CN105964921A - 一种大型铸件消失模树脂砂铸造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种大型铸件消失模树脂砂铸造工艺，包括模型制作、组模、涂料淋涂和烘干、树脂砂震动充填、底注式半封闭浇注系统、铸件清理工艺步骤。本发明工艺采用程序化、数字化加工大铸件消失模模型，模型材料以可再生的成本低廉的EPS泡沫代替稀有红松木材，大量节约了不可再生资源，同时在加工性能上和效率上也大幅度提升。浇注系统设计排气通道的开设，避免了利用燃烧等方法消除型腔消失模型等繁琐操作，进一步突破了消失模铸造工艺在金属材料方面的限制，使得它的应用领域更为广泛。

Description

一种大型铸件消失模树脂砂铸造工艺
技术领域
本发明属于铸造工艺，具体地说涉及一种大型铸件消失模树脂砂铸造工艺。
背景技术
消失模铸造是近年来我国铸造成型着力推广的一种新技术。它的工艺路线是以EPS高分子泡珠为材料，经加热釜熟化、在金属模具中发泡成与铸造零件尺寸结构完全相同的泡沫模型，经过浸涂或淋涂耐火涂料并烘干，放入特制砂箱，填入干砂，三维振动充填、在砂上表面覆膜、抽真空将砂紧实，然后浇入金属液使模样受热气化逸出，金属液体置换EPS模型空间而得到与模样形状一致的金属铸件，是一种近无余量的精确成形方法。
消失模铸造成型工艺具有诸多传统铸造成型工艺无可比拟的优势。1、铸造胎具以金属模具成型，尺寸精度高，表面光洁，加工量小，降低机工成本；2、对于难以加工的阀类孔径，能够实现非加工高精度成型；3、铸件质量好，组织致密，内部缺陷少；4、改善了铸造脏、乱、差的劳动环境，节省了劳动力资源，实现了绿色铸造；5、有利于组织规模化生产，灵活调节铸件批量、规格、种类。
由于消失模铸造工艺是基于金属模具发泡模型和干砂、负压以及三位震动造型，所以对于大型、小批量铸件，消失模工艺受到以下几个方面限制:1、发泡金属模具制作成本高，不可能针对单件小批量生产；2、造型工艺装备，无论砂箱还是振动台，都不能保证各种规格铸件的通用性；3、浇注过程中，大型铸件表面积大，在金属液浇入、负压受到破坏的状态下，干砂紧实的可靠性难以保证和支持大型和超大型铸件的顺利充型，使得消失模铸造在相当长的时间内一直拘泥于批量小型铸件的生产，在大铸件成型上消失模的优势难以得到应用。在技术上，消失模铸造还局限于金属液置换消失模空间，置换气隙压强没有排除手段，铸件由气隙压强和泡沫燃留物产生的缺陷难以控制。
发明内容
为了解决背景技术中消失模工艺受到的局限，充分发挥消失模铸造成型工艺的优势，本发明提供一种大型铸件消失模树脂砂铸造工艺，作为消失模负压铸造先进工艺的技术延伸，填补国内大型铸件消失模精细铸造的技术空白。这种工艺具有科技含量高，便于程序化，操作简单，铸件表面光洁，内在质量好，质量稳定，综合成本低，节约能源，不污染环境等优点。
本发明的技术方案是这样实现的：一种大型铸件消失模树脂砂铸造工艺，包括以下步骤：
1、模型制作：
（1）、根据汽车冲压模具铸件编制加工程序，采用模型分层、拼合技术进行编程，程序内容包括加工步骤、进给量、走刀路线方式及选用刀具；
（2）、模型下料:根据汽车冲压模具上、下模轮廓尺寸，加上加工余量15～20mm，分别下料、粘合，EPS泡沫板表观密度为18kg/m3；
2、组模：
（1）、轮廓加工：按UG编程，通过立式加工中心加工下模座模型轮廓尺寸，用铸模尺对加工尺寸检验；
（2）、用钻孔器及仿形切割器进行特殊部位和特殊形状加工，并进行整体打磨，模型轮廓加工好后进行整体粘合；
