CN105108064A

CN105108064A - 采用铁型覆砂工艺铸造地铁机车上轴承盖的方法

Info

Publication number: CN105108064A
Application number: CN201510620430.8A
Authority: CN
Inventors: 温文林; 刘春晖; 冯奇宏; 杨永杰; 张永芳; 许沛沃
Original assignee: HOUMA JINFENG MACHINERY CASTING Co Ltd
Current assignee: HOUMA JINFENG MACHINERY CASTING Co Ltd
Priority date: 2015-09-26
Filing date: 2015-09-26
Publication date: 2015-12-02

Abstract

本发明涉及一种采用铁型覆砂工艺铸造地铁机车上轴承盖的方法，该方法通过铁型覆砂工艺得到完整的轴承盖形状的型腔，下一个砂芯，直接铸出轴承盖零件，这样有效提高了铸件的外观和内在质量，降低铸件报废率，减轻铸件重量20%，铸造好的轴承盖无需热处理及钻孔加工，且有效消除了轴承盖内部缩松、缩孔、裂纹的缺陷，另外，该方法工艺简单，节约了大量时间和人力、设备等成本，大大提高了企业的生产效率，采用该方法可降低生产成本35%，经济效益显著，市场前景广阔，便于在大多数铸造企业推广使用。

Description

采用铁型覆砂工艺铸造地铁机车上轴承盖的方法

技术领域

本发明属于铸造领域，具体涉及一种采用铁型覆砂工艺铸造地铁机车上轴承盖的方法。

背景技术

在现有的工业生产中，生产地铁机车上轴承盖铸件均采用自硬砂造型技术工艺。该工艺在制备的过程中存在以下缺陷：由于自硬砂工艺中铁水冷却慢导致铸件内部产生的缩松、缩孔、裂纹，质量不稳定；铸件冷却速度慢，内部组织不致密，球化级别低（3级），材质不稳定，生产的铸件外观粗糙差，铸件加工余量大，铸好的轴承盖铸件再进行钻孔等加工，不仅浪费材料，而且机加工成本高，生产工序复杂，工人劳动强度大，生产效率低。另外，该工艺自硬树脂用量大，原砂用量大，导致生产成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种采用铁型覆砂工艺铸造地铁机车上轴承盖的方法，该方法能够有效消除球墨铸铁轴承盖内部缩松、缩孔、裂纹，提高铸件的表面粗糙度，在保证铸件机械性能的前提下，可提高外观质量，并大大降低零件的生产成本。

本发明的技术方案：一种采用铁型覆砂工艺铸造地铁机车上轴承盖的方法，包括以下步骤：

（1）设计制作一套与地铁机车上轴承盖形状完全一致的上、下模型作为母模，上模型固定在上型板上，下模型固定在下型板上；

（2）设计制作一套与地铁机车上轴承盖空腔一致的芯盒；

（3）制作与上、下模型相关联的铁模外型，铁模外型与上、下模型配套时其间隙为5～7mm；

（4）把上、下型板吊至射砂机上并固定，加热至230～270℃，并且合上铁模外型，射砂板到位夹紧，然后射砂，固化25秒；

（5）把芯盒固定在制芯机上，合模加热至170～200℃，射砂板到位夹紧，然后射砂，固化5～7分钟，开模取芯并去掉劈缝；

（6）将覆膜砂通过射砂机的射砂孔射至预先设计好的铁模外型上，使覆膜砂充满至上、下模型和铁模外型之间的空腔，30秒后起模，自然冷却25～30s后，依次得到上、下覆砂的铁模外型型腔，下铁模、下砂芯并粘接紧，即得到可合箱浇注的型腔；

（7）将88%生铁和12%废钢的原材料配比后放入中频熔炼炉内加热，熔炼出炉铁水的温度为1530℃；

（8）在球化包内加入球化剂0.9%，硅铁7%，采用冲入法对铁水进行球化处理；

（9）合箱夹紧固定后浇注处理后的铁水，浇注时间为8分钟，浇注温度控制在1330～1430℃，即可得到C：3.75~3.88%，Si:1.95~2.2%，S≤0.02%，P:≤0.035%;Mn：≤0.015%，其余为Fe的球墨铸铁轴承盖毛坯零件，保温20分钟后开箱取出铸件。

