CN106222534B - 一种球铁箱体铸件的铸造工艺 - Google Patents

一种球铁箱体铸件的铸造工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开的一种球铁箱体铸件的铸造工艺步骤包括配备覆膜砂、制作外模和泥芯、合型、熔炼、浇注和清砂。在本发明的铸造工艺中，采用锁紧装置将砂型压紧在砂箱中，用钢丸填充砂箱和砂型之间的间隙，使砂型完全被钢丸覆盖，有效避免砂型在浇注过程中产生变形和热膨胀现象；制备所得覆膜砂流动性好，采用覆膜砂制作的外模和泥芯轮廓清晰，组织致密，能够制作形状复杂的外模和泥芯，用以铸造结构复杂、壁厚差别大的箱体铸件；采用覆膜砂制作的泥芯表面质量好，在不上涂料的情况下，即可得到高质量的铸件；覆膜砂溃散性好，清砂方便，覆膜砂稳定性好，不会受空气湿度的影响，抗吸湿性强，可避免由于砂型受潮而使铸件产生气孔的现象。

Description

一种球铁箱体铸件的铸造工艺
技术领域
本发明属于球铁箱体铸件的铸造工艺技术领域，具体涉及一种结构复杂、壁厚差别大的球铁箱体铸件的铸造工艺。
背景技术
球铁箱体铸件一般箱体结构比较复杂，对于表面质量要求不高的箱体结构，通常采用树脂砂造型工艺制作砂型，再通过一型多件的方式进行铸造，而针对表面质量要求高，箱体需要承受较大压力的铸件，则不允许进行任何缩松、缩孔和白口等缺陷修补，这类球铁箱体铸件必须采用全覆膜砂生产，即外型和泥芯都采用覆膜砂制作。
箱体结构复杂、壁厚差别大，主体壁厚小（5mm），局部壁厚大（达到35mm以上），针对这样的箱体铸件，由于体积大，重量轻，导致砂铁比大，生产成本增加。一些铸造厂在覆膜砂外型外面增加树脂砂或者潮模砂砂型来固定覆膜砂外型，同时用来增加覆膜砂外型的抗热强度性能，减少砂型浇注时开裂或者铸件产品的变形；一些铸造厂通过在覆膜砂外型和泥芯上增加涂料来提高砂型的耐热性能，或者增加覆膜砂砂型的厚度来提高砂型在浇注过程的抗热变形性能；一些铸造厂直接采用潮模砂铸造，但是由于壁厚差别大，铸造缺陷很难解决，导致废品率较高。
目前普遍采用的工艺在生产结构复杂、壁厚差别大的箱体铸件时，无论从生产效率、铸件质量和生产成本上都难有较大的提升。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述缺点，提供一种球铁箱体铸件的铸造工艺，该工艺能铸造结构复杂、壁厚差别大的箱体铸件，在提高铸件合格率的同时，降低生产成本。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种球铁箱体铸件的铸造工艺，包括配备覆膜砂、制作外模和泥芯、合型、熔炼、浇注和清砂，其中：合型是将外模和泥芯合型成砂型，将砂型通过锁紧装置锁紧在砂箱内，在砂箱和砂型之间的空腔中填充满钢丸,直至钢丸完全覆盖住砂型；砂箱包括设有螺纹通孔的砂箱底板，砂箱底板上套装有砂箱框，锁紧装置包括固定板、锁紧螺杆和蝶形螺母，通过锁紧装置将砂型锁紧在砂箱内的具体步骤是先将合型而成的砂型放置在砂箱内，再用固定板从砂箱框上方压紧砂型，从砂箱底板下方穿入锁紧螺杆直至贯穿固定板，用蝶形螺母将砂箱底板、砂箱框、砂型和固定板锁紧成为一体；配备覆膜砂是以原砂为主要原料，以热塑性酚醛树脂、乌洛托品溶液、烷偶联剂和硬脂酸钙为添加剂，通过覆膜砂搅拌机将原砂和添加剂混合搅拌制得覆膜砂；制备所得的覆膜砂的配比为：原砂100Kg、热塑性酚醛树脂为占原砂重的3%、乌洛托品溶液为占原砂重的1.8%-2.5%、烷偶联剂为占原砂重的0.15%-0.18%、硬脂酸钙为占原砂重的0.5%。