（3）、按要求字体、规格及组合方式进行字模成型，标识粘贴，对组合好的模型进行白光检测；
3、涂料淋涂和烘干：组合好后的模型放在涂料槽上方箅子上，进行三遍涂料淋涂，涂料波美度60～65，第一遍用刷子将搅拌好的涂料刷涂难以淋到的角落，第二遍整体淋涂，挂匀，送烘干室烘干，烘干温度48～55℃；第三遍整体淋涂，找匀，涂层总厚度控制在1-1.4mm，进烘干室烘干，烘干温度48～55℃；
4、树脂砂震动充填：将干燥好的模型进行浇注系统组合，将模型放入砂箱内，将配比好的树脂砂撒入砂箱，振动充填，树脂加入量为砂总量的0.8%，固化剂加入量为树脂加入量的40-60%，震动填实；
5、浇注：模型浇注系统采用底注式半封闭浇注系统，根据铸件重量计算控制内浇口总面积，铁水从浇口杯2、立浇道3进入，通过横浇道5和内浇口7，对模型4进行充填置换。浇注过程中，随着金属液体的填充，金属液与消失模4之间产生的气隙6内压强不断增大，气隙压强被消失模4内内设置的排气孔9破坏，有利于减少铸件气孔和消除积碳。金属液充填置换消失模空间，浇注时间根据铸件重量计算，，其中t为浇注时间，S2为浇注时间系数，G为铸件重量，浇注温度1390～1420℃，保持金属液流连续稳定，防止断流；
6、铸件清理：浇注结束，铸件采用振动落砂，抛丸清理，表面光洁，轮廓清晰；
优选的，所述组模过程中在组合好后的模型上开设燃通式隐性排气通道，即在模型上设置多个排气孔9，排气孔9开设从消失模排气冒口8向下，穿过消失模4，排气孔9距消失模4底部留30-50mm不打穿。
本发明的有益效果是：本发明工艺采用程序化、数字化加工大铸件消失模模型，模型材料以可再生的成本低廉的EPS泡沫代替稀有红松木材，大量节约了不可再生资源，同时在加工性能上和效率上也大幅度提升。消失模模型制作高科技手段的介入，为生产高品质的大型和超大型铸件开辟了一条优质高效的新路。浇注系统设计排气通道的开设，避免了利用燃烧等方法消除型腔消失模型等繁琐操作，进一步突破了消失模铸造工艺在金属材料方面的限制，使得它的应用领域更为广泛。
附图说明
图1为本发明浇注工艺的示意图。
零件说明：1、铁水，2、浇口杯，3、立浇道，4、消失模，5、横浇道，6、气隙，7、内浇口，8、排气冒口，9、排气孔。
具体实施方式
为了更好地理解与实施，下面详细说明一种大型铸件消失模树脂砂铸造工艺：
1、模型制作：
（1）、根据汽车冲压模具铸件编制加工程序，采用模型分层、拼合技术进行编程，程序内容包括加工步骤、进给量、走刀路线方式及选用刀具；
（2）、模型下料:根据汽车冲压模具下模模轮廓尺寸，加上加工余量18mm，分别下料、粘合，EPS泡沫板表观密度为18kg/m3；
2、组模：
（1）、轮廓加工：按UG编程，通过立式加工中心加工下模座模型轮廓尺寸，用铸模尺对加工尺寸检验；
（2）、用钻孔器及仿形切割器进行特殊部位和特殊形状加工，并进行整体打磨，模型轮廓加工好后进行整体粘合；
（3）、按要求字体、规格及组合方式进行字模成型，标识粘贴，对组合好的模型进行白光检测；
3、涂料淋涂和烘干：组合好后的模型放在涂料槽上方箅子上，进行三遍涂料淋涂，涂料波美度62，第一遍用刷子将搅拌好的涂料刷涂难以淋到的角落，第二遍整体淋涂，挂匀，送烘干室烘干，烘干温度50℃；第三遍整体淋涂，找匀，涂层总厚度控制在1.3mm，进烘干室烘干，烘干温度50℃；