进一步地，所述母模括设计制作轴承盖工装模具、芯盒、浇注系统、加热型板和底座。

进一步地，所述铁模外型与母模配套时间隙为5～7mm；

进一步地，所述射砂机的型号为IFSI260卡斯丁覆砂造型机。

进一步地，所述上型板上并排设置有两个上模型。

进一步地，所述下型板上并排设置有两个下模型。

进一步地，所述上模型为所述轴承盖带安装孔的端面模型。

进一步地，所述下模型为所述轴承盖内部复杂结构的模型。

进一步地，所述上型板和下型板上分别设有用于排气的排气阀。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明通过铁型覆砂工艺得到完整的轴承盖形状的型腔，下一个砂芯，直接铸出轴承盖零件，有效提高了铸件的外观和内在质量，降低铸件报废率，减轻铸件重量20%，铸造好的轴承盖无需热处理及钻孔加工，且有效消除了轴承盖内部缩松、缩孔、裂纹的缺陷。

2、铸造的球墨铸铁轴承盖质量稳定，内部组织致密，球化级别1～2级，石墨大小6～8级，材质稳定，抗拉强度бb≥400MPa，延伸率δ≥18%，-20℃低温冲击值AK≥12J/m²，铸件粗糙度可达到Ra25μm，铸件加工余量可降到2.5mm，节约材料，机加工成本降低。

3、生产工艺稳定，生产简练，有效降低了工人劳动强度，提高了生产效率，同样人员，铁型覆砂生产效率是自硬砂的6倍，采用该方法可为企业节约大量时间和人力、设备等成本，可为企业降低生产成本约35%。

4、铸件所用树脂砂用量少，而且可回收，有效降低了铸造成本，从而提高了企业的经济效益，该铸造方法市场前景广阔，适合绝大多数铸造企业。

附图说明

图1是本发明中铁模外型的俯视图；

图2是本发明中上型板的俯视图；

图3是本发明中下型板的俯视图；

图4是本发明中芯盒的结构示意图；

图5是本发明中芯盒的另一结构示意图；

图6是本发明中上模型的俯视图；

图7是图6沿纵向中心线的剖视图；

图8是本发明中下模型的俯视图；

图9是图8沿纵向中心线的剖视图。

图中：1-上模型，2下模型，3-上型板，4-下型板，5-铁模外型，6-芯盒，7-芯盒。

具体实施方式

实施例1

一种采用铁型覆砂工艺铸造地铁机车上轴承盖的方法，包括以下步骤：

（1）设计制作一套与地铁机车上轴承盖形状完全一致的上、下模型作为母模，所述母模括设计制作轴承盖工装模具、芯盒、浇注系统、加热型板和底座。如图2、图3，图6～9所示，上模型1固定在上型板3上，下模型2固定在下型板4上，所述上型板3上并排设置有两个上模型1，所述下型板4上并排设置有两个下模型2，这样可提高加工铸件的效率。所述上型板3和下型板4上分别设有用于排气的排气阀，便于将铸造时产生的热气排出。（2）设计制作一套与地铁机车上轴承盖空腔一致的芯盒，如图4、图5所示。（3）制作与上、下模型相关联的铁模外型，如图1所示，铁模外型与上、下模型配套时其间隙为5mm；（4）把上、下型板3、4吊至射砂机上并固定，加热至270℃，并且合上铁模外型5，射砂板到位夹紧，然后射砂，固化25秒；（5）把芯盒6、7固定在制芯机上，合模加热至200℃，射砂板到位夹紧，然后射砂，固化5分钟，开模取芯并去掉劈缝，所述制芯机为本公司自制。（6）将覆膜砂通过射砂机的射砂孔射至预先设计好的铁模外型上，使覆膜砂充满至上、下模型和铁模外型之间的空腔，30秒后起模，自然冷却30s后，依次得到上、下覆砂的铁模外型型腔，下铁模、下砂芯并粘接紧，即得到可合箱浇注的型腔；（7）将88%生铁和12%废钢的原材料配比后放入中频熔炼炉内加热，熔炼出炉铁水的温度为1530℃；（8）在球化包内加入球化剂0.9%，硅铁7%，采用冲入法对铁水进行球化处理；（9）合箱夹紧固定后浇注处理后的铁水，浇注时间为8分钟，浇注温度控制在1430℃，即可得到C3.88%，Si:2.2%，S0.02%，P:0.035%;Mn：0.015%，其余为Fe的球墨铸铁轴承盖毛坯零件，保温20分钟后开箱取出铸件。

