CN104439074A - 一种熔模精密铸造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种熔模精密铸造方法，步骤如下：制备产品的蜡模，将蜡模和浇注系统进行焊接得到模组，在模组的外表面涂上耐火材料，进行型壳的制造，将制作好的型壳进入脱蜡工序进行脱蜡，将脱蜡好的型壳进行焙烧，焙烧温度800～900℃，焙烧时间2～3h，将焙烧后的型壳装入到的砂箱中，然后加砂进行振动紧实，将振动紧实后的砂箱运送至浇注位置，浇注前，把真空管路与砂箱的对接口对接上，启动真空系统将砂箱抽真空，向浇注系统内浇注产品合金液，产品材料合金液由浇注系统的浇口杯进入产品模型焙烧后所形成的型壳内，待产品材料合金液冷却凝固后清理得铸件。本发明具有铸件表面无鼓包、缩孔、缩松等缺陷，铸件尺寸更稳定的优点。

Description

一种熔模精密铸造方法
技术领域
本发明涉及熔模铸造技术领域，具体涉及一种熔模精密铸造方法。
背景技术
熔模精密铸造作为一种传统的铸造工艺方法，具有铸造产品表面光洁、尺寸精度高等优点，但存在制造工序多的缺陷，特别是其中造型工序的存在更加大了劳动强度，增加了制造成本。且由于在熔模精密铸造的造型过程只是简单用型砂把模壳埋上，型砂的支撑强度和硬度都很差，从而致使在浇注后出现铸件产品鼓包、缩孔、缩松等缺陷，铸件的成品率低，一直是熔模铸造难以解决的问题。
还有，国内目前80％左右的熔模铸造企业仍然采用水玻璃工艺生产，制成的模壳强度低，从而导致铸件变形、铸件尺寸稳定性低的缺陷，也是众多此行业内的企业难以控制的问题。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足，提供一种铸件表面无鼓包、缩孔、缩松等缺陷，铸件尺寸更稳定的熔模精密铸造方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种熔模精密铸造方法，步骤如下：
(1)使用模具进行注蜡制备产品的蜡模即熔模；
(2)将修光好的蜡模和浇注系统进行焊接得到模组；
(3)在模组的外表面涂上耐火材料，进行型壳的制造；
(4)将制作好的型壳进入脱蜡工序进行脱蜡；
(5)将脱蜡好的型壳进行焙烧，焙烧温度800～900℃，焙烧时间2～3h；
(6)将焙烧后的型壳装入到的砂箱中，然后加砂；
(7)将加好砂的砂箱运送至振动台上，进行振动紧实；
(8)将振动紧实后的砂箱运送至浇注位置，在砂箱上口覆盖塑料薄膜并将浇注系统直浇道口露出到塑料薄膜外，以便浇注；
(9)浇注前，把真空管路与砂箱的对接口对接上，启动真空系统将砂箱抽真空；
(10)向浇注系统内浇注产品合金液，产品材料合金液由浇注系统的浇口杯进入产品模型焙烧后所形成的型壳内；
(11)待产品材料合金液冷却凝固后清理得铸件。
本发明的浇注系统，包括浇口杯，设置于浇口杯下方的直浇道，所述的直浇道下方连接有第一内浇道和第二内浇道，所述的第一内浇道与第二内浇道相互垂直且均与产品模型所在的型壳相连通；采用上述这种特殊结构的浇注系统，可以保证浇注时可以从多个方向进入型壳，避免从同一方向浇注的金属液飞溅、湍流造成填充不紧实，且型壳填满速度快，金属液冷却、冷凝的时间差小，产品性能一致性高；且采用相互垂直的内浇道金属液填充的更加紧实、保证不留死角，最终制备出的产品无缺陷。
本发明步骤(3)所述的在模组的外表面涂上耐火材料，进行型壳的制造，具体为：将模组浸涂由320目石英粉8-12份，水玻璃0.5-1.5份，水8-12份配置的耐火涂料后，撒上耐火材料石英砂，铝矾土，再经干燥、硬化；如此反复多次直到耐火涂挂层达到40～50mm的厚度，在模组上形成多层型壳，停放4h以上，使其充分硬化。
本发明步骤(4)所述的将制作好的型壳进行脱蜡，具体为：采用热水脱蜡，脱蜡水温控制在90-95℃。
本发明步骤(7)所述的将加好砂的砂箱运送至振动台上，进行振动紧实，具体为：振动频率采用50HZ工频，振幅控制在0.4-1mm。
