CN105499503A - 轨撑消失模铸造方法及其铸造模具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轨撑消失模铸造方法及其铸造模具。所述轨撑消失模铸造模具包括型砂、上沙箱、下沙箱、连接固定装置及多个轨撑消失模,所述上沙箱具有浇道口,所述固定装置夹持所述上沙箱和所述下沙箱相对设置以形成密闭收容空间,所述轨撑消失模收容于所述收容空间,所述型砂填充于所述收容空间,并且在所述型砂内形成环形横浇道和直浇道。本发明提供的轨撑消失模铸造模具运用消失模铸造中一种改进的特定工艺方法取消了加工量,其铸造精度等级及表面粗糙度等级均高于原普通砂型铸造;同时,尺寸、变形问题得到解决,铸件装配时未出现三道缝,不需磨配,工作量减小,加工周期缩短,生产成本大幅下降,减少了资源浪费。
Description
技术领域
本发明涉及铁路道岔用轨撑,特别地,涉及一种轨撑消失模铸造方法及其铸造模具。
背景技术
在上世纪八九十年代,国内道岔用轨撑类铸铁件材质大部分为砂型铸造可锻铸铁。砂型铸造多年来一直是国内普遍采用的传统铸造方法,在道岔产品中砂型铸造的轨撑等铸件不论是可锻铸铁还是球墨铸铁其表面质量都较差。
砂型铸造轨撑铸件存在较大的扭曲变形,尺寸精度等级低,无法满足使用要求。轨撑与钢轨、垫板三个配合面需全部机械加工,轨撑与钢轨轨腰接触面要求为弧形接触面,弧形接触面难以加工,机加后实际为线接触,装配时不允许出现三道缝(即轨撑与钢轨轨腰上下两个弧形配合面,与垫板一个配合面不允许有缝隙,俗称不允许“三道缝”),需磨配,工作量增大,加工周期长,加大生产成本,浪费资源。严重制约国内铁路道岔整组道岔的配套生产,因此在尝试多种改进铸造工艺不能解决上述问题的情况下,如何运用一种先进的铸造工艺方法,取消加工量,解决薄壁、镂空类轨撑铸件变形,提高尺寸精度,取消加工量满足质量要求就成为亟待解决的技术难题。
发明内容
为了解决上述轨撑消失模铸造模具的技术问题,本发明提供一种轨撑消失模铸造模具。
本发明提供的轨撑消失模铸造模具包括型砂、上沙箱、下沙箱、连接固定装置及多个轨撑消失模,所述上沙箱具有浇道口,所述固定装置夹持所述上沙箱和所述下沙箱相对设置以形成密闭收容空间,所述轨撑消失模收容于所述收容空间,所述型砂填充于所述收容空间,并且在所述型砂内形成环形横浇道和直浇道,所述环形横浇道环设于所述型砂内并且所述环形横浇道的两端与所述直浇道连通,所述直浇道连通所述环形横浇道和所述浇道口,所述多个轨撑消失模平行间隔设于所述环形横浇道上并与其连通。
在本发明提供的轨撑消失模铸造模具的一种较佳实施例中,所述连接固定装置包括紧固螺栓和紧固螺母,所述上沙箱和所述下沙箱的两端分别形成位置对应的连接耳,所述紧固螺栓贯穿所述连接耳并且通过所述紧固螺母固定。
在本发明提供的轨撑消失模铸造模具的一种较佳实施例中,所述轨撑消失模的数量为十二个,每列六个,设为两列且两列平行间隔设置。
在本发明提供的轨撑消失模铸造模具的一种较佳实施例中,两相邻所述轨撑消失模的底部设有加固筋。
在本发明提供的轨撑消失模铸造模具的一种较佳实施例中,每一个所述轨撑消失模的端部设有防变形工艺筋。
在本发明提供的轨撑消失模铸造模具的一种较佳实施例中,所述直浇道底部设有与所述直浇道连通的缓冲浇口窝。
在本发明提供的轨撑消失模铸造模具的一种较佳实施例中,两相邻所述轨撑消失模间距为在60-100mm。
在本发明提供的轨撑消失模铸造模具的一种较佳实施例中,所述浇道口与所述直浇道之间设有密封泥和密封膜。
