CN105880474A - 组合铁型覆砂铸造重机多层水腔排气管的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了组合铁型覆砂铸造重机多层水腔排气管的方法，上外砂箱采用整体式铁型，铁型的内腔按重机复杂多层水腔排气管的形状随型制出，随型覆砂层厚度为12mm‑20mm；浇注系统包含浇口杯、直浇口、横浇口；上半模的芯头部位局部装排气孔针并穿出箱面；下外砂箱采用分拆结构的底座复合型芯，上下模底板中间均分别设有加热装置，模具温度和铁型温度均控制在180‑240℃，温度达到后进行射砂；做好砂芯后装芯、合箱、浇注、开箱。本发明的方法，能消除铸件的组织缩松和疏松、提高铸件的整体机械性能、提高成品率、减少设备和场地投入以及造型用砂量、工艺流程更加简单、降低生产成本、环保，产品质量更易于控制。

Description

组合铁型覆砂铸造重机多层水腔排气管的方法

技术领域

本发明属于铁型覆砂铸造技术领域，特别是组合铁型覆砂铸造重机多层水腔排气管的方法。

背景技术

铁型覆砂铸造是在金属型(又称铁型)内腔周围覆上一层薄薄的覆膜砂的一种铸造工艺方法。它是金属型铸造和壳型铸造两种方法的结合。获得的铸件具有尺寸精度高、机械性能好、节约人工、材料和设备、生产成本低等优点。

在国内，有多家企业也应用铁型覆砂铸造工艺，生产球铁曲轴、凸轮轴、平衡轴、耐压阀体、缸套，耐磨齿盘等多种铸件，但运用复合铁型铸造工艺技术来生产重机复杂多层水腔排气管还是空白。

国内外的铸造生产厂家，多是采用静压铸造方法生产重机复杂多层水腔排气管，该工艺生产此类排气管质量差，尺寸精度难控制，且在造型时还是需要煤粉，用砂量很大，生产环境还未得到完全改善；同时也需配备砂处理系统、材料仓库、型砂输送、除尘等设备，工作环境比较差，不利于铸造生产环保，而且设备投资大，成本高，所占用的面积也大。产品在灰铸铁浇注并经热处理退火后，本体抗拉强度绝大多数达到或接近所要求牌号，如自硬树脂砂铸造复杂多层水腔排气管HT250牌号，本体抗拉强度大多为235MPa，硬度在177-189之间，石墨长在3-4级。但常规铸造工艺下很容易造成排气管组织缩松而渗漏的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种组合铁型覆砂铸造重机多层水腔排气管的方法，该方法能消除铸件的组织缩松和疏松、提高铸件的整体机械性能、提高成品率、减少设备和场地投入以及造型用砂量、工艺流程更加简单、降低生产成本、环保，产品质量更易于控制。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：

组合铁型覆砂铸造重机多层水腔排气管的方法，工艺步骤如下：

(1)造型：

上外砂箱采用整体式铁型，铁型的内腔按重机复杂多层水腔排气管的形状随型制出，随型覆砂层厚度为12mm-20mm；浇注系统包含浇口杯、直浇口、横浇口、分直浇口和内浇口；上半模的芯头设有排气孔针并穿出箱面；下外砂箱采用底座复合型芯，底座与型芯为可分拆结构；上下模底板中间均分别设有加热装置，模具温度和铁型温度均控制在180-240℃，达到上述温度后进行射砂；

(6)砂芯处理及组装：

先把砂芯组装到所述的复合型芯上,再整体进行涂料浸涂并烘干；

(7)合箱：

将步骤(2)烘干后的砂芯和复合型芯安装到所述底座，局部芯头分别用泥条压住芯头及芯头出气孔，在坭芯头的浇注系统装上过滤网，吹净上外砂箱散砂后合箱，扣紧箱扣；装上直冲漏斗浇口杯；

