CN106493310A - 一种潮模砂高压造型覆壳铸造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铸造方法，尤其是一种潮模砂高压造型覆壳铸造方法，属于机械制造技术领域。本发明由于壳型周围有高压成型潮模砂包裹，壳型整体强度高，高温金属液浇注时壳型不变形，显著提高了铸件机械性能和组织致密性，尺寸精度提高了1～2个等级。有益效果是：可避免对生态环境二次污染，改善生产环境，减少对矿物资源消耗，尤其消除了壳型铸造所产生刺激性气味对人体伤害；同时可显著提高铸件机械性能和尺寸精度；与传统壳型铸造相比，生产成本降低10～20%。

Description

一种潮模砂高压造型覆壳铸造方法

技术领域

本发明涉及一种铸造方法，尤其是一种潮模砂高压造型覆壳铸造方法，属于机械制造技术领域。

背景技术

现代机械工业中离不开铸造。其中潮模砂铸造和壳型铸造是目前应用十分广泛铸造工艺，潮模砂铸造具有适用应性广，成本低，工艺成熟等特点，但其缺点铸件尺寸精度低，表面粗糙，易产生错箱、涨砂、粘砂等表面缺陷，形状相对复杂铸件难以造型；壳型铸造虽克服上述缺点，但成本较高，旧砂回用消耗大量能源(很多厂家都一次性使用)，在浇注时还会产生有刺激性的气味，在某种程度上限制壳型铸造广泛应用。铁型覆砂铸造具有砂型铸造的特点，即有一刚性砂型外壳，使得砂型整体强度高、不变形，并且定位可靠，精度高，能减少壳型砂用量，但模具成本较高，不适应多品种小批量生产。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提出一种潮模砂高压造型覆壳铸造方法，模具成本低，适应小批量生产需要。

本发明通过以下技术方案解决技术问题：一种潮模砂高压造型覆壳铸造方法，包括以下步骤：

第一步、制造覆膜砂壳型并用粘结剂组装；

第二步、高压造型机在0.7～1.0Mpa的条件下造型出用于包裹固定所述覆膜砂壳型的潮膜砂型型腔；

第三步、将组装好的覆膜砂壳型置于潮膜砂型腔下箱，合上上箱，潮模砂型与覆膜砂壳型之间具有0.1～0.2mm的覆层间隙，组成铸型；

第四步、将所述铸型置于浇注区，向铸型中注入金属液，待金属液凝固形成铸件后，对铸件进行落砂和抛丸处理。

上述方法中，第一步的覆膜砂壳型不含烧冒系统，含有与潮模砂型的内浇道相通的内浇口，砂型压实强度大于0.8Mpa，砂铁比为1∶4～7，壳型厚度4～10mm，制造覆膜砂壳型的模具设有排气道或排气针。覆膜砂为热芯盒砂、冷芯盒砂、温芯盒砂或树脂自硬砂，所述覆膜砂的原砂为天然硅砂、锆砂、铬铁矿砂或混合砂，目数与第二步中潮模砂原砂的目数相同。优选的目数为70～140目。

所述第二步的潮膜砂型型腔含有浇冒系统，制造潮模砂型的模具设有排气片和集气包。潮模砂的原砂为天然硅砂，SiO2≥80％，角形因数≤1.30；粘结剂为钠基膨润土，热湿拉强度≥3.0Kpa；潮模砂的配比为旧砂50～80％、新砂5～20％、有效膨润土7～8％、有效煤粉2～6％。所述新砂的来源是覆膜砂壳型被还原的原砂或新加入的原砂。

所述第三步中的覆膜砂壳型置于潮膜砂型腔中，两者分型面不重合，铸型中潮模砂与覆膜砂质量比≥10∶1。优选的两者分型面错开5～10mm。

所述第四步中的落砂处理得到的旧砂，包含覆膜砂壳型被还原的原砂，进行冷却、筛分和再生处理，获得重新用于第二步的潮模型砂。

上述方法只有铸件采用壳型，其它浇冒系统采用潮模砂型；同时潮模砂型腔采用高压造型，使得壳型整体强度高、不变形，减少壳型砂用量；覆壳壳型埋在潮模砂型腔内，浇注时壳型粘结剂和覆膜砂中固化剂所产生刺激性气味通过潮模砂吸附和过滤作用，基本无刺激性气味散出，改善劳动环境。壳型粘结剂和固化剂伴随壳型埋在潮模砂中，不与空气接触，在高温金属液作用下，基本全部分解和碳化，覆膜砂壳型被还原成原砂，再随旧砂经砂处理再生后，可作为配制潮模砂的新砂。需要着重说明的是，由于壳型周围有高压成型潮模砂包裹，壳型整体强度高，高温金属液浇注时壳型不变形，显著提高了铸件机械性能和组织致密性，尺寸精度提高了1～2个等级。

本发明的有益效果是：可避免对生态环境二次污染，改善生产环境，减少对矿物资源消耗，尤其消除了壳型铸造所产生刺激性气味对人体伤害；同时可显著提高铸件机械性能和尺寸精度；与传统壳型铸造相比，生产成本降低10～20％。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步详细描述。但本发明不限于所给出的例子。

实施例1

本实施例采用本发明工艺铸造铸件，铸造方法包括以下步骤：

第一步，采用射芯机造型出不含浇冒系统的覆膜砂壳型并用粘结剂组装好。所述覆膜砂壳型必须有内浇口，砂铁比为1∶4～7(单纯壳型铸造一般为1∶1.5～4)，壳型厚度4～10mm。