本发明步骤(9)所述的浇注前，把真空管路与砂箱的对接口对接上，启动真空系统将砂箱抽真空，具体为：真空度控制在-0.03-0.06MPa范围内。
本发明步骤(10)所述的产品合金液的重量百分比组成为：碳：0.30-0.37％硅：0.30-0.50％锰：0.50-0.80％硫：≤0.035％磷：≤0.035％铬：0.80-1.20％镍：≤0.03％钼：0.20-0.30％铜≤0.25％，余量为铁。采用这种合金成分结合上述特殊的浇注系统，保证铸件不变形、铸件尺寸稳定高。
本发明的优点和有益效果为：
1、采用本发明的造型紧实浇注抽真空的熔模精密铸造方法，由于增加了机器造型、振动紧实和浇注抽真空，因此解决了由于水玻璃模壳强度低的问题，这样就不会使铸件产生鼓包，变形和尺寸不稳定的缺陷问题，铸件的成品率大幅度提高；且由于采用机器造型，型砂通过砂处理系统循环使用，从而大大减轻了劳动强度和车间粉尘污染，降低了制造成本。
2、采用本发明的造型紧实浇注抽真空的熔模精密铸造方法，使用浇注过程抽真空，可以使型壳和造型砂紧密成一个牢固的整体，能够抵抗住钢液的冲击压力，从而使铸件 产品尺寸更稳定，精度更高。
3、采用本发明的造型紧实浇注抽真空的熔模精密铸造方法，由于型砂是通过砂处理进行循环使用，因为没有废砂的产生污染比传统熔模精密铸造更加环保。
4.本发明对浇注系统的结构进行了特殊的限定，同时也对浇注的金属液的成分进行了限定，并严格控制合适的真空度，三者结合，相互作用，使得浇注出的产品表面凹坑、气泡等缺陷少，产品成品率高，且浇注的更加紧实，产品各个部位的性能一致性高。
附图说明
附图1为本发明熔模精密铸造方法的产品模型及浇注系统结构示意图。
如图所示：1、直浇道(直浇道棒)，2、内浇道，3、产品模型，4、浇口杯。
附图2本发明砂箱结构示意图。
如图所示：5.砂箱本体，6.真空接口，7.真空室，8.真空室上部通气筛网(主要是起到透气并能阻止型砂进入真空室)。
具体实施方式
下面结合附图通过具体实施例进一步描述本发明，但本发明不仅仅局限于以下实施例。
实施例
制备步骤： 
(1)产品选择PRZ35，材料为ZG35Cr1Mo(碳：0.30-0.37％硅：0.30-0.50％锰：0.50-0.80％硫：≤0.035％磷：≤0.035％铬：0.80-1.20％镍：≤0.03％钼：0.20-0.30％铜≤0.25％)，向产品胶模中注入蜡，制作出产品蜡模型80件即熔模，成型冷却后，进行修光(所谓修光即修整蜡模，一般的，注蜡后取出的蜡模或多或少存在一些问题；对于飞边，多重边，夹痕，花头不清晰或搭边等缺陷可以用手术刀片修光)；
(2)将修光好的蜡模进行焊接、检验，用焊接法即用薄片状的烙铁，将熔模的连接部位融化，把铸件的熔模与浇注系统组合焊在一起，得到模组；
(3)将组合好的模组进行型壳的制造；型壳的制造工艺大体与传统熔模精密铸造型壳的制造工艺相同，具体如下：将模组浸涂由320目石英粉10份，水玻璃1分，水10份配置的耐火涂料后，撒上耐火材料石英砂，铝矾土等，再经干燥、硬化(是常温干燥，硬化)，如此反复多次，直到耐火涂挂层达到需要的厚度为止(本实施例涂层厚度为40～50mm)，在模组上形成多层型壳，停放4h以上，使其充分硬化。
(4)将制作好的型壳进行脱蜡，这里采用的是热水脱蜡，脱蜡水温控制在90-95℃，在自动脱蜡线上进行脱蜡；
(5)将脱蜡好的型壳进行焙烧，焙烧温度850℃，焙烧时间2.5h，使得型壳内的泡沫模型熔去；
(6)将焙烧后的型壳装入特制的砂箱，砂箱具体结构如附图2所示：包括箱体5，箱体5内装模组，砂箱上设有真空接口6和真空室7，真空室上部设置通气筛网8，然后向箱体内加砂；
(7)将加好砂的砂箱运送至振动台上，进行振动紧实，振动频率采用50HZ工频，振幅控制在0.4-1mm；
(8)将振动紧实后的砂箱运送至浇注位置，在砂箱上口覆盖塑料薄膜(密封砂箱，保持真空度)并将直浇道口露出到塑料薄膜外，以便浇注；
