CN104759591A - 一种压塑机本台的铸造工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铸造工艺改进技术，是一种压塑机本台的铸造工艺方法，其特征是：选用密度为19-20g/l的聚苯乙烯泡沫板材用泡沫制作与压塑机本台铸件的形状、结构完全相同的泡沫模型，选用密度为20-21g/l的聚苯乙烯泡沫板材制作与压塑机本台铸件的下腔部位形状、结构完全相同的专用泡沫胎模，在组装好的模型表面涂料烘干后布置浇道，采用特制的成孔芯棒对闷头孔和长通孔铸造成型，使用集冲型、排气、排渣、补缩于一体的阶梯式浇注系统，最后对铸件进行落纱清理；本发明制作铸件周期短，成本低，解决了实型铸造工艺容易产生表面夹渣、皱皮、缩松等缺陷问题。
Description
技术领域
本发明涉及铸造工艺改进技术，尤其是一种压塑机本台的铸造工艺方法。
背景技术
压塑机本台铸件结构复杂，平均壁厚65mm，最厚处达450mm，单重18t，装配面形状不规则且质量要求严格，Φ100深170mm闷头孔4个，Φ70深540mm长通孔5个，总体铸造难度较大，参见图1。由于传统的木模造型、制芯拼接工艺，制作周期长，成本高，而目前采用树脂砂实型铸造工艺不翻箱，装配面朝下放置造型，产生的铸件装配面化学粘砂严重，无法清理，且铸件容易产生缩松、表面夹渣、闷头孔堵死无法清理等缺陷。
发明内容
本发明目的就是要解决木模制作周期长，成本高，而现行的树脂砂实型铸造工艺产生的铸件粘砂严重，容易产生缩松、表面夹渣、闷头孔堵死无法清理等问题，提供一种压塑机本台的铸造工艺方法。
本发明的具体方案是：一种压塑机本台的铸造工艺方法，包括以下步骤：
（1）泡沫模型制作：在零件图的基础上加上0.92%收缩率，加上12mm机械加工余量，制作泡沫模型三维图，根据压塑机本台的结构特点分隔成12个模块，选用密度为19-20g/l的聚苯乙烯泡沫板材，采用数控雕刻和电热丝切割两种方式进行下料制作模块，将模块粘接组装成模型，所述泡沫模型与压塑机本台铸件的形状、结构完全相同；
（2）专用泡沫胎模制作：选用密度为20-21g/l的聚苯乙烯泡沫板材下料制模，所述专用泡沫胎模与压塑机本台铸件的下腔部位形状、结构完全相同，以保证造型时作为底部支撑；
（3）烘干涂料：将组装好的模型放置在55-60℃的烘干窑内烘烤10-12h，在模型表面涂刷醇基石墨涂料，首遍涂料采用切向刷涂，二遍涂料采用横向刷涂，涂料厚度控制在3-3.5mm；
（4）布置浇道：在干燥的模型中设置阶梯式浇注系统；
（5）造型：将专用泡沫胎模固定在造型平台上，把泡沫模型放在专用泡沫胎模上，放砂造箱底，待完全固化后翻箱，取出专用泡沫胎模后造箱盖；在压塑机本台前端的闷头孔和长通孔中一一对应放置一根特制的成孔芯棒，所述特制的成孔芯棒是选择尺寸与闷头孔和长通孔相当的陶瓷管，并在陶瓷管内部填树脂砂、中间插钢筋棍进行捣实成型，每根陶瓷管外刷醇基石墨涂料，待完全固化后置于泡沫模型的对应孔中；
（6）浇注：采用双包同时浇注，浇注温度控制在1420±8℃，浇注成分控制为：C：3.4-3.6%，Si：2.3-2.5%，Mn：0.4-0.6%，P≤0.06%，S≤0.012%，Cu：0.4-0.6%，残Mg：0.04-0.06%；
（7）落砂清理：铸件在砂型内保温时间控制在48h以上，冷却后开箱落纱，对铸件进行清理。
本发明中所述阶梯式浇注系统分布在泡沫模型的前后两侧，前侧阶梯式浇注系统包括上下左右的四条水平浇道、一条垂直浇道和六条内浇道，左右两条水平浇道布置在泡沫模型顶部的左右边缘且与上水平浇道贯通，下水平浇道布置在泡沫模型前侧底部的边缘，内浇道连接铸件和水平浇道，垂直浇道与上下呈阶梯式结构的两条水平浇道贯通，垂直浇道的顶部设有一浇口杯，左右两条水平浇道上均布有若干个冒口，后侧的阶梯式浇注系统与前方的阶梯式浇注系统结构相同，所述阶梯式浇注系统即利于排气又使铁液中的渣子和泡沫气化产生的渣子充分上浮，且能够持续填充热的铁液，保证冒口的补缩作用和杜绝铸件表面夹渣缺陷。
