CN106734917A - 一种铁砂壳型铸造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铁砂壳型铸造方法。壳型用覆膜砂在壳型机上制作,然后组合成组合壳型;将组合壳型定位放置在随形砂箱中,将随形砂箱与组合壳型的间隙采用铁砂填实;安放浇口杯;工件浇注冷却后取出或翻出,铁砂经磁选或筛分回收利用,壳型砂经砂处理到树脂砂生产线使用。使用随形砂箱降低了覆膜砂和铁砂的成本,采用定位和冷却水,增加了生产节奏和效率。快速冷却,细化铸态组织,提高材料性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种铸造方法,具体的说是一种铁砂和壳型相结合的铸造方法。
背景技术
铸造是一种古老的成型方法,造型一个需要形状的空腔,浇注金属液,冷却后形成铸件。除传统的粘土砂外,还有树脂砂、水玻璃砂等,这些造型方法需要粘土、树脂、水玻璃等粘接剂,随着科学技术的发展,造型出现了没有粘接剂的V法造型,真空消失模等采用真空固定型砂的工艺。上述造型工艺均使用石英砂类的耐火材料作为造型的主材。
近年来出现了铁型覆砂工艺,在余热的铁型上涂覆一层覆膜砂,合箱后浇注。该工艺有利于细化铸态组织,尤其对于高硬度的耐磨铸件而言,可以通过细化晶粒提高其冲击韧性。本工艺适合于工业化大生产,以便与利用高温金属液的传热保持铁型的温度。对于小批量生产,铸件形状不同,由于更换不同的模型,需要对铁型预热,不利于生产组织。
铁砂壳型在上世纪90年代出现,近年虽然得到发展,但由于覆膜砂成本问题,没有得到很好的推广,只有在高端产品上使用该工艺方案。主要原因是壳型需要一定的强度,以抵抗铁砂的侧压力,防止损坏,所以厚度较厚。覆膜砂是一次性使用,较厚的壳型覆膜砂成本较高,限制了其发展。
发明内容
本发明解决的技术问题是:提供了一种减少壳型厚度的铁砂壳型铸造方法。
本发明所采用的技术方案是:用覆膜砂在壳型机上制作壳型;将壳型组装成组合壳型;将组合壳型定位在随形砂箱中,在组合壳型与随形砂箱的间隙用铁砂填实,安装浇口杯;浇注;工件冷却后打开或翻转随形砂箱落砂,取出工件;铁砂经回收后重复利用。
进一步,组合壳型与随形砂箱的间隙不大于100mm。
组合壳型定位可采用随形砂箱结构定位、或工装定位或底层铁砂定位。
铁砂填实可以采用砂箱震动填实、或真空紧实、或敲击随形砂箱震实等方式。
进一步,随形砂箱可组合装配方式或焊接为一体,为加快工件冷却速度,随形砂箱也可通水冷却。
铁砂回收可采用磁选方法或滤网筛分方法将铁砂和覆膜砂分开,铁砂回收重复利用,覆膜砂经砂处理可作为树脂砂的原料砂。
本发明取得的技术进步是:
1、采用了随形砂箱技术方案,铁砂厚度均匀,减轻了铁砂对壳型的侧压力,使得壳型厚度减小,降低了覆膜砂的用量和成本;
2、随形砂箱的铁砂厚度小,减少了铁砂的应用量,也降低了铁砂的使用成本和处理成本;
3、 覆膜砂壳型厚度减小,铸件冷却较快,可以获得更加细化的铸态组织,对于耐磨材料而言,提高了其冲击韧性,对于一般材质的铸件而言,提高了其综合机械性能;
4、 砂箱同冷却水,进一步提高了铸件的冷却速度,从而提高了生产节奏和效率,同时杜绝了烫伤事故。
附图说明
图1篦条铸件组合壳型铁砂造型俯视剖面示意图;
图2篦条铸件组合壳型铁砂造型右视剖面结构定位示意图;
图3篦条铸件组合壳型铁砂造型右视剖面定位块定位示意图;
其中,1-随形砂箱、 2-铁砂、 3-组合壳型、4-内浇道、 5-直浇道、6-铸件空腔 、7-浇口杯 、8-定位块、9-冷却水空腔。
具体实施方式
实施例1
烧结机篦条结构简单,中心线对称,用壳型成型机分别制作两个型壳,型壳带有浇注系统,组装后形成图1和图2所示的篦条组合壳型3、内浇道4、直浇道5、铸件空腔6。
将组合壳型3的突起和直浇道5放置在随形砂箱1底部的定位槽内,逐渐向随形砂箱1内均布加入铁砂2。添加铁砂2时,采用震动的方式紧实铁砂,铁砂逐层添加,逐层紧实。铁砂填满后,在直浇道5上端放置浇口杯7等待浇注。