(9)浇注前，把真空管路与砂箱的对接口对接上，启动真空系统将砂箱抽真空，真空度控制在-0.03-0.06MPa范围内；
(10)向型壳内浇注产品材料合金液，产品材料合金液由浇注系统的浇口杯4进入直浇道棒1，经直浇道棒1两侧的内浇道2进入产品模型3焙烧后所形成的型壳内，其它与传统熔模精密铸造浇注工艺相同；
(11)待产品材料合金液冷却凝固4小时以上(其他产品根据产品壁厚有不同的工艺要求)后清理得铸件，清理工艺与传统熔模精密铸造浇注工艺相同；基本过程如下：采用震动清理从铸件上清除型壳，然后从浇注系统取下铸件去除铸件上粘附的型壳耐火材料，铸件热处理后的去除氧化层等清理。
上述产品蜡模的制作、蜡模进行修模、焊接、检验及与浇注系统组合、型壳的制造、脱蜡、焙烧、浇注等过程大体和常规熔模精密铸造技术相同；本发明主要发明点在于采用造型紧实、浇注抽真空。
将本发明的采用造型紧实浇注抽真空铸造方法生产的产品进行检验，其结果如下：80件产品铸件表面无鼓包等铸造缺陷。
将其中5件产品进行尺寸检验，结果如表1。
表1铸件尺寸
(上表中空格处为无公差要求的工件)
由上述表格可知，本发明的方法制备的铸件的尺寸更稳定，即制备的铸件尺寸与标准(与普通熔模精密铸造相比)铸件尺寸比较偏差小。

Claims (7)

1.一种熔模精密铸造方法，其特征在于：步骤如下：
(1)使用产品模具进行注蜡，制备出待铸造的产品的蜡模即熔模；
(2)将蜡模修光然后与浇注系统进行焊接得到模组；
(3)在模组的外表面涂上耐火材料，进行型壳的制造；
(4)将制作好的型壳进入脱蜡工序进行脱蜡；
(5)将脱蜡好的型壳进行焙烧，焙烧温度800～900℃，焙烧时间2～3h；
(6)将焙烧后的型壳装入到的砂箱中，然后加砂；
(7)将加好砂的砂箱运送至振动台上，进行振动紧实；
(8)将振动紧实后的砂箱运送至浇注位置，在砂箱上口覆盖塑料薄膜并将浇注系统直浇道口露出到塑料薄膜外，以便浇注；
(9)浇注前，把真空管路与砂箱的对接口对接上，启动真空系统将砂箱抽真空；
(10)向浇注系统内浇注产品合金液，产品材料合金液由浇注系统的浇口杯进入产品模型焙烧后所形成的型壳内；
(11)待产品材料合金液冷却凝固后清理得铸件。
2.根据权利要求1所述的熔模精密铸造方法，其特征在于：所述的浇注系统，包括浇口杯，设置于浇口杯下方的直浇道，所述的直浇道下方连接有第一内浇道和第二内浇道，所述的第一内浇道与第二内浇道相互垂直且均与产品模型所在的型壳相连通。
3.根据权利要求1所述的熔模精密铸造方法，其特征在于：步骤(3)所述的在模组的外表面涂上耐火材料，进行型壳的制造，具体为：将模组浸涂由320目石英粉8-12份，水玻璃0.5-1.5份，水8-12份配置的耐火涂料后，撒上耐火材料石英砂，铝矾土，再经干燥、硬化；如此反复多次直到耐火涂挂层达到40～50mm的厚度，在模组上形成多层型壳，停放4h以上使其充分硬化。
4.根据权利要求1所述的熔模精密铸造方法，其特征在于：步骤(4)所述的将制作好的型壳进行脱蜡，具体为：采用热水脱蜡，脱蜡水温控制在90-95℃。
5.根据权利要求1所述的熔模精密铸造方法，其特征在于：步骤(7)所述的将加好砂的砂箱运送至振动台上，进行振动紧实，具体为：振动频率采用50HZ工频，振幅值控制在0.4-1mm。
6.根据权利要求1所述的熔模精密铸造方法，其特征在于：步骤(9)所述的浇注前，把真空管路与砂箱的对接口对接上，启动真空系统将砂箱抽真空，具体为：抽真空的真空度控制在-0.03-0.06MPa范围内。
7.根据权利要求1所述的熔模精密铸造方法，其特征在于：步骤(10)所述的产品合金液的重量百分比组成为：碳：0.30-0.37％硅：0.30-0.50％锰：0.50-0.80％硫：≤0.035％磷：≤0.035％铬：0.80-1.20％镍：≤0.03％钼：0.20-0.30％铜≤0.25％，余量为铁。
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