CN105382176A - 一种填孔料和具有孔眼的铸件的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及消失模铸造工艺领域，本发明公开了一种填孔料和具有孔眼的铸件的生产方法，其中，所述填孔料含有不同级配的0-4mm粒径的耐火材料，且以所述耐火材料的总重量为基准，粒径大于0mm且小于或等于0.5mm的耐火材料的含量为25-35重量％，粒径大于0.5mm且小于或等于1mm的耐火材料的含量为15-25重量％，粒径大于1mm且小于或等于2mm的耐火材料的含量为20-30重量％，粒径大于2mm且小于或等于4mm的耐火材料的含量为20-30重量％。采用本发明的填孔料，能有效解决厚大型铸件孔眼机械粘砂的问题。

Description

一种填孔料和具有孔眼的铸件的生产方法

技术领域

本发明涉及消失模铸造工艺领域，具体地，涉及一种填孔料和具有孔眼的铸件的生产方法。

背景技术

消失模铸造(又称实型铸造)是泡沫塑料模采用无黏结剂干砂结合抽真空技术的实型铸造，是将与铸件尺寸形状相似的泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。

与传统铸造技术相比，消失模铸造有下列特点：1、铸件质量好，成本低；2、材质不限，大小皆宜；3、尺寸精度高，表面光洁，减少清理，节省机加；4、内部缺陷大大减少，组织致密；5、可实现大规模、大批量生产，自动化流水线生环保；6、可以大大改善作业环境、降低劳动强度、减少能源消耗。

但是在实际生产过程中，消失模使用10-20目无粘结剂干砂埋箱，经振实后在负压下浇注，砂粒较粗砂粒间隙大，生产厚大铸件时，在长时间的高温、高压下金属液在负压的牵引下突破涂层，渗入砂粒间隙形成机械粘砂，造成铸件需铸出孔眼无法清理，致使铸件报废，增加了生产成本。

发明内容

为了克服现有技术中消失模生产厚大铸件过程中产生的孔眼机械粘砂的缺陷，本发明的提供了一种填孔料和具有孔眼的铸件的生产方法。

具体地，本发明提供一种填孔料，其中，所述填孔料含有不同级配的0-4mm粒径的耐火材料，且以所述耐火材料的总重量为基准，粒径大于0mm且小于或等于0.5mm的耐火材料的含量为25-35重量％，粒径大于0.5mm且小于或等于1mm的耐火材料的含量为15-25重量％，粒径大于1mm且小于或等于2mm的耐火材料的含量为20-30重量％，粒径大于2mm且小于或等于4mm的耐火材料的含量为20-30重量％。

本发明还提供了一种具有孔眼的铸件的生产方法，该方法包括使用填孔料预填需铸出孔眼，其中，所述填孔料为本发明提供的填孔料。

本发明提供的填孔料和具有孔眼的铸件的生产方法，能有效解决如在C160齿板、9.15米半自磨机衬板、H880保护帽等厚大型铸件(耐磨件)生产中的孔眼机械粘砂问题，减轻铸件清理难度，减少使用气割、气刨清理孔眼造成的裂纹，避免产品报废，有效提高耐磨件的使用寿命。取得该效果的原因可能是：本发明提供的填孔料提高了形成孔眼的砂芯致密度和耐火度，消除在消失模铸造过程中采用埋箱砂自然振实后砂芯中形成的空隙，提高砂芯的耐火度和高温强度，防止由于孔眼的砂芯强度和耐火度不够，高温软化变形致使涂层开裂，金属液渗出形成的机械粘砂。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是C160动板(1800KG)的结构示意图，孔眼的个数为4；

图2是C160定板(2300KG)的结构示意图，孔眼的个数为4；

图3是9.15米半自磨机衬板(1450KG)的结构示意图，孔眼的个数为3；

图4是改型H880圆锥破保护帽(2100KG)的部分结构示意图，改型H880，孔眼的个数为4，第四孔与图中虚线所示孔眼轴对称。

附图标记说明

1C160动板(1800KG)的孔眼

2C160定板(2300KG)的孔眼

39.15米半自磨机衬板(1450KG)的孔眼

4改型H880圆锥破保护帽(2100KG)的孔眼

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种填孔料，其中，所述填孔料含有不同级配的0-4mm粒径的耐火材料，且以所述耐火材料的总重量为基准，粒径大于0mm且小于或等于0.5mm的耐火材料的含量可以为25-35重量％，粒径大于0.5mm且小于或等于1mm的耐火材料的含量可以为15-25重量％，粒径大于1mm且小于或等于2mm的耐火材料的含量可以为20-30重量％，粒径大于2mm且小于或等于4mm的耐火材料的含量可以为20-30重量％。

