CN105215277A - 一种阀盖螺栓孔消失模及其直接成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阀盖螺栓孔消失模，包括阀盖消失模和螺栓孔，所述螺栓孔均为腰形孔，螺栓孔设于所述阀盖消失模的四角，且腰形孔的长尺寸一侧横向布置，阀盖消失模两侧的腰形孔的长尺寸一侧竖向布置，且阀盖螺栓孔消失模直接成型工艺的具体步骤共有10个步骤，将螺栓孔改成腰型孔，有效的避开铸造收缩的影响，而不降低安装的精度，同时使用消失模工艺直接成型螺栓孔，将使铸件重量减轻7.8％，机加工成本降低35％，故既节约原材料，又减低了成本，使产品具有更高的技术含量，使用消失模工艺直接成型螺栓孔可以节能降耗和降低劳动强度，还改善了工厂环境，是一项既经济又环保的“绿色”工程。

Description

一种阀盖螺栓孔消失模及其直接成型工艺

技术领域

本发明涉及阀盖螺栓孔的铸造技术领域，特别涉及一种阀盖螺栓孔消失模及其直接成型工艺。

背景技术

现有的阀盖螺栓孔都是靠机械加工得到，先利用铸造的工艺铸造出阀盖，然后在阀盖的上表面利用钻床或其他机器直接开个螺栓孔，其步骤大致为：①根据产品图纸和铸造要求制造出母模，包括制造气道砂芯的模具；②根据造型要求制作出进气道和出气道的砂芯，③将母模置于砂箱中，注入粘土砂并紧实；④经起模、修型后，将气道砂芯按要求放入粘土砂型中，⑤经烘干、合箱后，向型腔内浇铸处理好的溶液，⑥待溶液冷却后，取出铸件并清理即得到砂型铸造的阀盖，⑦阀盖铸造完毕利用钻床对阀盖进行打孔。使用这种方法制造出来的阀盖有以下几个缺点，①阀盖的气道必须采用砂芯，且砂芯在放入砂型中时会产生积累误差和偏移，导致阀盖品质下降，甚至报废，这就要求工人技术高，操作难度大，造成费时费力又浪费材料。②为了防止铸件变形，采用加大预留加工量的方法，造成铸件偏重。③采用人工修型和操作，使得铸件表面质量差。④这种铸造法，铸件易产生夹砂、气孔和组织疏松等缺陷。⑤后期的清理工作中，工人劳动强度大，环境污染严重。⑥阀盖螺栓孔都是靠机械加工得到，成本昂贵。⑦在利用机械加工螺栓孔时是以毛坯面为定位，有时部分孔会和毛坯有些许不同心，导致螺栓台外壁厚不均匀，同时也影响美观。

申请号为CN201110278676.3的中国发明专利，一种用消失模铸造发动机缸盖的方法，涉及铸造技术领域，所述的工艺方法为，首先用三维软件设计出用于制造消失模白模的模型，并制造出相应的模具；向模具内注入可发性制模珠粒，经加热、冷却后生产出各个白模。并进行干燥；干燥好的各白模按要求粘结为一个整体，粘结上浇铸系统，得到消失模模型；在消失模模型表面浸涂专用涂料后进行干燥处理；将处理好的消失模模型置于三维震动砂箱内，注入干砂后，在表面覆盖一层薄膜；向消失模模型的浇注系统内注入熔炼处理好的溶液，消失模模型被融化，空间被溶液所取代，待溶液冷却凝固后，开箱取出铸件即可。本发明提高了生产效率，减少劳动力，降低了用工成本和制造成本。

申请号为CN201310046063.6的中国发明专利，一种阀盖铸件的浇注方法，其具体步骤为：(1)根据均衡凝固原理进行工艺、模具设计，制作成下型、上型及浇口模具；(2)在相应的热芯盒射芯机上射制下型砂芯、上型砂芯及浇口砂芯；(3)修整、组装砂芯，用夹具将组装好的砂芯夹紧，阀盖铸件浇注成型。本发明覆模砂型表面硬度高，能够充分发挥球墨铸铁中的石墨化彭涨产生进行自补缩，并采用热侧浇内浇口，内浇口短、簿、宽，使内浇口充分发挥其自适应的调节作用；彻底消除了缩松、缩孔缺陷，而且由于内浇口较簿，起到了较好的挡渣作用，也基本消除了渣孔等缺陷，铸件成品率达95％以上；彻底去除冷铁，使操作更加简捷，很大程度上提高了生产效率。