在本发明提供的轨撑消失模铸造模具的一种较佳实施例中,所述下沙箱底部设有轴真空孔。
在本发明还提供一种轨撑消失模铸造方法,包括:
步骤(1):制作轨撑消失模白模制造模具;
步骤(2):制作铸件专用浇冒系统及组模;
步骤(3):将制作好的轨撑消失模涂挂及烘干;
步骤(4):将制作好的铸件专用浇冒系统填砂紧实及封箱;
步骤(5):提供轨撑材料,对其进行熔炼;
步骤(6):将熔炼后的材料对所述铸件专用浇冒系统进行负压浇注;
步骤(7):停止负压浇注,对铸件专用浇冒系统冷却打箱;
步骤(8):取出铸件,待铸件完全冷却后进行表面喷丸处理,完成轨撑的制作。
相较于现有技术,本发明提供的轨撑消失模铸造方法及其铸造模具运用消失模铸造中一种改进的特定工艺方法取消了加工量,其铸造精度等级及表面粗糙度等级均高于原普通砂型铸造;同时,尺寸、变形问题得到解决,铸件装配时未出现三道缝,不需磨配,工作量减小,加工周期缩短,生产成本大幅下降,减少了资源浪费。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图,其中:
图1是本发明提供的轨撑消失模铸造模具的一种实施例的剖面结构示意图;
图2是图1所示轨撑消失模铸造模具内部结构侧视图;
图3是图1所示轨撑消失模铸造模具内部结构后视图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
请同时参阅图1、图2及图3,本发明公开一种轨撑消失模铸造模具,包括型砂1、上沙箱2、下沙箱3、连接固定装置及多个轨撑消失模4,所述上沙箱2具有浇道口21,所述固定装置夹持所述上沙箱2和所述下沙箱3相对设置以形成密闭收容空间,所述轨撑消失模收容于所述收容空间,所述型砂1填充于所述收容空间,并且在所述型砂内形成环形横浇道11和直浇道12,所述环形横浇道11环设于所述型砂1内并且所述环形横浇道11的两端与所述直浇道12连通,所述直浇道12连通所述环形横浇道11和所述浇道口21,所述多个轨撑消失模4平行间隔设于所述环形横浇道11上并与其连通;在本实施例中,还包括缩颈内浇道13,所述环形横浇道11通过所述缩颈内浇道13与所述轨撑消失模4连通。
所述连接固定装置包括紧固螺栓5和紧固螺母6,所述上沙箱2和所述下沙箱3的两端分别形成位置对应的连接耳,所述紧固螺栓5贯穿所述连接耳并且通过所述紧固螺母6固定。
在本实施例中,所述轨撑消失模4的数量为十二个,每列六个,设为两列且两列平行间隔设置;两相邻所述轨撑消失模4的底部设有加固筋41,每一个所述轨撑消失模5的端部设有防变形工艺筋42。
所述直浇道12底部设有与所述直浇道12连通的缓冲浇口窝7。
所述浇道口21与所述直浇道12之间设有密封泥和密封膜;所述下沙箱3底部设有轴真空孔。
所述轨撑消失模铸造模具具体尺寸为:
浇冒口21截面尺寸:Φ130mm(喇叭形);直浇道12截面尺寸:Φ50mm;、环形横浇道11截面尺寸:50mm×50mm;缩颈内浇道13截面尺寸:10mm×40mm。
两相邻所述轨撑消失模4间距为在60-100mm;一箱2组(共24件),相邻两组间距控制在80∽140mm,消除产生干砂震实时紧实度不够铸件变形,浇注时砂温过高损坏其他模样,以及铸件冷却较慢等不利影响。
本发明还公开一种轨撑消失模铸造方法,包括:
步骤(1):制作轨撑消失模白模制造模具;
