CN106141090A - 一种铁型覆砂铸造传感器齿轮的铸造工艺 - Google Patents

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温文林
刘春晖
冯奇红
杨永杰
卫艳琴
黄海霞
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/06—Permanent moulds for shaped castings
    • B22C9/068—Semi-permanent moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/22—Moulds for peculiarly-shaped castings

Abstract

本发明涉及一种铁型覆砂铸造传感器齿轮的铸造工艺，该工艺通过设计与传感器齿轮形状完全一致的母模与上、下铁型，然后通过射砂机制作出具有5—7mm覆砂层的上、下覆砂的铁型型腔，最后根据配料单将制成的合格铁水浇注到合箱后的腔型中，待浇注完成后，开箱得到铸造的传感器齿轮零件。本发明的铁型覆砂铸造工艺可完全消除传感器齿轮内部缩松、缩孔、裂纹等缺陷，有效提高了铸件的质量与生产效率，降低了铸件的废品率，而且该工艺简单易行，市场前景广阔，经济效益显著，适合绝大多数企业使用。

Description

一种铁型覆砂铸造传感器齿轮的铸造工艺
技术领域
本发明涉及地铁机车用的传感器齿轮的铸造工艺，具体涉及一种铁型覆砂铸造传感器齿轮的铸造工艺。
背景技术
在现有的工业生产中，生产传感器齿轮的铸件，均采用自硬砂造型技术工艺。该工艺在制备的过程中存在以下缺陷：其一，由于自硬砂工艺中铁水冷却速度慢，铸件内部易产生缩松缩孔及裂纹，导致铸件产品质量不稳定；其二，由于铸件冷却速度慢，引起内部组织不致密，球化级别低，材质不稳定而且铸件外观粗糙；此外，由于铸件加工余量大，浪费材料的同时且机加工成本高，生产工序复杂，导致工人劳动强度大，生产效率低，与此同时，自硬树脂用量大，原砂用量大，导致企业的生产成本增加。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述缺陷，提供一种能够消除传感器齿轮内部缩松、缩孔及裂纹并能提高铸件产品质量稳定性的铁型覆砂铸造传感器齿轮的铸造工艺。
为了达到上述发明目的，采取的技术方案如下：
一种铁型覆砂铸造传感器齿轮的铸造工艺，包括以下步骤：
（1）设计一套与传感器齿轮形状完全一致的模型作为母模；
（2）制作与母模相配合的上铁型与下铁型，上铁型、下铁型分别与母模配套时的间隙为5—7mm；
（3）将母模固定在射砂机工作台的型板上，把上铁型、下铁型分别置于母模的上方，加热型板至230-270℃后，将上铁型、下铁型分别与母模闭合夹紧，待射砂机夹紧到位后，通过射砂机射砂孔将覆膜砂射至母模与上铁型、下铁型之间的空腔，射砂完成后固化25—30s；
（4）待固化完成30秒后起模，自然冷却25—30s后，依次得到上、下覆砂的铁型型腔；
（5）将覆好砂的上下铁型放置过滤网后，合箱夹紧，吊置浇注台上；
（6）根据配料单将原材料配比后依次放入熔炼炉内加热，熔炼出温度为1540℃的合格铁水 ；
（7）采用冲入法对铁水进行球化处理；
（8）铁水去渣后进行浇注处理后的铁水，浇注时间为8分钟，浇注温度控制在1330-1430℃，浇注完成并保温20分钟后，开箱取出铸件，即得到所需的传感器齿轮毛坯零件。
进一步的，所述的配料单为C：3.75-3.88%,Si:1.95-2.2%,S≤0.02%,P: ≤0.035%,Mn：≤0.015%，其余为Fe，按重量百分数计。
进一步的，所述的原材料为按重量百分数计的生铁：88%以及废钢：12%。
进一步的，所述的球化处理是采用重量百分数为0.9%的球化剂以及7%的硅铁组成球化包对铁水处理。
进一步的，所述设计一套与传感器齿轮形状完全一致的模型包括设计制作传感器齿轮的工装模具、浇注系统和底座。
进一步的，所述射砂机的型号为IFSI260卡斯丁覆砂造型机。
本发明的有益效果：本发明的铁型覆砂铸造工艺可完全消除传感器齿轮内部缩松、缩孔、裂纹等缺陷，铸出的铸件产品，质量稳定且内部组织致密，球化级别1-2级，石墨大小6-8级，铸件粗糙度可达到Ra25μm；此外，铸件加工余量可降到2.5mm，大大节约了材料并降低了机加工成本；本发明的生产工艺稳定，步骤简单易实行，可有效降低工人劳动强度，提高生产效率；同样的工作人员，采用铁型覆砂的生产效率是自硬砂造型的 6 倍，且铸件所用树脂砂量少，而且可回收，有效降低了铸造成本，从而提高了企业的经济效益，该铸造方法市场前景广阔，适合绝大多数铸造企业。
具体实施方式
下面将结合实施方式对本发明的技术方案作出进一步的详细介绍。
本发明采用铁型覆砂工艺铸造地铁机车上用的传感器齿轮零件，该零件的材质为QT400-18LT球墨铸铁。
本实施里中的一种铁型覆砂铸造传感器齿轮的铸造工艺，包括以下步骤：