申请号为CN201510162503.3的中国发明专利，一种阀盖钻模钻孔工艺，包括：把钻孔模板套在阀盖上，用螺杆把阀盖和钻孔模板固定，摇臂钻床上装上钻头，对准钻孔模板的孔钻下，从而进行加工。通过上述方式，本发明阀盖钻模钻孔工艺，该工艺通过先用钻孔模板进行加工，然后再采用普通摇臂钻床进行加工，大大降低了设备成本和技术成本，提高了效率，明显直观的达到了降本增效的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种，以解决现有技术中阀盖螺栓孔都是靠机械加工得到，成本昂贵，在利用机械加工螺栓孔时是以毛坯面为定位，有时部分孔会和毛坯有些许不同心，导致螺栓台外壁厚不均匀，同时也影响美观等的多项缺陷。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种阀盖螺栓孔消失模，包括阀盖消失模和螺栓孔，所述螺栓孔均为腰形孔，螺栓孔设于所述阀盖消失模的四角，且腰形孔的长尺寸一侧横向布置，阀盖消失模两侧的腰形孔的长尺寸一侧竖向布置。

优选的，所述螺栓孔的孔台壁厚为3mm。

优选的，所述螺栓孔的位置度为±0.25mm。

一种阀盖螺栓孔消失模直接成型工艺，其特征在于，具体步骤包括：

(1)根据阀盖的图纸和螺栓孔为腰形孔的铸造要求，用三维软件设计出用于制造阀盖消失模的模型，利用CAE分析软件对阀盖消声模进行分析，确定合适的模型，并制造出相应的模具；

(2)将可发性泡沫珠粒进行预发泡；

(3)向模具内注入可发性泡沫珠粒，经加热、冷却后生产出阀盖消失模白模；

(4)在阀盖消失模上粘结浇铸系统，包括浇口、内浇道等，形成包括浇口、内浇道和阀盖铸件模型为一体的阀盖消失模模簇；

(5)在阀盖消失模模簇表面浸涂高流平性涂料，然后送入温度为40℃～50℃的烘房内进行干燥处理；

(6)将干燥好的阀盖消失模模簇置于砂箱内，注入型砂至一定高度，并使型砂震动至规定紧实度后，在表面覆盖一层薄膜，使砂箱形成封闭状；

(7)通过真空系统接口接通真空，将砂箱内压降降至-0.035Mpa；

(8)将生铁、废钢和硼铁硅铁合金等原料加热至1500℃-1550℃，熔化成金属液，混合均匀，形成浇注液，然后向浇注液中加入孕育剂

(9)向阀盖消失模模簇的浇口内注入浇注液，浇注液沿着内浇道流动至阀盖消失模模簇的内部，并保压一段时间，使阀盖消失模模簇被融化，空间被溶液所取代，阀盖消失模模簇产生的少量物质被真空吸入至型砂内；

(10)冷却凝固后，去除砂箱内部的型砂，取出铸件并进行清理，测量螺栓孔的孔径及壁厚，测量结果准确，即得到了用消失模铸造方法铸造的阀盖铸件。

优选的，所述孕育剂为硅铁孕育剂，且硅铁的含量为0.2％。

优选的，所述浇口设于所述螺栓孔的一侧。

优选的，所述浇口的直径为50㎜。

优选的，所述高流平性涂料的涂料层厚度为0.3～0.5mm。

采用以上技术方案的有益效果是：本发明的工艺具有以下特点：

(1)将螺栓孔改成腰型孔，有效的避开铸造收缩的影响，而不降低安装的精度，同时使用消失模工艺直接成型螺栓孔，将使铸件重量减轻7.8％，机加工成本降低35％，故既节约原材料，又减低了成本，使产品具有更高的技术含量；

(2)利用三维软件进行造型和分析，可使白模尺寸精准稳定，铸件的预留加工余量小，壁厚均匀，铸件重量轻等优点，CAE分析软件进行分析，设计出合理的，耐压强度高的铸件；

(3)采用消失模铸造工艺来制造阀盖，简化了生产工艺流程，操作简便，降低了造型工人的劳动强度和技术难度；

(4)在铸件取出时，型砂脱落，几乎免清砂，待铸件冷却到常温后，高流平性涂料自动脱落，减少了铸件清砂工作量95％以上，从而降低了劳动强度，提高了生产效率，减少劳动力，降低了用工成本和制造成本，且高流平性涂料还能够帮助浇注液的流动；

