CN106077465A - 一种灰口铸铁覆砂铸造复杂异形管的生产工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种灰口铸铁覆砂铸造复杂异形管的生产工艺方法，其生产方法是：方法

Description

一种灰口铸铁覆砂铸造复杂异形管的生产工艺方法

技术领域

本发明属于机械铸造领域， 特别是一种灰口铸铁覆砂铸造复杂异形管的生产工艺方法。

背景技术

目前，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，但运用该发明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。在我国乃至国际上的铸造生产厂家，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；同时也存在着砂处理工部等一整套设备、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，在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。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。对比文件1，CN200810068955，名称：高速机车喷气式发动机排气管及其近净成型铸造法，本发明高速机车喷气式发动机排气管及其近净成型铸造法，属于交通运输动力装置技术领域。其高速机车喷气式发动机排气管由连接管件体，连体小圆法兰、二个圆形变腰形连接管体、大直径连接法兰盘组成，两个圆形变腰形连接管体的圆形端与连体小圆法兰连接；另一端是腰形通过连接管件体与大直径连接法兰盘连接，两个连体小圆法兰之间由较厚的长方体连接。本发明的排气管内腔形成均匀光滑表面，而且整体铸造成形，其内部结构组织是连续的，承载高温高压能力比现有焊接组件高。具有制作容易、制造成本较低、工作性能稳定、安全可靠等优点。由两个圆形腰形连接管体与小圆法兰连接，另一端与法兰盘连接，连接管体为铸造的整体式管件体。其结构构成与本申请不相同。

发明内容

本发明的目的是提供一种能解决灰口铸铁重机复杂多层水腔排气管常见的组织疏松、表面质量差、整体机械性能得不到保证、且质量容易控制的组合铁型覆砂铸造重机复杂多层水腔排气管的生产方法。

本发明的技术解决方案是这样的，一种灰口铸铁覆砂铸造复杂异形管的生产方法，其特征在于，其生产方法是：

方法，上半模的芯头部位局部装排气孔针，穿出箱面，下砂箱采用底座复合型芯方式，型芯为可方便分拆结构，浇注系统的铁水流道是由浇口杯到直浇口到横浇口，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到铸件；

方法，浇注系统各浇口总截面之比为：∑直︰∑横︰∑内=1︰0.65︰0.70；∑分直︰∑直=1︰0.75，滤网采用直孔陶瓷滤网；

方法，射砂气压为0.3~0.35Mpa，固化时间为45~50S；

方法，合箱的扣箱力为80~85N.M。

其工艺步骤是：

步骤，砂箱造型：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10mm~12mm；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；下砂箱采用底座复合型芯方式，型芯为可方便分拆结构，上下模底板中间分别设有加热装置，模具温度和铁型温度均控制在160~180℃，温度达到要求后进行射砂；

步骤，砂芯处理及组装：排气管的水腔砂芯组装，先组装后再整体进行涂料浸涂并烘干；

步骤，合箱：合箱前局部芯头用泥条压住芯头及芯头出气孔位置等，在坭芯头的浇注系统位置装上过滤网，上外砂箱吹净散砂后合箱，扣紧箱扣，装上直冲漏斗浇口杯；

步骤，浇注：用HT250牌号的铁水浇注，浇注温度控制在1300~1350℃，浇注时间为8~9s；

步骤，开箱：浇注后25分钟开箱，自由冷却。

与现有技术相比本发明的优点是：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，基本消除了汽缸体常有的组织缩松、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，改善了铸造业的恶劣环境，更加环保。产品的生产成本比砂型铸造工艺生产要低40～50%，应用前景广泛。

具体实施方式

下面本发明最佳实施例是：本发明的工艺是上外砂箱采用整体式铁型，下外砂箱采用底座复合型芯方式，型芯为可方便分拆结构，此工艺既充分发挥了铁型工艺的优点，又融合了传统自硬砂的比较灵活的好处，工艺流程更加简单，质量控制更加容易，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、生产质量和生产效率。

本发明的具体实施如下：

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；下砂箱采用底座复合型芯方式，型芯为可方便分拆结构，上下模底板中间分别设有加热装置，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30-40S，射砂后的覆砂层颜色尽量控制在棕褐色。

2. 砂芯：水腔砂芯是采用LB65冷芯机生产，生产后先把砂芯组装到下模复合型芯上后，整体进行涂料浸涂并烘干；砂芯烘干温度一般控200-220℃，升温2h保温2h。

3. 合箱

先检查确认所装水腔砂芯与下模复合型芯符合要求，然后装入下砂箱底座，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位置等，在坭芯头的浇注系统位置装上过滤网，吹净上外砂箱散砂后合箱，扣紧箱扣；合箱的扣箱力为80-85N.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（2件/型）是在9-10s之间；待浇口杯铁水成糊状时打断浇口杯；

5.开箱：浇注后25分钟开箱扣，落箱后的铸件为暗红色，然后自由冷却到室温。

6.检验：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：

抗拉检验，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。

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合金可以由原来的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。

Claims (2)

1.一种灰口铸铁覆砂铸造复杂异形管的生产工艺方法，其特征在于，其生产方法是：

方法，上半模的芯头部位局部装排气孔针，穿出箱面，下砂箱采用底座复合型芯方式，型芯为可方便分拆结构，浇注系统的铁水流道是由浇口杯到直浇口到横浇口，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到铸件；

方法，浇注系统各浇口总截面之比为：∑直︰∑横︰∑内=1︰0.65︰0.70；∑分直︰∑直=1︰0.75，滤网采用直孔陶瓷滤网；

方法，射砂气压为0.3~0.35Mpa，固化时间为45~50S；

方法，合箱的扣箱力为80~85N.M。

2.按照权利要求1所述的一种灰口铸铁覆砂铸造复杂异形管的生产工艺方法，其特征是其工艺步骤是：

步骤，砂箱造型：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10mm~12mm；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；下砂箱采用底座复合型芯方式，型芯为可方便分拆结构，上下模底板中间分别设有加热装置，模具温度和铁型温度均控制在160~180℃，温度达到要求后进行射砂；

步骤，砂芯处理及组装：排气管的水腔砂芯组装，先组装后再整体进行涂料浸涂并烘干；

步骤，合箱：合箱前局部芯头用泥条压住芯头及芯头出气孔位置等，在坭芯头的浇注系统位置装上过滤网，上外砂箱吹净散砂后合箱，扣紧箱扣，装上直冲漏斗浇口杯；

步骤，浇注：用HT250牌号的铁水浇注，浇注温度控制在1300~1350℃，浇注时间为8~9s；

步骤，开箱：浇注后25分钟开箱，自由冷却。