在本发明球铁箱体铸件的铸造工艺中，优选的，制作外模和泥芯是采用水平分型射芯机，用制备所得的覆膜砂分别制作壁厚均为12mm外模和泥芯；制作外模时，水平分型射芯机的加热温度为250℃-300℃、加热时间为45秒-55秒；制作泥芯时，水平分型射芯机的加热温度为280℃-350℃、加热时间为75秒-90秒。
在本发明球铁箱体铸件的铸造工艺中，优选的，熔炼是通过中频感应电炉将金属熔炼成铁水，熔炼所得铁水的温度为1600℃-1610℃，铁水的出炉温度为1568℃-1570℃。
在本发明球铁箱体铸件的铸造工艺中，进一步的，熔炼所得的铁水的化学成分为：C：3.32%-3.36%、Si：2.0%-2.20%、Mn：0.75%-0.85%、P≤0.15%、S≤0.08%、Cu：0.15%-0.6%、Cr：0.23%-0.28%，余量为铁。
在本发明球铁箱体铸件的铸造工艺中，优选的，浇注是在铁水开浇温度为1468℃-1470℃时，将铁水浇注到砂型内腔中，浇注时间为5分钟-7分钟。
在本发明球铁箱体铸件的铸造工艺中，优选的，钢丸覆盖在砂型上表面20mm-50mm处。
在本发明球铁箱体铸件的铸造工艺中，优选的，钢丸粒度为1.0目-1.2目。
本发明的有益效果是：1.在本发明的铸造工艺中，采用锁紧装置将砂型压紧在砂箱中，用钢丸填充砂箱和砂型之间的间隙，并使砂型完全被钢丸覆盖，利用钢丸自身重量向砂型施加压力，有效避免砂型在抗浇注过程中产生变形和热膨胀现象。2.相比于传统的型砂，钢丸的热传递系数大，铸型内铁水能迅速冷却，从而减少了铸件缩松、缩孔的倾向，同时，钢丸在砂箱和砂型之间的间隙中也具有保温作用，铸件不会因冷却速度过快而出现白口现象，从而提高铸件的合格率。3.由于钢丸可以循环重复使用，可大大降低生产成本。4.在本发明的铸造工艺中，覆膜砂的流动性好，采用覆膜砂制作的外模和泥芯轮廓清晰，组织致密，能够制作形状复杂的外模和泥芯，用以铸造结构复杂、壁厚差别大的箱体铸件；采用覆膜砂制作的泥芯表面质量好，在不上涂料的情况下，即可得到高质量的铸件，此外，覆膜砂溃散性好，清砂方便，覆膜砂稳定性好，不会受空气湿度的影响，抗吸湿性强，可避免由于砂型受潮而使铸件产生气孔的现象。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下实施例是对本发明进行进一步详细说明。
本发明实施例一种球铁箱体铸件的铸造工艺，该工艺步骤包括配备覆膜砂、制作外模和泥芯、合型、熔炼、浇注和清砂。
第一步，配备覆膜砂：以原砂为主要原料，热塑性酚醛树脂、乌洛托品溶液、烷偶联剂和硬脂酸钙为添加剂，通过覆膜砂搅拌机将原砂和添加剂混合搅拌制得覆膜砂，其中，在所制得的覆膜砂中，原砂为100Kg、热塑性酚醛树脂为占原砂重的3%、乌洛托品溶液为占原砂重的1.8%-2.5%、烷偶联剂为占原砂重的0.15%-0.18%、硬脂酸钙为占原砂重的0.5%。通过型砂强度机，将制得的覆膜砂以八字块为单位，检测得到覆膜砂的热拉强度≥0.75MPa、冷拉强度≥1.75 Mpa。
第二步，制作外模和泥芯：使用水平分型射芯机，用制备所得的覆膜砂分别制作壁厚均为12mm外模和泥芯，其中，制作外模时，水平分型射芯机的加热温度为250℃-300℃、加热时间为45秒-55秒；制作泥芯时，水平分型射芯机的加热温度为280℃-350℃、加热时间为75秒-90秒。
第三步，合型：将外模和泥芯合型成砂型，将砂型通过锁紧装置锁紧在由设有螺纹通孔的砂箱底板和套装在砂箱底板上的砂箱框组合而成的砂箱内，具体步骤为：将合型而成的砂型放置在砂箱内，用固定板从砂箱框上方压紧砂型，锁紧螺杆由砂箱底板上的螺纹通孔从下而上穿入直至贯穿固定板，贯穿出固定板的锁紧螺杆上端部用蝶形螺母紧固，锁紧螺杆从砂箱框外围将砂箱、砂型和固定板锁紧成为一体。