本发明采用树脂砂实型铸造工艺，用泡沫模型和专用泡沫胎模代替传统的木模造型、制芯拼接工艺，大大节省了模型的制作周期和制作成本，避免了实型模型在气化过程中陶瓷管移位，中间插钢筋棍与砂型固定；同时采用集冲型、排气、排渣、补缩于一体的浇注系统设计，解决了实型铸造工艺容易产生表面夹渣、皱皮、缩松等缺陷问题；浇注过程中对浇注料配方进行优化，对铸件的强度、抗磨损及抗冲击均有不同程度的提高。
附图说明
图1是本发明压塑机本台的结构示意图；
图2是本发明泡沫模型与专用泡沫胎模装配示意图；
图3是本发明压塑机本台的A-A面剖面示意图；
图4是图3的局部放大示意图；
图5是本发明的浇注系统示意图；
图中：1—泡沫模型，2—专用泡沫胎模，3—闷头孔，4—长通孔，5—左水平浇道，6—右水平浇道，7—上水平浇道，8—下水平浇道，9—垂直浇道，10—冒口，11—浇口杯，12—钢筋棍，13—树脂砂，14—陶瓷管，15—内浇道。
具体实施方式
实施例1
参见图1-5，本发明包括以下步骤：
（1）泡沫模型制作：在零件图的基础上加上0.92%收缩率，加上12mm机械加工余量，制作泡沫模型三维图，根据压塑机本台的结构特点分隔成12个模块，选用密度为19g/l的聚苯乙烯泡沫板材，采用数控雕刻和电热丝切割两种方式进行下料制作模块，将模块粘接组装成模型，所述泡沫模型1与压塑机本台铸件的形状、结构完全相同；
（2）专用泡沫胎模制作：选用密度为20g/l的聚苯乙烯泡沫板材下料制模，所述专用泡沫胎模2与压塑机本台铸件的下腔部位形状、结构完全相同，以保证造型时作为底部支撑；
（3）烘干涂料：将组装好的模型放置在55℃的烘干窑内烘烤12h，在模型表面涂刷醇基石墨涂料，首遍涂料采用切向刷涂，二遍涂料采用横向刷涂，涂料厚度控制在3mm；
（4）布置浇道：在干燥的模型中设置阶梯式浇注系统；
（5）造型：将专用泡沫胎模2固定在造型平台上，把泡沫模型1放在专用泡沫胎模2上，放砂造箱底，待完全固化后翻箱，取出专用泡沫胎模2后造箱盖；在压塑机本台前端的闷头孔3和长通孔4中一一对应放置一根特制的成孔芯棒，所述特制的成孔芯棒是选择尺寸与闷头孔3和长通孔4相当的陶瓷管14，并在陶瓷管14内部填树脂砂13、中间插钢筋棍12进行捣实成型，每根陶瓷管14外刷醇基石墨涂料，待完全固化后置于泡沫模型1的对应孔中；
（6）浇注：采用双包同时浇注，浇注温度控制在1412℃，浇注成分控制为：C：3.4%，Si：2.5%，Mn：0.6%，P：0.06%，S：0.012%，Cu：0.4%，残Mg：0.06%；
（7）落砂清理：铸件在砂型内保温时间控制在48h以上，冷却后开箱落砂，对铸件进行清理。
本实施例中所述阶梯式浇注系统分布在泡沫模型1的前后两侧，前侧阶梯式浇注系统包括上下左右的四条水平浇道5、6、7、8、一条垂直浇道9和六条内浇道15，左右两条水平浇道5、6布置在泡沫模型1顶部的左右边缘并与上水平浇道7贯通，下水平浇道8布置在泡沫模型1前侧底部的边缘，内浇道15连接铸件和水平浇道8，垂直浇道9与呈阶梯式结构的上下两条水平7、8浇道贯通，垂直浇道9的顶部设有一浇口杯11，左右两条水平浇道5、6上均布有3个冒口10，后侧的阶梯式浇注系统与前方的阶梯式浇注系统结构相同，所述阶梯式浇注系统即利于排气又使铁液中的渣子和泡沫气化产生的渣子充分上浮，且能够持续填充热的铁液，保证冒口10的补缩作用和杜绝铸件表面夹渣缺陷。
本实施例中的浇注料配方，碳当量为4.2，硅碳比为0.735，成型后的铸件抗拉强度达到542，延伸率达到9%。
实施例2
参见图1-5，本发明包括以下步骤：