优选地，以所述耐火材料的总重量为基准，粒径大于0mm且小于或等于0.5mm的耐火材料的含量为30-35重量％，粒径大于0.5mm且小于或等于1mm的耐火材料的含量为15-20重量％，粒径大于1mm且小于或等于2mm的耐火材料的含量为25-30重量％，粒径大于2mm且小于或等于4mm的耐火材料的含量为20-25重量％。

在本发明中，所述耐火材料的种类为本领域的常规选择。例如，所述耐火材料可以为碱性耐火材料、酸性耐火材料和中性耐火材料中的至少一种。例如，所述碱性耐火材料可以为冶金镁砂和/或电熔镁砂，优选为电熔镁砂；所述酸性耐火材料可以为精制石英砂；所述中性耐火材料可以为铝矾土、刚玉砂和铬铁矿砂中的至少一种，优选为刚玉砂和/或铬铁矿砂。在具体的工艺过程中，所述耐火材料的种类的选择可以根据消失模铸件的材质来确定。例如，普碳钢、铸铁可以使用酸性耐火材料，高锰钢可以使用碱性耐火材料和中性耐火材料。

根据本发明，所述填孔料中还可以含有粘结剂。

在本发明中，所述粘结剂的种类为本领域的常规选择。例如，所述粘结剂可以为二氧化碳酚醛树脂和/或水玻璃，优选为二氧化碳酚醛树脂。

在本发明中，所述粘结剂的用量为本领域的常规选择。例如，相对于100重量份的耐火材料，所述粘结剂的含量可以为2.5-3.5重量份，优选为3重量份。

本发明还提供了一种具有孔眼的铸件的生产方法，该方法包括使用填孔料预填需铸出孔眼，其中，所述填孔料为本发明提供的填孔料。

根据本发明的一种实施方式，所述具有孔眼的铸件的生产方法包括：预发泡、模型成型、模型簇组合、模型簇浸涂与干燥、使用填孔料预填需铸出孔眼、浇注和落砂清理。

预发泡包括通过蒸汽快速加热将泡沫塑料的珠粒预发到适当密度，所述泡沫塑料的种类可以为聚苯乙烯(EPS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)以及苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物(EPS-PMMA)中的至少一种。

预发泡的珠粒首先经过稳定化处理，然后通过成型机的加料孔进行加料，在模具型腔充满预发泡的珠粒后，开始通入蒸汽，使珠粒软化、膨胀，挤满所有空隙并粘合成一体，完成泡沫模型的制造过程。模型成型后，在模具的水冷腔内通过大量流水对模型进行冷却，然后打开模具取出模型。

模型在使用之前存放一段时间使其熟化稳定。模型熟化稳定后，选择性地进行模型簇组合，具体地是对分块模型进行胶粘合，所述胶粘合可以是热熔胶在自动胶合机上粘合和/或冷粘胶手工粘合，以达到胶合面接缝处密封牢固的效果。

然后模型簇经过浸涂和干燥处理。所述浸涂处理是将模型簇浸入耐火涂料中，然后干燥。

模型簇使用填孔料预填需铸出孔眼，其中，所述填孔料为本发明提供的填孔料。按照本发明的一种实施方式，根据铸件材质选定相应材质的耐火材料，按级配比例配制出粗细搭配的混合物，并混合均匀；加入粘接剂，再次混合均匀，将混合料加入模具孔眼内人工舂填紧实，进窑烘干处理。所述烘干处理的条件包括：温度可以为40-50℃，时间可以为48小时以上。

然后将填孔之后的模型簇放入砂箱，填入干砂震动紧实，使得模型簇内部孔腔和外围干砂都得到紧实和支撑。

模型簇在砂箱内通过干砂振动充填结实后，抽真空形成负压加强紧实度。然后使用熔融金属浇铸模型，模型气化被金属所取代形成铸件。

浇铸之后，保持负压一段时间后释放真空，铸件在砂箱中凝固和冷却，然后落砂，倾翻砂箱后对铸件进行分离、清理、检查，符合要求即完成使用消失模生产具有孔眼的铸件。

在本发明中，除了模型簇使用填孔料预填需铸出孔眼的步骤外，其余步骤和条件均为本领域的常规选择，在此不再赘述。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