4、树脂砂震动充填：将干燥好的模型进行浇注系统组合，在组合好后的模型上开设燃通式隐性排气通道，即在模型上设置多个排气孔9，排气孔9开设从消失模排气冒口8向下，穿过消失模4，排气孔9距消失模4底部留40mm不打穿；将模型放入砂箱内，将配比好的树脂砂撒入砂箱，振动充填，树脂加入量为砂总量的0.8%，固化剂加入量为树脂加入量的50%，震动填实；充填过程中，要保证涂层不被碰坏，各个角落填匀，并保证开设的排气通道不被砂填入，砂箱填满后等待硬化，并检查清理排气通道；
5、浇注：模型浇注系统采用底注式半封闭浇注系统，根据铸件重量计算控制内浇口总面积，铁水从浇口杯2、立浇道3进入，通过横浇道5和内浇口7，对消失模4进行充填置换。浇注过程中，随着金属液体的填充，金属液与消失模4之间产生的气隙6内压强不断增大，气隙压强被消失模4内设置的排气孔9破坏，有利于减少铸件气孔和消除积碳，金属液充填置换消失模空间，浇注时间根据铸件重量计算， ，其中t为浇注时间，S2为浇注时间系数，G为铸件重量，浇注温度1390～1420℃，保持金属液流连续稳定，防止断流；
6、铸件清理：浇注结束，铸件采用振动落砂，抛丸清理，表面光洁，轮廓清晰。

Claims (2)

1.一种大型铸件消失模树脂砂铸造工艺，其特征在于包括以下步骤：
（1）、模型制作：
（1.1）、根据汽车冲压模具铸件编制加工程序，采用模型分层、拼合技术进行编程，程序内容包括加工步骤、进给量、走刀路线方式及选用刀具；
（1.2）、模型下料:根据汽车冲压模具下模座轮廓尺寸，加上加工余量15～20mm，分别下料、粘合，EPS泡沫板表观密度为18kg/m3；
（2）、组模：
（2.1）、轮廓加工：按UG编程，通过立式加工中心加工下模座模型轮廓尺寸，用铸模尺对加工尺寸检验；
（2.2）、用钻孔器及仿形切割器进行特殊部位和特殊形状加工，并进行整体打磨，模型轮廓加工好后进行整体粘合；
（2.3）、按要求字体、规格及组合方式进行字模成型，标识粘贴，对组合好的模型进行白光检测；
（3）、涂料淋涂和烘干：组合好后的模型放在涂料槽上方箅子上，进行三遍涂料淋涂，涂料波美度60～65，第一遍用刷子将搅拌好的涂料刷涂难以淋到的角落，第二遍整体淋涂，挂匀，送烘干室烘干，烘干温度48～55℃；第三遍整体淋涂，找匀，涂层总厚度控制在1-1.4mm，进烘干室烘干，烘干温度48～55℃；
（4）、树脂砂震动充填：将干燥好的模型进行浇注系统组合，组合好的模型放入砂箱内，将配比好的树脂砂撒入砂箱，振动充填，树脂加入量为砂总量的0.8%，固化剂加入量为树脂加入量的40-60%，震动填实；
（5）、浇注：模型浇注系统采用底注式半封闭浇注系统，根据铸件重量计算控制内浇口总面积，铁水从浇口杯（2）、立浇道（3）进入，通过横浇道（5）和内浇口（7），对消失模（4）进行充填置换，浇注过程中，随着金属液体的填充，金属液与消失模（4）之间产生的气隙（6）内压强不断增大，气隙压强被消失模（4）内设置的排气孔（9）破坏，有利于减少铸件气孔和消除积碳，金属液充填置换消失模空间，浇注时间根据铸件重量计算，，其中t为浇注时间，S2为浇注时间系数，G为铸件重量，浇注温度1390～1420℃，保持金属液流连续稳定，防止断流；
（6）、铸件清理：浇注结束，铸件采用振动落砂，抛丸清理，表面光洁，轮廓清晰。
2.如权利要求1所述的一种大型铸件消失模树脂砂铸造工艺，其特征在于所述组模过程中在组合好后的模型上开设燃通式隐性排气通道，即在模型上设置多个排气孔（9），排气孔（9）开设从消失模排气冒口（8）向下，穿过消失模（4），排气孔（9）距消失模（4）底部留30-50mm不打穿。
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