(5)采用硅铁孕育剂不仅可以延长模具寿命，降低表面缺陷，减少针孔，提高阀盖表面质量，提高一次交检合格率，并且能消除显微缩松,改善铸件加工性能；

(6)使用消失模工艺直接成型螺栓孔可以节能降耗和降低劳动强度，还改善了工厂环境，是一项既经济又环保的“绿色”工程。

附图说明

图1是本发明中阀盖的结构示意图。

其中，1-阀盖消失模、2-螺栓孔。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。

图1出示本发明的具体实施方式：一种阀盖螺栓孔消失模，包括阀盖消失模1和螺栓孔2，所述螺栓孔2均为腰形孔，螺栓孔2设于所述阀盖消失模1的四角，且腰形孔的长尺寸一侧横向布置，阀盖消失模1两侧的腰形孔的长尺寸一侧竖向布置，并且螺栓孔2的孔台壁厚为3mm，螺栓孔2的位置度为±0.25mm。

为了满足螺栓孔2的位置度为±0.25mm要求，该要求对机加工不是难题，但是对铸造而则很严格，所以将螺栓孔2改成腰型孔，有效的避开铸造收缩的影响，而不降低安装精度，同时原始的机加工为加工出6个圆孔，存在过约束的现象，采用螺栓孔2改为腰形孔的方案，过滤了铸造收缩造成的尺寸变化，同时只保留了5个自由度，保证了安装精度不降低，保证了螺栓孔2的完全约束，避免了过约束现象。

一种阀盖螺栓孔消失模直接成型工艺，具体步骤包括：

(1)根据阀盖的图纸和螺栓孔2为腰形孔的铸造要求，用三维软件设计出用于制造阀盖消失模1的模型，利用CAE分析软件对阀盖消声模1进行分析，确定合适的模型，并制造出相应的模具；

(2)将可发性泡沫珠粒进行预发泡；

(3)向模具内注入可发性泡沫珠粒，经加热、冷却后生产出阀盖消失模1白模；

(4)在阀盖消失模白模1上粘结浇铸系统，包括浇口、内浇道等，形成包括浇口、内浇道和阀盖铸件模型为一体的阀盖消失模1模簇；

(5)在阀盖消失模1模簇表面浸涂高流平性涂料，然后送入温度为40℃～50℃的烘房内进行干燥处理；

(6)将干燥好的阀盖消失模模簇置于砂箱内，注入型砂至一定高度，并使型砂震动至规定紧实度后，在表面覆盖一层薄膜，使砂箱形成封闭状；

(7)通过真空系统接口接通真空，将砂箱内压降降至-0.035Mpa；

(8)将生铁、废钢和硼铁硅铁合金等原料加热至1500℃-1550℃，熔化成金属液，混合均匀，形成浇注液，然后向浇注液中加入孕育剂；

(9)向阀盖消失模1模簇的浇口内注入浇注液，浇注液沿着内浇道流动至阀盖消失模1模簇的内部，并保压一段时间，使阀盖消失模1模簇被融化，空间被溶液所取代，阀盖消失模1模簇产生的少量物质被真空吸入至干砂内；

(10)冷却凝固后，去除砂箱内部的型砂，取出铸件并进行清理，测量螺栓孔的孔径及壁厚，测量结果准确，即得到了用消失模铸造方法铸造的阀盖铸件。

在本发明中，所述孕育剂为硅铁孕育剂，且硅铁的含量为0.2％，不仅可以延长模具寿命，降低表面缺陷，减少针孔，提高阀盖表面质量，提高一次交检合格率，并且能消除显微缩松,改善铸件加工性能。

其中浇口的直径为50㎜，将浇口设于所述螺栓孔2的一侧，能够延迟螺栓孔2位置的浇注液凝固，提高螺栓孔2部位浇筑的效果，提高螺栓孔2的表面质量。

高流平性涂料的涂料层厚度为0.3-0.5mm，采用高流平性涂料自动脱落，减少了铸件清砂工作量95％以上，从而降低了劳动强度，提高了生产效率，减少劳动力，降低了用工成本和制造成本，且高流平性涂料还能够帮助浇注液的流动