铸造的球墨铸铁轴承盖铸件经清理打磨后，各项性能指标均能满足图纸要求，无需热处理及钻孔等加工处理，经检测，铸件的球化级别为2级，石墨大小8级，硬度HB=210，抗拉强度бb=550MPa，延伸率δ=18%，-20℃低温冲击值AK=15J/m²，铸件粗糙度可达到Ra25μm。

实施例2

（1）设计制作一套与地铁机车上轴承盖形状完全一致的上、下模型作为母模，所述母模括设计制作轴承盖工装模具、芯盒、浇注系统、加热型板和底座。如图2、图3、图6～9所示，上模型1固定在上型板3上，下模型2固定在下型板4上，所述上型板3上并排设置有两个上模型1，所述下型板4上并排设置有两个下模型2，这样可提高加工铸件的效率。所述上型板3和下型板4上分别设有用于排气的排气阀，便于将铸造时产生的热气排出。（2）设计制作一套与地铁机车上轴承盖空腔一致的芯盒6、7，如图4、图5所示。（3）制作与上、下模型相关联的铁模外型5，如图1所示，铁模外型5与上、下模型6、7配套时其间隙为7mm；（4）把上、下型板3、4吊至射砂机上并固定，加热至255℃，并且合上铁模外型5，射砂板到位夹紧，然后射砂，固化25秒；（5）把芯盒6、7固定在制芯机上，合模加热至180℃，射砂板到位夹紧，然后射砂，固化6分钟，开模取芯并去掉劈缝，所述制芯机为本公司自制。（6）将覆膜砂通过射砂机的射砂孔射至预先设计好的铁模外型上，使覆膜砂充满至上、下模型和铁模外型之间的空腔，25秒后起模，自然冷却25s后，依次得到上、下覆砂的铁模外型型腔，下铁模、下砂芯并粘接紧，即得到可合箱浇注的型腔；（7）将88%生铁和12%废钢的原材料配比后放入中频熔炼炉内加热，熔炼出炉铁水的温度为1530℃；（8）在球化包内加入球化剂0.9%，硅铁7%，采用冲入法对铁水进行球化处理；（9）合箱夹紧固定后浇注处理后的铁水，浇注时间为8分钟，浇注温度控制在1430℃，即可得到C3.8%，Si:2%，S0.018%，P:0.03%;Mn：0.013%，其余为Fe的球墨铸铁轴承盖毛坯零件，保温20分钟后开箱取出铸件。

铸造的球墨铸铁轴承盖铸件经清理打磨后，各项性能指标均能满足图纸要求，无需热处理及钻孔等加工处理，经检测，铸件的球化级别为2级，石墨大小8级，硬度HB=205，抗拉强度бb=480MPa，延伸率δ=19%，-20℃低温冲击值AK=18J/m²，铸件粗糙度可达到Ra25μm。