砂型被锁紧后，在砂箱和砂型形成的空腔中填充粒度为1.0目-1.2目的钢丸,直至钢丸完全覆盖在砂型上表面20mm-50mm处。
第四步，熔炼：通过中频感应电炉将金属熔炼成铁水，熔炼所得铁水的温度为1600℃-1610℃，待铁水达到上述温度控制范围后净化3分钟-5分钟再出炉，出炉温度为1568℃-1570℃。
第五步，浇注：将铁水浇注到砂型内腔中，直至铁水充满砂型内腔。浇注时铁水的开浇温度为1468℃-1470℃、浇注时间为5分钟-7分钟。
第六步，清砂：待铸件自然冷却后，进行清砂，制得铸件。
按上述实施例的铸造工艺步骤，当熔炼所得的铁水中化学成分为：C：3.32%-3.36%、Si：2.0%-2.20%、Mn：0.75%-0.85%、P≤0.15%、S≤0.08%、Cu：0.15%-0.6%、Cr：0.23%-0.28%，余量为铁时，清砂后所得铸件的表面粗糙度＜Ra25。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种球铁箱体铸件的铸造工艺，包括配备覆膜砂、制作外模和泥芯、合型、熔炼、浇注和清砂，其特征在于：所述合型是将外模和泥芯合型成砂型，将砂型通过锁紧装置锁紧在砂箱内，在砂箱和砂型之间的空腔中填充满钢丸,直至钢丸完全覆盖住砂型；所述砂箱包括设有螺纹通孔的砂箱底板，砂箱底板上套装有砂箱框，所述锁紧装置包括固定板、锁紧螺杆和蝶形螺母，将合型而成的砂型放置在砂箱内，用固定板从砂箱框上方压紧砂型，从砂箱底板下方穿入锁紧螺杆直至贯穿固定板，用蝶形螺母将砂箱底板、砂箱框、砂型和固定板锁紧成为一体；所述配备覆膜砂是以原砂为主要原料，以热塑性酚醛树脂、乌洛托品溶液、烷偶联剂和硬脂酸钙为添加剂，通过覆膜砂搅拌机将原砂和添加剂混合搅拌制得覆膜砂；制备所得的覆膜砂的配比为：原砂100kg、热塑性酚醛树脂为占原砂重的3%、乌洛托品溶液为占原砂重的1.8%-2.5%、烷偶联剂为占原砂重的0.15%-0.18%、硬脂酸钙为占原砂重的0.5%。
2.根据权利要求1所述的一种球铁箱体铸件的铸造工艺，其特征在于：所述制作外模和泥芯是采用水平分型射芯机，用制备所得的覆膜砂分别制作壁厚均为12mm外模和泥芯；制作外模时，水平分型射芯机的加热温度为250℃-300℃、加热时间为45秒-55秒；制作泥芯时，水平分型射芯机的加热温度为280℃-350℃、加热时间为75秒-90秒。
3.根据权利要求1所述的一种球铁箱体铸件的铸造工艺，其特征在于：所述熔炼是通过中频感应电炉将金属熔炼成铁水，熔炼所得铁水的温度为1600℃-1610℃，铁水的出炉温度为1568℃-1570℃。
4.根据权利要求3所述的一种球铁箱体铸件的铸造工艺，其特征在于：所述熔炼所得的铁水的化学成分为：C：3.32%-3.36%、Si：2.0%-2.20%、Mn：0.75%-0.85%、P≤0.15%、S≤0.08%、Cu：0.15%-0.6%、Cr：0.23%-0.28%，余量为铁。
5.根据权利要求4所述的一种球铁箱体铸件的铸造工艺，其特征在于：所述浇注是在铁水开浇温度为1468℃-1470℃时，将铁水浇注到砂型内腔中，浇注时间为5分钟-7分钟。
6.根据权利要求1所述的一种球铁箱体铸件的铸造工艺，其特征在于：所述钢丸覆盖在砂型上表面20mm-50mm处。
7.根据权利要求6所述的一种球铁箱体铸件的铸造工艺，其特征在于：所述钢丸粒度为1.0目-1.2目。
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