（1）设计一套与传感器齿轮形状完全一致的模型作为母模；所述母模可以为单独一个传感器齿轮，也可以是多个传感器齿轮并列设置，为了增加铸造的产量，本铸造工艺中采用四个传感器齿轮并列设置的模型作为母模；此外，在设计模型时还要包括设计制作传感器齿轮的工装模具、浇注系统和底座；
（2）制作与母模相配合的上铁型与下铁型，上铁型、下铁型分别与母模配套时的间隙为5—7mm；上铁型内具有传感器齿轮外部结构的型腔，下铁型内具有传感器齿轮内部结构的型腔；
（3）将母模固定在射砂机工作台的型板上，把上铁型、下铁型分别置于母模的上方，加热型板至230-270℃后，将上铁型、下铁型分别与母模闭合夹紧，待射砂机夹紧到位后，通过型号为IFSI260卡斯丁覆砂射砂机射砂孔将覆膜砂射至母模与上铁型、下铁型之间的空腔，射砂完成后固化25—30s；
（4）待固化完成30秒后起模，自然冷却25—30s后，依次得到上、下覆砂的铁型型腔；上、下覆砂的铁型型腔合箱后构成一个完整的传感器齿轮形状；
（5）将覆好砂的上下铁型放置过滤网后，合箱夹紧，吊置浇注台上；
（6）根据配料单将原材料配比后依次放入熔炼炉内加热，熔炼出温度为1540℃的合格铁水 ；所述的配料单为C：3.75-3.88%,Si:1.95-2.2%,S≤0.02%,P: ≤0.035%,Mn：≤0.015%，其余为Fe，按重量百分数计。所述的原材料为按重量百分数计的生铁：88%以及废钢：12%。
（7）采用冲入法对铁水进行球化处理；球化处理是采用重量百分数为0.9%的球化剂以及7%的硅铁组成球化包对铁水处理。
（8）铁水去渣后进行浇注处理后的铁水，浇注时间为8分钟，浇注温度控制在1330-1430℃，浇注完成并保温20分钟后，开箱取出铸件，即得到所需的传感器齿轮毛坯零件。
上述实施例铸造的零件经清理打磨后，各项性能指标均能满足图纸要求，无需热处理及钻孔等加工处理，经检测，铸件的球化级别为 2 级，石墨大小 8 级，硬度HB=213，抗拉强度бb≥400MPa，延伸率δ≥18%，-20℃低温冲击值AK≥12 J/m2，铸件粗糙度可达到Ra25μm。
本发明的铁型覆砂铸造工艺可有效提高铸件的外观和内在质量，降低铸件报废率，同时能减轻铸件重量的15%，大大提高了生产效率，节约了大量时间和人力、设备等成本，与此同时，该方法能够降低成本的30%，而且简单易行，经济效益显著，市场前景广阔，适合绝大多数企业使用。
上述实施例并非是对本发明保护范围的限制，凡是在本发明构思的精神和原则之内，本领域的专业人员能够作出的任何修改、等同替换和改进等均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种铁型覆砂铸造传感器齿轮的铸造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）设计一套与传感器齿轮形状完全一致的模型作为母模；
（2）制作与母模相配合的上铁型与下铁型，上铁型、下铁型分别与母模配套时的间隙为5—7mm；
（3）将母模固定在射砂机工作台的型板上，把上铁型、下铁型分别置于母模的上方，加热型板至230-270℃后，将上铁型、下铁型分别与母模闭合夹紧，待射砂机夹紧到位后，通过射砂机射砂孔将覆膜砂射至母模与上铁型、下铁型之间的空腔，射砂完成后固化25—30s；
（4）待固化完成30秒后起模，自然冷却25—30s后，依次得到上、下覆砂的铁型型腔；
（5）将覆好砂的上下铁型放置过滤网后，合箱夹紧，吊置浇注台上；
（6）根据配料单将原材料配比后依次放入熔炼炉内加热，熔炼出温度为1540℃的合格铁水 ；
（7）采用冲入法对铁水进行球化处理；
（8）铁水去渣后进行浇注处理后的铁水，浇注时间为8分钟，浇注温度控制在1330-1430℃，浇注完成并保温20分钟后，开箱取出铸件，即得到所需的传感器齿轮毛坯零件。
2.根据权利要求1所述的一种铁型覆砂铸造传感器齿轮的铸造工艺，其特征在于，所述的配料单为C：3.75-3.88%,Si:1.95-2.2%,S≤0.02%,P: ≤0.035%,Mn：≤0.015%，其余为Fe，按重量百分数计。
3.根据权利要求1所述的一种铁型覆砂铸造传感器齿轮的铸造工艺，其特征在于，所述的原材料为按重量百分数计的生铁：88%以及废钢：12%。
4.根据权利要求1所述的一种铁型覆砂铸造传感器齿轮的铸造工艺，其特征在于，所述的球化处理是采用重量百分数为0.9%的球化剂以及7%的硅铁组成球化包对铁水处理。
5.根据权利要求1所述的一种铁型覆砂铸造传感器齿轮的铸造工艺，其特征在于，所述设计一套与传感器齿轮形状完全一致的模型包括设计制作传感器齿轮的工装模具、浇注系统和底座。
6.根据权利要求1所述的一种铁型覆砂铸造传感器齿轮的铸造工艺，其特征在于，所述射砂机的型号为IFSI260卡斯丁覆砂造型机。
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