随形砂箱可以焊接为一体,也可以制作成装配开合式。随形砂箱的设计与篦条的壳型设计同时进行,考虑好组合壳型3的固定位置、随形等因素,篦条组合壳型3的外表面距随形砂箱1的内表面间隙控制在100mm范围内。篦条组合壳型为了保证具有足够的强度,一般设计不小于5mm。考虑直浇道5的补缩作用,直浇道的壳型厚度比篦条的壳型厚度要厚,一般为10-30mm。
篦条高铬铸铁浇注温度1450-1600℃,铁水浇注完凝固后,将随形砂箱1移到落砂处,翻转或打开砂箱,铁砂和经高温烧结松散的石英砂落入砂斗,篦条铸件则吊走到清理打磨车间。
铁砂和石英砂经震动输送到电磁分离装置或震动筛分装置,将铁砂和石英砂分离,铁砂回收重新利用,石英砂通过皮带输送到树脂砂再生生产线,作为树脂砂造型的补充砂。
实施例2
上述的篦条组合壳型3也可采用定位工装定位,见图3。随形砂箱1底部没有定位槽,组合壳型3放置进随形砂箱后,采用定位块8定位,然后加入铁砂2。定位块8最好采用铁质材料,在随后的铁砂添加过程中无需取出,若采用木质或其他传热性能不好的材质,需要在加铁砂的过程中取出。
为了提高篦条的冷却速度,在随形砂箱1接近篦条位置设计冷却水空腔9,通过冷却水加快篦条的凝固,同时符合顺序凝固原则,可获得致密无疏松的篦条产品。
实施例3
上述的篦条组合壳型3也可以不采用任何定位方式,将篦条组合壳型3放置在随形砂箱1的中间部位,缓慢加入底层铁砂,敲击随形砂箱1震实底部铁砂2将篦条组合壳型3定位,随后逐层添加铁砂,逐层敲击紧实,直至随形砂箱内铁砂全部填充完毕,在直浇道5上端放置浇口杯7等待浇注。浇注后的后续处理同实施例1。
可以在随形砂箱设计有抽真空接口,用大于铁砂目数的高目数滤网将铁砂与真空管分隔开,铁砂填充完,用农膜覆盖随形砂箱上沿,抽真空紧实铁砂,然后破真空,在直浇道5上端放置浇口杯7等待浇注。浇注后的后续处理同实施例1。
使用上述方法,采用随形砂箱,铁砂厚度不大于100mm,铁砂使用量降低约一半,铁砂分离的生产时间缩短近一半。壳型厚度有原来的8-12mm减小到6-10mm,减少了覆膜砂使用量近1/3,节约了覆膜砂成本。壳型厚度的减少提高了高铬篦条的冷却速度,晶粒度细化,在篦条热处理后硬度不变的情况下,韧性增强到原来的1.5-2倍,使用寿命是原来的1.5-3倍。尤其是砂箱增加水冷,更加提高了篦条的冷却速度,可实现不用热处理铸态满足性能的要求,节约了热处理工序成本,同时,砂箱使用过程中一直处于室温,杜绝了烫伤事故。
Claims (7)
1.一种铁砂壳型铸造方法,包括以下步骤:
①用覆膜砂在壳型机上制作壳型;
②将壳型组装成组合壳型(3);
③将组合壳型(3)定位在随形砂箱(1)中,在组合壳型(3)与随形砂箱(1)的间隙用铁砂(2)填实,安装浇口杯;
④浇注;
⑤工件冷却后打开随形砂箱(1)或翻转随形砂箱(1)落砂,取出工件;
⑥铁砂(2)经回收后重复利用。
2.根据权利要求1所述的一种铁砂壳型铸造方法,其特征在于:步骤③所述组合壳型(3)与随形砂箱(1)的间隙不大于100mm。
3.根据权利要求1所述的一种铁砂壳型铸造方法,其特征在于:步骤③所述定位采用结构定位、工装定位或底层铁砂定位。
4.根据权利要求1所述的一种铁砂壳型铸造方法,其特征在于:步骤③所述填实采用砂箱震动填实、真空紧实或敲击随形砂箱震实方式。
5.根据权利要求1所述的一种铁砂壳型铸造方法,其特征在于:步骤③所述随形砂箱(1)装配或焊接为一体。
6.根据权利要求1或5所述的一种铁砂壳型铸造方法,其特征在于:步骤③所述随形砂箱(1)通水冷却。
7.根据权利要求1所述的一种铁砂壳型铸造方法,其特征在于:步骤⑥所述回收采用磁选或筛分方法将铁砂和覆膜砂分开,回收铁砂重复利用。
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