实施例3

（1）设计制作一套与地铁机车上轴承盖形状完全一致的上、下模型作为母模，所述母模括设计制作轴承盖工装模具、芯盒、浇注系统、加热型板和底座。如图2、图3、图6～9所示，上模型1固定在上型板3上，下模型2固定在下型板4上，所述上型板3上并排设置有两个上模型1，所述下型板4上并排设置有两个下模型2，这样可提高加工铸件的效率。所述上型板3和下型板4上分别设有用于排气的排气阀，便于将铸造时产生的热气排出。（2）设计制作一套与地铁机车上轴承盖空腔一致的芯盒6、7，如图4、图5所示。（3）制作与上、下模型相关联的铁模外型5，如图1所示，铁模外型4与上、下模型1、2配套时其间隙为6mm；（4）把上、下型板3、4吊至射砂机上并固定，加热至235℃，并且合上铁模外型5，射砂板到位夹紧，然后射砂，固化25秒；（5）把芯盒6、7固定在制芯机上，合模加热至190℃，射砂板到位夹紧，然后射砂，固化6分钟，开模取芯并去掉劈缝，所述制芯机为本公司自制。（6）将覆膜砂通过射砂机的射砂孔射至预先设计好的铁模外型5上，使覆膜砂充满至上、下模型1、2和铁模外型5之间的空腔，30秒后起模，自然冷却30s后，依次得到上、下覆砂的铁模外型型腔，下铁模、下砂芯并粘接紧，即得到可合箱浇注的型腔；（7）将88%生铁和12%废钢的原材料配比后放入中频熔炼炉内加热，熔炼出炉铁水的温度为1530℃；（8）在球化包内加入球化剂0.9%，硅铁7%，采用冲入法对铁水进行球化处理；（9）合箱夹紧固定后浇注处理后的铁水，浇注时间为8分钟，浇注温度控制在1430℃，即可得到C3.82%，Si:1.98%，S0.018%，P:0.032%;Mn：0.012%，其余为Fe的球墨铸铁轴承盖毛坯零件，保温20分钟后开箱取出铸件。

铸造的球墨铸铁轴承盖铸件经清理打磨后，各项性能指标均能满足图纸要求，无需热处理及钻孔等加工处理，经检测，铸件的球化级别为2级，石墨大小7级，硬度HB=218，抗拉强度бb=576MPa，延伸率δ=20%，-20℃低温冲击值AK=16J/m²，铸件粗糙度可达到Ra25μm。

上述实施例并非是对本发明保护范围的限制，凡是在本发明构思的精神和原则之内，本领域的专业人员能够作出的任何修改、等同替换和改进等均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.采用铁型覆砂工艺铸造地铁机车上轴承盖的方法，其特征是包括以下步骤：

（2）设计制作一套与地铁机车上轴承盖空腔一致的芯盒；

2.根据权利要求1所述的采用铁型覆砂工艺铸造地铁机车上轴承盖的方法，其特征是所述母模括设计制作轴承盖工装模具、芯盒、浇注系统、加热型板和底座。

3.根据权利要求1所述的采用铁型覆砂工艺铸造地铁机车上轴承盖的方法，其特征是所述铁模外型与母模配套时间隙为5～7mm。

4.根据权利要求1所述的采用铁型覆砂工艺铸造地铁机车上轴承盖的方法，其特征在是所述射砂机的型号为IFSI260卡斯丁覆砂造型机。

5.根据权利要求1所述的采用铁型覆砂工艺铸造地铁机车上轴承盖的方法，其特征是所述上型板上并排设置有两个上模型。

6.根据权利要求1所述的采用铁型覆砂工艺铸造地铁机车上轴承盖的方法，其特征是所述下型板上并排设置有两个下模型。

7.根据权利要求1或5所述的采用铁型覆砂工艺铸造地铁机车上轴承盖的方法，其特征是所述上模型为所述轴承盖带安装孔的端面模型。

8.根据权利要求1或6所述的采用铁型覆砂工艺铸造地铁机车上轴承盖的方法，其特征是所述下模型为所述轴承盖内部复杂结构的模型。

9.根据权利要求1所述的采用铁型覆砂工艺铸造地铁机车上轴承盖的方法，其特征是所述上型板和下型板上分别设有用于排气的排气阀。