(8)浇注：

用HT250牌号的铁水浇注，浇注温度控制在1380-1400℃，浇注时间为9-10s；

(9)开箱：

浇注后30分钟开箱。

所述浇注系统的铁水流道是由浇口杯到直浇口到横浇口，再由横浇口通过滤网后均衡分到两个分直浇口，再由两个分直浇口分别分到上下两个内浇口再到铸件。

所述浇注系统各浇口总截面之比为：∑直︰∑横︰∑内＝1︰(0.73-0.75)︰(0.68-0.72)；∑分直︰∑直＝1︰(0.88-0.93)；所述过滤网采用直孔陶瓷滤网。

上外模芯头的部位布气孔针内径为Φ8mm，上铁型相应芯头部位尺寸布射孔。

步骤(1)的射砂气压为0.40-0.45Mpa，固化时间为40-50S。

步骤(2)砂芯烘干温度控制在200-220℃，升温2h，保温2h。

步骤(3)合箱的扣箱力为85-90N.M。

所述步骤(4)HT250牌号的铁水的化学成分及质量比为：

C：3.2～3.3％，Si：1.4～1.5％，Mn：0.8～0.9％，Cu：0.7～0.8％，Cr 0.25～0.3％，P≤0.04％，S≤0.06％。

本发明的有益效果在于：

使用本发明的方法，解决了因单个砂芯浸涂涂料后组装，型成多披锋、易出现砂眼气孔等质量问题，且铁型使用的不含水分的树脂砂做覆砂造型材料，也消除了皮下气孔缺陷，铁水凝固过程中得到快速冷却，消除了常有的组织缩松、疏松等缺陷，很好解决了排气管的渗漏问题，大幅提高了铸件的整体机械性能，工艺流程更加简单，质量控制更加容易，成品率由原来砂型铸造工艺的50％提高到铁型铸造的96.5％以上；减少了砂处理系统庞大的设备、场地投入和造型用砂量，改善了工作环境，更加环保。产品的生产成本比砂型铸造工艺生产低40～50％。

具体实施方式

用本发明工艺方法生产7500重机复杂多层水腔排气管，工艺步骤如下：

1.造型

上外砂箱采用整体式铁型，铁型的内腔按照2件/型重机复杂多层水腔排气管的形状进行设计，随型覆砂层厚度为12mm-20mm；浇注系统包含浇口杯、直浇口、横浇口；上半模的芯头部位局部装排气孔针，穿出箱面；下外砂箱采用底座复合型芯，底座和型芯为可分拆结构，上下模底板中间均分别设有加热装置，模具温度和铁型温度均控制在180-240℃，温度达到要求后进行射砂，射砂气压为0.40-0.45Mpa，固化时间为40-50S，射砂后的覆砂层颜色尽量控制在棕褐色。

2.砂芯的处理和组装

水腔砂芯是采用LB65冷芯机生产，把砂芯组装到所述的复合型芯上后，整体进行涂料浸涂并烘干；砂芯烘干温度一般控制在200-220℃，升温2h保温2h。

3.合箱

把步骤2烘干后的水腔砂芯和与下模复合型芯装入所述底座，并插入锁紧销定位。合箱前局部芯头用泥条压住芯头及芯头出气孔，在坭芯头的浇注系统装上过滤网，吹净上外砂箱散砂后合箱，扣紧箱扣；合箱的扣箱力为85-90N.M；装上直冲漏斗浇口杯。

