水运输倒入模具中，通过离心铸造机让铁水成型，最后通过浇注小车汽缸套脱模、清扫，模具喷涂循环生产。其中，模具设计简单，适合较长管状产品的生产，节省铸造成本，产品出模方便，浇包小车，自动化程度高，方便浇包位置的快速调整，使用便捷，减少传统人力倾倒的危险性和繁重性；而且可配套多台离心铸造机使用。经试验，所制得的汽缸套，其无气孔、夹渣等铸造缺陷，产品质量稳定，而且容易铸造，能够产生很好的经济效益。

Claims (8)

1.一种汽缸套的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）熔炼：取质量百分比为20~30%的生铁、45~55%的废钢、20~30%回炉料，再加入适量的合金，在中频炉中熔炼，使其熔化成铁水，熔炼温度为1500±20℃，并用光谱仪进行成份分析，再适当添加合金使其符合化学成份要求，得到符合要求的熔炼铁水；

2）模具喷涂：在模具中喷涂涂料，其中，喷涂模具温度400±20℃，喷涂模具转速380±10r/min，喷涂行走速度250±10mm/sec，喷涂气压0.05~015MPa，喷涂泵压0.2~0.4MPa，喷涂涂料粘度40±5s，喷涂涂料水分78±1%，喷涂涂料喷出量750±20g/10s；

3）浇注：向熔炼铁水加入占铁水重量百分比为0.7±0.1%的硅钡孕育剂，然后倒入模具中；设定浇注冷却时间，让铁水在模具成成型；浇注速度600r/min，浇注时间70s，冷却速度600r/min，冷却喷水时间根据模具温度进行调整；

4）脱模：将毛坯从模具中拔出，进行后加工；然后，清理模具上的残余涂料，进行喷涂后循环使用。

2.根据权利要求1所述汽缸套的制备方法，其特征在于：步骤1）中，化学成份要求为：C:3.0~3.7%、Si:2~2.8%、Mn:0.5~1.0%、P:0.05~0.2%、S:0.15%以下、B:0.04~0.08%，剩余为铁和不可避免的杂质。

3.权利要求1所述汽缸套的制备方法所制得的汽缸套，其特征在于：在所述汽缸套的外圆表面每平方厘米均匀分布15~50个高度在0.4~1.0mm的铸造锥刺或凸点。

4.权利要求1所述汽缸套的制备方法所制得的汽缸套，其特征在于：所述汽缸套的机械强度不低于HT200，硬度HRB90~104。

5.权利要求1所述汽缸套的制备方法的专用装置，其特征在于：包括中频炉（1）、浇包小车（2）、离心铸造机（3）、浇注小车（4）和模具（5）；所述的中频炉（1）设在浇包小车（2）的一端，离心铸造机（3）设在浇包小车（2）的另一端，离心铸造机（3）的另一端设浇注小车（4）；所述的离心铸造机（3）包括底座（31）、外罩（32）、第一托辊（33）、第二托辊（34）、电机（36）、第一支架（37）、第二支架（38）和连接轴（39），所述的外罩（32）设在底座（31）上，形成一个中空的箱体结构，在箱体内设第一托辊（33）和第二托辊（34），第一托辊（33）通过第一支架（37）固定在底座（31）上，第二托辊（34）通过第二支架（38）固定在底座（31）上，电机（36）通过连接轴（39）与第一托辊（33）和第二托辊（34）均相连，驱动第一托辊（33）和第二托辊（34）同步相向滚动，在第一托辊（33）和第二托辊（34）之间设模具（5），第一托辊（33）和第二托辊（34）同时驱动模具（5）旋转。

6.根据权利要求5所述的汽缸套的制备方法的专用装置，其特征在于：所述的浇包小车（2）包括电器柜（21）、电机（22）、大浇包（23）、小浇包（24）、前后移动小车（25）、左右移动平台（26）和电线（27）；在左右移动平台（26）上设前后移动导轨，前后移动小车（25）在驱动机构的驱动下，沿该导轨前后移动；所述的大浇包（23）、小浇包（24）均设在前后移动小车（25）上，且大浇包（23）位于小浇包（24）的后方，大浇包（23）由电机（22）驱动实现翻转；所述的电器柜（21）通过电线（27）与电机（22）相连。

7.根据权利要求5所述的汽缸套的制备方法的专用装置，其特征在于：所述的模具（5）包括柱形本体（51），在柱形本体（51）内设离心腔体（52），柱形本体（51）的两端分别为浇注端（55）和出模端（56），在浇注端（55）的端面上设有多个螺栓孔（54），在出模端（56）的端面上设有多个螺栓孔（54），在柱形本体（51）的外圆周上设有托辊槽（53）。

8.根据权利要求5所述的汽缸套的制备方法的专用装置，其特征在于：所述的浇注小车（4）包括移动平车（41）、护罩（42）、取件机构（43）、喷涂机构（44）和清扫机构（45）；在移动平车（41）底部设滚轮（46）；所述的护罩（42）设在移动平车（41）的一端，在护罩（42）内设取件机构（43）；在紧挨取件机构（43）旁边的移动平车（41）上设喷涂机构（44）；在紧挨喷涂机构（44）旁边的移动平车（41）上设清扫机构（45）；所述的取件机构（43）、喷涂机构（44）和清扫机构（45）均由伺服驱动。