实施例1

该实施例用来说明本发明中的填孔料和具有孔眼的铸件的生产方法。

使用刚玉砂按照级配如表1所示的组分混合均匀，然后相对于100重量份的不同级配的刚玉砂的混合物，加入2.5重量份的粘结剂二氧化碳酚醛树脂，形成填孔料A，然后使用填孔料A预填图1所示的C160动板(1830KG)的模型簇的孔眼，根据消失模铸造的工艺流程进行C160动板(1830KG)铸件的生产。最终得到的铸件质量符合要求。

表1

实施例2

该实施例用来说明本发明中的填孔和具有孔眼的铸件的生产方法。

使用铬铁矿砂按照级配如表2所示的组分混合均匀，然后相对于100重量份的不同级配的铬铁矿砂的混合物，加入3重量份的粘结剂二氧化碳酚醛树脂，形成填孔料B，然后使用填孔料B预填图2所示的C160定板(2300KG)的模型簇的孔眼，根据消失模铸造的工艺流程进行C160定板(2300KG)铸件的生产。最终得到的铸件质量符合要求。

表2

实施例3

该实施例用来说明本发明中的填孔料和具有孔眼的铸件的生产方法。

使用电熔镁砂按照级配如表3所示的组分混合均匀，然后相对于100重量份的不同级配的镁砂的混合物，加入3重量份的粘结剂二氧化碳酚醛树脂，形成填孔料C，然后使用填孔料C预填图3所示的9.15米半自磨筒体衬板的模型簇的孔眼，根据消失模铸造的工艺流程进行9.15米半自磨筒体衬板铸件的生产。最终得到的铸件质量符合要求。

表3

实施例4

该实施例用来说明本发明中的填孔料和具有孔眼的铸件的生产方法。

使用精制石英砂按照级配如表4所示的组分混合均匀，然后相对于100重量份的不同级配的石英砂的混合物，加入3.5重量份的粘结剂二氧化碳酚醛树脂，形成填孔料D，然后使用填孔料D预填图4所示的改型H880圆锥破保护帽的模型簇的孔眼，根据消失模铸造的工艺流程进行改型H880圆锥破保护帽铸件的生产。最终得到的铸件质量符合要求。

表4

对比例1

该对比例用来说明参比的填孔料及其应用。

按照实施例1的方法进行C160动板(1830KG)铸件的生产，所不同的是，使用的刚玉砂按照表4的级配进行混合。最终得到的铸件的孔眼有粘砂的现象。

表4

对比例2

该对比例用来说明参比的具有孔眼的铸件的生产方法。

按照实施例1的方法进行C160动板(1830KG)铸件的生产，所不同的是，不对铸件孔眼进行预填。最终得到的铸件出现了严重的粘砂的现象。

从实施例的结果可以看出C160齿板、9.15半自磨机衬板、改型H880圆锥破保护帽等厚大型铸件需铸出孔眼如果没有采用本发明的方案而是采用10-20目型砂预填孔眼或不预填直接埋箱造型，生产出的铸件孔眼机械粘砂严重，采用本发明提供的填孔料后，能有效解决厚大型铸件孔眼机械粘砂的问题，减轻铸件清理难度，避免产品报废。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (7)

1.一种填孔料，其特征在于，所述填孔料含有不同级配的0-4mm粒径的耐火材料，且以所述耐火材料的总重量为基准，粒径大于0mm且小于或等于0.5mm的耐火材料的含量为25-35重量％，粒径大于0.5mm且小于或等于1mm的耐火材料的含量为15-25重量％，粒径大于1mm且小于或等于2mm的耐火材料的含量为20-30重量％，粒径大于2mm且小于或等于4mm的耐火材料的含量为20-30重量％。

2.根据权利要求1所述的填孔料，其中，以所述耐火材料的总重量为基准，粒径大于0mm且小于或等于0.5mm的耐火材料的含量为30-35重量％，粒径大于0.5mm且小于或等于1mm的耐火材料的含量为15-20重量％，粒径大于1mm且小于或等于2mm的耐火材料的含量为25-30重量％，粒径大于2mm且小于或等于4mm的耐火材料的含量为20-25重量％。

3.根据权利要求1或2所述的填孔料，其中，所述耐火材料为酸性耐火材料、碱性耐火材料和中性耐火材料中的至少一种。

4.根据权利要求1或2所述的填孔料，其中，所述填孔料还含有粘结剂。

5.根据权利要求4所述的填孔料，其中，所述粘结剂为二氧化碳酚醛树脂。

6.根据权利要求4所述的填孔料，其中，相对于100重量份的耐火材料，所述粘结剂的含量为2.5-3.5重量份。

7.一种具有孔眼的铸件的生产方法，该方法包括：

使用填孔料预填需铸出孔眼，所述填孔料为权利要求1-6中任意一项所述的填孔料。