具体的,设计制作轨撑消失模白模制造专用模具,模具采用UG-CAD\CAM软件配合加工中心进行模具的设计、加工制造。通过模具工艺及结构设计,控制白模尺寸及变形量。为防止轨撑泡沫模样变形,在其镂空断开中间面设计10mm×30mm防变形工艺筋。
步骤(2):制作铸件专用浇冒系统及组模;
具体的,确定浇注方式及铸件浇道、冒口等系统各单元尺寸;浇冒口、直浇道、横浇道、缩颈内浇道、加固筋等泡沫模样均采用数控电热丝切割机切割成型,然后组模,组模方式采用可调恒温热熔胶枪电加热,熔胶进行粘接。
所述轨撑消失模铸造模具具体尺寸为:
浇冒口截面尺寸:Φ130mm(喇叭形);直浇道截面尺寸:Φ50mm;环形横浇道截面尺寸:50mm×50mm;缩颈内浇道截面尺寸:10mm×40mm。
浇注方式:浇注采用顶注。
浇注系统组成及铸件组合排列:浇注系统由浇冒口、直浇道、环形横浇道、缩颈内浇道组成,一个浇注系统一次同时浇注12件轨撑为满足铁液补缩、充型,防止铸件浇不足及变形,缩颈内浇道开在轨撑侧平面,浇注采用立浇顶注,保持防变形工艺筋在竖直方向;在轨撑下侧平面设计2道加固筋,中间设计3道加固筋,多个铸件串联成框架式的整体结构,减少单个铸件的承重集中,互相支撑,消除铸件弯曲、扭曲变形。
步骤(3):将制作好的轨撑消失模涂挂及烘干;
具体的,涂料采用专用商品涂料,骨料为高铝粉,粘结剂为CMC、膨润土等,加适量水用搅拌机混制均匀,涂挂2∽3遍,涂层厚度2∽3mm。涂挂好的白模模组用专用可移动架竖直存放,40∽50℃干燥室烘干,干燥室相对湿度不大于30%,烘干时间≥8h。
步骤(4):将制作好的铸件专用浇冒系统填砂紧实及封箱;
具体的,干砂采用20∽40目石英砂,干砂中不得有异物、杂物等,耐火度、含粉量等质量指标达到要求,干砂温度低于40℃。加砂过程中沿砂箱壁慢慢向中间填砂,不直冲模样填砂,避免损伤模样。填砂时型腔内外同时填砂,防止模样变形,基准面砂床厚度≥200mm,每批型砂的填砂量控制在100mm左右。用变频气垫式三维振实台振实,边填砂边振实。
填砂结束,用透明塑料密封膜覆盖箱口进行密封。为防止浇注时,浇冒口铁液高温熔化周围塑料密封膜造成真空度下降而造成浇注时铁水反喷,干砂紧实度下降,铸件出现冷隔、浇不足、变形等铸造缺陷,在浇冒口周围填密封泥。在密封膜上填≥50mm厚度干砂,防止铁液飞溅烧坏透明塑料密封膜。模样到砂箱壁吃砂量控制在≥150mm,顶部吃砂量≥200mm。
步骤(5):提供轨撑材料,对其进行熔炼;
具体的,轨撑材料为球铁QT450-10牌号,采用优质的废钢(S、P≤0.04%)、球铁生铁Q10,1组\特级\1类;长效稀土镁球化剂ZT-F,粒度5-25mm;高效长效孕育剂YJ-3,粒度5-12mm。
化学成分:球化处理温度1450∽1500℃;球化处理后铁液化学成分:C质量分数控制在3.5%左右;Si质量分数控制在2.2%左右;Mn质量分数控制在0.26%左右,P≤0.07%,S≤0.03%,Mg残留0.02~0.045%,RE残留0.02~0.035%。
步骤(6):将熔炼后的材料对所述铸件专用浇冒系统进行负压浇注;
具体的,浇注时砂箱内真空度保持在0.03∽0.04MPa,浇注温度控制在1430∽1450℃,浇注时间20∽40s左右,运用封闭-开放式浇注系统充型,浇注时铁液熔化实体消失模,模样气化物经涂层、干砂间隙、真空管道被真空负压吸走,铁液充型顺序为:浇冒口经直浇道(有节流作用),经横浇道分流,依次经缩颈内浇道流入熔化模样,形成铸件。
步骤(7):停止负压浇注,对铸件专用浇冒系统冷却打箱;