（1）泡沫模型制作：在零件图的基础上加上0.92%收缩率，加上12mm机械加工余量，制作泡沫模型三维图，根据压塑机本台的结构特点分隔成12个模块，选用密度为20g/l的聚苯乙烯泡沫板材，采用数控雕刻和电热丝切割两种方式进行下料制作模块，将模块粘接组装成模型，所述泡沫模型1与压塑机本台铸件的形状、结构完全相同；
（2）专用泡沫胎模制作：选用密度为21g/l的聚苯乙烯泡沫板材下料制模，所述专用泡沫胎模2与压塑机本台铸件的下腔部位形状、结构完全相同，以保证造型时作为底部支撑；
（3）烘干涂料：将组装好的模型放置在60℃的烘干窑内烘烤10h，在模型表面涂刷醇基石墨涂料，首遍涂料采用切向刷涂，二遍涂料采用横向刷涂，涂料厚度控制在3.5mm；
（4）布置浇道：在干燥的模型中设置阶梯式浇注系统；
（5）造型：将专用泡沫胎模2固定在造型平台上，把泡沫模型1放在专用泡沫胎模2上，放砂造箱底，待完全固化后翻箱，取出专用泡沫胎模2后造箱盖；在压塑机本台前端的闷头孔3和长通孔4中一一对应放置一根特制的成孔芯棒，所述特制的成孔芯棒是选择尺寸与闷头孔3和长通孔4相当的陶瓷管14，并在陶瓷管14内部填树脂砂13、中间插钢筋棍12进行捣实成型，每根陶瓷管14外刷醇基石墨涂料，待完全固化后置于泡沫模型1的对应孔中；
（6）浇注：采用双包同时浇注，浇注温度控制在1428℃，浇注成分控制为：C：3.6%，Si：2.3%，Mn：0.4%，P：0.042%，S：0.006%，Cu：0.4%，残Mg： 0.04%；
（7）落砂清理：铸件在砂型内保温时间控制在48h以上，冷却后开箱落砂，对铸件进行清理。
本实施例中所述阶梯式浇注系统分布在泡沫模型1的前后两侧，前侧阶梯式浇注系统包括上下左右的四条水平浇道5、6、7、8、一条垂直浇道9和六条内浇道15，左右两条水平浇道5、6布置在泡沫模型1顶部的左右边缘并与上水平浇道7贯通，下水平浇道8布置在泡沫模型1前侧底部的边缘，内浇道15连接铸件和水平浇道8，垂直浇道9与呈阶梯式结构的上下两条水平7、8浇道贯通，垂直浇道9的顶部设有一浇口杯11，左右两条水平浇道5、6上均布有3个冒口10，后侧的阶梯式浇注系统与前方的阶梯式浇注系统结构相同，所述阶梯式浇注系统即利于排气又使铁液中的渣子和泡沫气化产生的渣子充分上浮，且能够持续填充热的铁液，保证冒口10的补缩作用和杜绝铸件表面夹渣缺陷。
本实施例中的浇注料配方，碳当量为4.4，硅碳比为0.639，成型后的铸件抗拉强度达到554 ，延伸率达到10%。
实施例3
参见图1-5，本发明包括以下步骤：
（1）泡沫模型制作：在零件图的基础上加上0.92%收缩率，加上12mm机械加工余量，制作泡沫模型三维图，根据压塑机本台的结构特点分隔成12个模块，选用密度为19.5g/l的聚苯乙烯泡沫板材，采用数控雕刻和电热丝切割两种方式进行下料制作模块，将模块粘接组装成模型，所述泡沫模型1与压塑机本台铸件的形状、结构完全相同；
（2）专用泡沫胎模制作：选用密度为20.5g/l的聚苯乙烯泡沫板材下料制模，所述专用泡沫胎模2与压塑机本台铸件的下腔部位形状、结构完全相同，以保证造型时作为底部支撑；
（3）烘干涂料：将组装好的模型放置在58℃的烘干窑内烘烤11h，在模型表面涂刷醇基石墨涂料，首遍涂料采用切向刷涂，二遍涂料采用横向刷涂，涂料厚度控制在3.3mm；
（4）布置浇道：在干燥的模型中设置阶梯式浇注系统；
（5）造型：将专用泡沫胎模2固定在造型平台上，把泡沫模型1放在专用泡沫胎模2上，放砂造箱底，待完全固化后翻箱，取出专用泡沫胎模2后造箱盖；在压塑机本台前端的闷头孔3和长通孔4中一一对应放置一根特制的成孔芯棒，所述特制的成孔芯棒是选择尺寸与闷头孔3和长通孔4相当的陶瓷管14，并在陶瓷管14内部填树脂砂13、中间插钢筋棍12进行捣实成型，每根陶瓷管14外刷醇基石墨涂料，待完全固化后置于泡沫模型1的对应孔中；