其中，覆膜砂为热芯盒砂、冷芯盒砂、温芯盒砂、树脂自硬砂；覆膜砂的原砂一般选用天然硅砂，也可用锆砂、铬铁矿砂、或其他类似的耐火材料及混合砂等，目数与第二步中所述潮模砂原砂的目数相同，优先推荐70～140目；覆膜砂壳型的模具设计有排气道或排气针，制覆膜砂壳型时，加热温度200～300度；固化时间30～150秒，射砂压力0.15～0.6MPA。具体参数应根据设备型号，壳型重量及复杂程度，覆膜砂的种类等进调整，原则是：形状简单的砂芯、流动好(或粒度较粗)的覆膜砂可选择较低的射砂压力，细薄砂芯选择较低的加热温度，加热温度低时可适当延长固化时间等；反之亦然；

第二步，用潮模砂高压造型机造出含有浇冒系统的能够包裹固定上述壳型型腔。所述潮模砂型的内浇道需与覆膜砂壳型的内浇口相通，以便金属液注入铸型，砂型压实强度大于0.8Mpa，其中，潮模砂的原砂为天然硅砂，SiO₂≥80％，角形因数≤1.30；粘结剂为钠基膨润土，热湿拉强度≥3.0Kpa；潮模砂型的模具设计有排气片和集气包；

第三步，将上述组装好的覆膜砂壳型置于潮模砂型腔下箱，然后合上上箱，使上述潮模砂型的铸件型腔覆上一层覆膜砂壳型。所述潮模砂型与覆膜砂壳型之间覆层间隙为0.1～0.2mm，两者分型面错开5～10mm；

第四步，将上述组合好的铸型置于浇注区，向铸型中注入金属液，待金属液凝固形成铸件后对铸件进行落砂和抛丸处理，制备出所需的铸铁件、球铁件或铸钢件。

上述方法避免了对生态环境的二次污染，改善生产环境，减少对矿物资源消耗，尤其消除了壳型铸造所产生刺激性气味对人体的伤害。

对比案例

采用传统砂型铸造工艺，利用与实施例1相同的金属液和熔炼工艺，然后分别浇注出材质与实施例1对应案例相同的铸铁件、球铁件、铸钢件。

按已有检测方法测定实施例1各案例和对比案例制得铸件的机械性能和尺寸精度，结果如表1所示。

表1

由表1可知，与对应的对比案例相比，实施例1制得的铸铁件或铸钢件机械性能提高了1～2个级别，同时，铸件尺寸精度也提高了1～2个级别。这说明采用本发明工艺制得的铸件在机械性能和尺寸精度上均有显著性提升。

除上述实施外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种潮模砂高压造型覆壳铸造方法，包括以下步骤：

第一步、射芯机制造覆膜砂壳型并用粘结剂组装；

第二步、高压造型机在0.7～1.0Mpa的条件下造型出用于包裹固定所述覆膜砂壳型的潮膜砂型腔；

第三步、将组装好的覆膜砂壳型置于潮膜砂型腔下箱，合上上箱，潮模砂型与覆膜砂壳型之间具有0.1～0.2mm的覆层间隙，组成铸型；

第四步、将所述铸型置于浇注区，向铸型中注入金属液，待金属液凝固形成铸件后，对铸件进行落砂和抛丸处理。

2.根据权利要求1所述潮模砂高压造型覆壳铸造方法，其特征在于：所述第一步的覆膜砂壳型不含浇冒系统，含有与潮模砂型的内浇道相通的内浇口，砂型压实强度大于0.8Mpa，砂铁比为1∶4～7，壳型厚度4～10mm，制造覆膜砂壳型的模具设有排气道或排气针。

3.根据权利要求2所述潮模砂高压造型覆壳铸造方法，其特征在于：覆膜砂为热芯盒砂、冷芯盒砂、温芯盒砂或树脂自硬砂，所述覆膜砂的原砂为天然硅砂、锆砂、铬铁矿砂或混合砂，目数与第二步中潮模砂原砂的目数相同。

4.根据权利要求3所述潮模砂高压造型覆壳铸造方法，其特征在于： 所述目数为70～140目。

5.根据权利要求1所述潮模砂高压造型覆壳铸造方法，其特征在于：所述第二步的潮膜砂型型腔含有浇冒系统，制造潮模砂型的模具设有排气片和集气包。

6.根据权利要求5所述潮模砂高压造型覆壳铸造方法，其特征在于：潮模砂的原砂为天然硅砂，SiO2≥80%，角形因数≤1.30；潮膜砂粘结剂为钠基膨润土，热湿拉强度≥3.0Kpa；潮模砂的配比为旧砂 50～80%、新砂 5～20%、有效膨润土 7～8%、有效煤粉 2～6%。

7.根据权利要求6所述潮模砂高压造型覆壳铸造方法，其特征在于：所述新砂的来源是覆膜砂壳型被还原的原砂或新加入的原砂。

8.根据权利要求1所述潮模砂高压造型覆壳铸造方法，其特征在于：所述第三步中的覆膜砂壳型置于潮膜砂型腔中，两者分型面不重合，铸型中潮模砂与覆膜砂质量比≥10∶1。

9.根据权利要求8所述潮模砂高压造型覆壳铸造方法，其特征在于：所述两者分型面错开5～10mm。

10.根据权利要求1所述潮模砂高压造型覆壳铸造方法，其特征在于：所述第四步中的落砂处理得到的旧砂，包含覆膜砂壳型被还原的原砂，进行冷却、筛分和再生处理，获得重新用于第二步的潮模型砂。