4.浇注

所用铁水牌号为HT250，其化学成分及其质量比为：

C：3.2～3.3％ Si：1.4～1.5％ Mn：0.8～0.9％ Cu：0.7～0.8％

Cr 0.25～0.3％ P≤0.04％ S≤0.06％

浇注温度控制在1380-1400℃之间，浇注时间按2件/型为9-10s；待浇口杯铁水成糊状时打断浇口杯。

5.开箱

浇注后30分钟开箱扣，落箱后的铸件为暗红色，然后自由冷却到室温。

上述产品的检测结果：

铸件经过清理抛丸后，不经过热处理，直接铸态解剖铸件检测得到结果如下：

1)7500重机复杂多层水腔排气管各个部位金相组织和硬度情况如下：

2)机械性能

抗拉试棒取铸件浇注系统中的分直浇口进行抗拉检验，其结果抗拉强度为270Mpa；硬度为HB224；石型为A型石墨；石墨长为4级；珠光体95％；磷共晶1级。

用本发明的方法生产的重机复杂多层水腔排气管，在满足性能要求的条件下可以减少或者不用加入合金，如Cu合金可以由0.7～0.8％减少到0.2～0.3％；在保证本体硬度符合要求下，完全可以不加铬铁。本体机械性能比砂型铸造本体要求牌号要高出一个牌号以上。

Claims (8)

1.组合铁型覆砂铸造重机多层水腔排气管的方法，其特征在于，工艺步骤如下：

(1)造型：

上外砂箱采用整体式铁型，铁型的内腔按重机复杂多层水腔排气管的形状随型制出，随型覆砂层厚度为12mm-20mm；浇注系统包含浇口杯、直浇口、横浇口、分直浇口和内浇口；上半模的芯头设有排气孔针并穿出箱面；下外砂箱采用底座复合型芯，底座与型芯为可分拆结构；上下模底板中间均分别设有加热装置，模具温度和铁型温度均控制在180-240℃，达到上述温度后进行射砂；

(2)砂芯处理及组装：

先把砂芯组装到所述的复合型芯上,再整体进行涂料浸涂并烘干；

(3)合箱：

将步骤(2)烘干后的砂芯和复合型芯安装到所述底座，局部芯头分别用泥条压住芯头及芯头出气孔，在坭芯头的浇注系统装上过滤网，吹净上外砂箱散砂后合箱，扣紧箱扣；装上直冲漏斗浇口杯；

(4)浇注：

用HT250牌号的铁水浇注，浇注温度控制在1380-1400℃，浇注时间为9-10s；

(5)开箱：

浇注后30分钟开箱。

2.如权利要求1所述的组合铁型覆砂铸造重机多层水腔排气管的方法，其特征在于，所述浇注系统的铁水流道是由浇口杯到直浇口到横浇口，再由横浇口通过滤网后均衡分到两个分直浇口，再由两个分直浇口分别分到上下两个内浇口再到铸件。

3.如权利要求1所述的组合铁型覆砂铸造重机多层水腔排气管的方法，其特征在于，所述浇注系统各浇口总截面之比为：∑直︰∑横︰∑内＝1︰(0.73-0.75)︰(0.68-0.72)；∑分直︰∑直＝1︰(0.88-0.93)；所述过滤网采用直孔陶瓷滤网。

4.如权利要求1所述的组合铁型覆砂铸造重机多层水腔排气管的方法，其特征在于，上外模芯头的部位布气孔针内径为Φ8mm，上铁型相应芯头部位尺寸布射孔。

5.如权利要求1所述的组合铁型覆砂铸造重机多层水腔排气管的方法，其特征在于，所述步骤(1)的射砂气压为0.40-0.45Mpa，固化时间为40-50S。

6.如权利要求1所述的组合铁型覆砂铸造重机多层水腔排气管的方法，其特征在于，所述步骤(2)砂芯烘干温度控制在200-220℃，升温2h，保温2h。

7.如权利要求1所述的组合铁型覆砂铸造重机多层水腔排气管的方法，其特征在于，所述步骤(3)合箱的扣箱力为85-90N.M。

8.如权利要求1所述的组合铁型覆砂铸造重机多层水腔排气管的方法，其特征在于，所述步骤(4)HT250牌号的铁水的化学成分及质量比为：

C：3.2～3.3％，Si：1.4～1.5％，Mn：0.8～0.9％，Cu：0.7～0.8％，Cr 0.25～0.3％，P≤0.04％，S≤0.06％。