具体的,浇注后3∽8min停止负压,25min左右打箱。
步骤(8):取出铸件,待铸件完全冷却后进行表面喷丸处理,完成轨撑的制作。
具体的,去除铸件表面涂层、氧化皮及砂粒杂物;喷丸用直径Φ0.8∽1.2mm左右铸钢丸,清理设备为悬挂式抛丸机,喷丸清理时间5∽8min。清理后用砂轮片锯切机锯切,去掉浇冒口、加强筋、工艺筋,然后打磨去除锯切余根。
在本发明实施例中,运用球墨铸铁材质代替可锻铸铁材质,运用消失模铸造中一种特定自行设计工艺代替传统砂型铸造工艺生产轨撑类铸件,铸件精度达CT7-9(公差可达到±1mm),表面粗糙度达Ra3.2-12.5,达到了产品质量技术标准要求。
综上所述,本发明提供的轨撑消失模铸造方法及其铸造模具运用消失模铸造中一种改进的特定工艺方法取消了加工量,其铸造精度等级及表面粗糙度等级均高于原普通砂型铸造;同时,尺寸、变形问题得到解决,铸件装配时未出现三道缝,不需磨配,工作量减小,加工周期缩短,生产成本大幅下降,减少了资源浪费。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围之内。
Claims (10)
1.一种轨撑消失模铸造方法,其特征在于,包括:
步骤(1):制作轨撑消失模白模制造模具;
步骤(2):制作铸件专用浇冒系统及组模;
步骤(3):将制作好的轨撑消失模涂挂及烘干;
步骤(4):将制作好的铸件专用浇冒系统填砂紧实及封箱;
步骤(5):提供轨撑材料,对其进行熔炼;
步骤(6):将熔炼后的材料对所述铸件专用浇冒系统进行负压浇注;
步骤(7):停止负压浇注,对铸件专用浇冒系统冷却打箱;
步骤(8):取出铸件,待铸件完全冷却后进行表面喷丸处理,完成轨撑的制作。
2.一种轨撑消失模铸造模具,其特征在于,包括型砂、上沙箱、下沙箱、连接固定装置及多个轨撑消失模,所述上沙箱具有浇道口,所述固定装置夹持所述上沙箱和所述下沙箱相对设置以形成密闭收容空间,所述轨撑消失模收容于所述收容空间,所述型砂填充于所述收容空间,并且在所述型砂内形成环形横浇道和直浇道,所述环形横浇道环设于所述型砂内并且所述环形横浇道的两端与所述直浇道连通,所述直浇道连通所述环形横浇道和所述浇道口,所述多个轨撑消失模平行间隔设于所述环形横浇道上并与其连通。
3.根据权利要求2所述的轨撑消失模铸造模具,其特征在于,所述连接固定装置包括紧固螺栓和紧固螺母,所述上沙箱和所述下沙箱的两端分别形成位置对应的连接耳,所述紧固螺栓贯穿所述连接耳并且通过所述紧固螺母固定。
4.根据权利要求3所述的轨撑消失模铸造模具,其特征在于,所述轨撑消失模的数量为十二个,每列六个,设为两列且两列平行间隔设置。
5.根据权利要求4所述的轨撑消失模铸造模具,其特征在于,两相邻所述轨撑消失模的底部设有加固筋。
6.根据权利要求4所述的轨撑消失模铸造模具,其特征在于,每一个所述轨撑消失模的端部设有防变形工艺筋。
7.根据权利要求2所述的轨撑消失模铸造模具,其特征在于,所述直浇道底部设有与所述直浇道连通的缓冲浇口窝。
8.根据权利要求2所述的轨撑消失模铸造模具,其特征在于,两相邻所述轨撑消失模间距为在60-100mm。
9.根据权利要求2所述的轨撑消失模铸造模具,其特征在于,所述浇道口与所述直浇道之间设有密封泥和密封膜。
10.根据权利要求2所述的轨撑消失模铸造模具,其特征在于,所述下沙箱底部设有轴真空孔。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160420 |