将螺栓孔2改成腰型孔，有效的避开铸造收缩的影响，而不降低安装的精度，同时使用消失模工艺直接成型螺栓孔2，将使铸件重量减轻7.8％，机加工成本降低35％，故既节约原材料，又减低了成本，使产品具有更高的技术含量，利用三维软件进行造型和CAE软件进行分析，可使白模尺寸精准稳定，铸件的预留加工余量小，壁厚均匀，铸件重量轻等优点，采用消失模铸造工艺来制造阀盖，简化了生产工艺流程，操作简便，降低了造型工人的劳动强度和技术难度；在铸件取出时，型砂脱落，几乎免清砂，待铸件冷却到常温后，高流平性涂料自动脱落，减少了铸件清砂工作量95％以上，从而降低了劳动强度，提高了生产效率，减少劳动力，降低了用工成本和制造成本，且高流平性涂料还能够帮助浇注液的流动。

采用硅铁孕育剂不仅可以延长模具寿命，降低表面缺陷，减少针孔，提高阀盖表面质量，提高一次交检合格率，并且能消除显微缩松,改善铸件加工性能，使用消失模工艺直接成型螺栓孔可以节能降耗和降低劳动强度，还改善了工厂环境，是一项既经济又环保的“绿色”工程。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种阀盖螺栓孔消失模，包括阀盖消失模和螺栓孔，其特征在于，所述螺栓孔均为腰形孔，螺栓孔设于所述阀盖消失模的四角，且腰形孔的长尺寸一侧横向布置，阀盖消失模两侧的腰形孔的长尺寸一侧竖向布置。

2.根据权利要求1所述的一种阀盖螺栓孔消失模，其特征在于，所述螺栓孔的孔台壁厚为3mm。

3.根据权利要求2所述的一种阀盖螺栓孔消失模，其特征在于，所述螺栓孔的位置度为±0.25mm。

4.一种使用权利要求1-3任意一项所述的阀盖螺栓孔消失模直接成型工艺，其特征在于，具体步骤包括：

(1)根据阀盖的图纸和螺栓孔为腰形孔的铸造要求，用三维软件设计出用于制造阀盖消失模的模型，利用CAE分析软件对阀盖消声模进行分析，确定合适的模型，并制造出相应的模具；

(2)将可发性泡沫珠粒进行预发泡；

(3)向模具内注入可发性泡沫珠粒，经加热、冷却后生产出阀盖消失模白模；

(4)在阀盖消失模上粘结浇铸系统，包括浇口、内浇道等，形成包括浇口、内浇道和阀盖铸件模型为一体的阀盖消失模模簇；

(5)在阀盖消失模模簇表面浸涂高流平性涂料，然后送入温度为40℃～50℃的烘房内进行干燥处理；

(6)将干燥好的阀盖消失模模簇置于砂箱内，注入型砂至一定高度，并使型砂震动至规定紧实度后，在表面覆盖一层薄膜，使砂箱形成封闭状；

(7)通过真空系统接口接通真空，将砂箱内压降降至-0.035Mpa；

(8)将生铁、废钢和硼铁硅铁合金等原料加热至1500℃-1550℃，熔化成金属液，混合均匀，形成浇注液，然后向浇注液中加入孕育剂；

(9)向阀盖消失模模簇的浇口内注入浇注液，浇注液沿着内浇道流动至阀盖消失模模簇的内部，并保压一段时间，使阀盖消失模模簇被融化，空间被溶液所取代，阀盖消失模模簇产生的少量物质被真空吸入至型砂内；

(10)冷却凝固后，去除砂箱内部的型砂，取出铸件并进行清理，测量螺栓孔的孔径及壁厚，测量结果准确，即得到了用消失模铸造方法铸造的阀盖铸件。

5.根据权利要求4所述的一种阀盖螺栓孔消失模直接成型工艺，其特征在于，所述孕育剂为硅铁孕育剂，且硅铁的含量为0.2％。

6.根据权利要求4所述的一种阀盖螺栓孔消失模直接成型工艺，其特征在于，所述浇口设于所述螺栓孔的一侧。

7.根据权利要求4所述的一种阀盖螺栓孔消失模直接成型工艺，其特征在于，所述浇口的直径为50㎜。

8.根据权利要求4所述的一种阀盖螺栓孔消失模直接成型工艺，其特征在于，所述高流平性涂料的涂料层厚度为0.4～0.5mm。