（6）浇注：采用双包同时浇注，浇注温度控制在1420℃，浇注成分控制为：C：3.5%，Si：2.4%，Mn：0.5%，P：0.04%，S：0.08%，Cu：0.5%，残Mg：0.05%；
（7）落砂清理：铸件在砂型内保温时间控制在48h以上，冷却后开箱落砂，对铸件进行清理。
本实施例中所述阶梯式浇注系统分布在泡沫模型1的前后两侧，前侧阶梯式浇注系统包括上下左右的四条水平浇道5、6、7、8、一条垂直浇道9和六条内浇道15，左右两条水平浇道5、6布置在泡沫模型1顶部的左右边缘并与上水平浇道7贯通，下水平浇道8布置在泡沫模型1前侧底部的边缘，内浇道15连接铸件和水平浇道8，垂直浇道9与呈阶梯式结构的上下两条水平7、8浇道贯通，垂直浇道9的顶部设有一浇口杯11，左右两条水平浇道5、6上均布有3个冒口10，后侧的阶梯式浇注系统与前方的阶梯式浇注系统结构相同，所述阶梯式浇注系统即利于排气又使铁液中的渣子和泡沫气化产生的渣子充分上浮，且能够持续填充热的铁液，保证冒口10的补缩作用和杜绝铸件表面夹渣缺陷。
本实施例中的浇注料配方，碳当量为4.3，硅碳比为0.686，成型后的铸件抗拉强度达到562 ，延伸率达到11%。
Claims (2)
1.一种压塑机本台的铸造工艺方法，其特征是：包括以下步骤：
（1）泡沫模型制作：在零件图的基础上加上0.92%收缩率，加上12mm机械加工余量，制作泡沫模型三维图，根据压塑机本台的结构特点分隔成12个模块，选用密度为19-20g/l的聚苯乙烯泡沫板材，采用数控雕刻和电热丝切割两种方式进行下料制作模块，将模块粘接组装成模型，所述泡沫模型与压塑机本台铸件的形状、结构完全相同；
（2）专用泡沫胎模制作：选用密度为20-21g/l的聚苯乙烯泡沫板材下料制模，所述专用泡沫胎模与压塑机本台铸件的下腔部位形状、结构完全相同，以保证造型时作为底部支撑；
（3）烘干涂料：将组装好的模型放置在55-60℃的烘干窑内烘烤10-12h，在模型表面涂刷醇基石墨涂料，首遍涂料采用切向刷涂，二遍涂料采用横向刷涂，涂料厚度控制在3-3.5mm；
（4）布置浇道：在干燥的模型中设置阶梯式浇注系统；
（5）造型：将专用泡沫胎模固定在造型平台上，把泡沫模型放在专用泡沫胎模上，放砂造箱底，待完全固化后翻箱，取出专用泡沫胎模后造箱盖；在压塑机本台前端的闷头孔和长通孔中一一对应放置一根特制的成孔芯棒，所述特制的成孔芯棒是选择尺寸与闷头孔和长通孔相当的陶瓷管，并在陶瓷管内部填树脂砂、中间插钢筋棍进行捣实成型，每根陶瓷管外刷醇基石墨涂料，待完全固化后置于泡沫模型的对应孔中；
（6）浇注：采用双包同时浇注，浇注温度控制在1420±8℃，浇注成分控制为：C：3.4-3.6%，Si：2.3-2.5%，Mn：0.4-0.6%，P≤0.06%，S≤0.012%，Cu：0.4-0.6%，残Mg：0.04-0.06%；
（7）落砂清理：铸件在砂型内保温时间控制在48h以上，冷却后开箱落纱，对铸件进行清理。
2.根据权利要求1所述的一种压塑机本台的铸造工艺方法，其特征是：所述阶梯式浇注系统分布在泡沫模型的前后两侧，前侧阶梯式浇注系统包括上下左右的四条水平浇道、一条垂直浇道和六条内浇道，左右两条水平浇道布置在泡沫模型顶部的左右边缘且与上水平浇道贯通，下水平浇道布置在泡沫模型前侧底部的边缘，内浇道连接铸件和水平浇道，垂直浇道与上下呈阶梯式结构的两条水平浇道贯通，垂直浇道的顶部设有一浇口杯，左右两条水平浇道上均布有若干个冒口，后侧的阶梯式浇注系统与前方的阶梯式浇注系统结构相同，所述阶梯式浇注系统即利于排气又使铁液中的渣子和泡沫气化产生的渣子充分上浮，且能够持续填充热的铁液，保证冒口的补缩作用和杜绝铸件表面夹渣缺陷。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |