CN107088644A - 高铬耐磨铸件的消失模铸造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种空气污染更少、铸件质量更高并且成本更低的高铬耐磨铸件的消失模铸造工艺。本发明的高铬耐磨铸件的消失模铸造工艺，包括如下步骤：模型制作，对泡塑板进行切割和黏接制作泡塑模型，将泡塑模型放入标准模具的型腔进行比对，通过电热丝切割装置对泡塑模型进行加工修正；模型组合成簇；模型簇烘烤，将模型簇放入烘干室烘干，从烘干室取出冷却，烘干室换气，依此重复烘烤3次；涂挂涂料，在完成烘烤后的模型簇表面涂上耐火涂料，然后放入烘烤房进行烘干，从烘烤房取出冷却，烘烤房换气，依此重复涂挂涂料三次；埋箱造型，在砂箱口覆盖石棉布，石棉布上覆盖塑料薄膜密封，对砂箱内的干砂抽真空；浇铸置换；落砂取件。

Description

高铬耐磨铸件的消失模铸造工艺

技术领域

本发明涉及一种铸造工艺，特别涉及一种高铬耐磨铸件的消失模铸造工艺。

背景技术

高铬铸铁，一般指含Cr量在11-30％之间，含C量在2.0-3.6％之间的白口铸铁合金。它具有比钢合金更好的耐磨性、比一般白口铸铁更好的韧性和强度，同时它还具有良好的抗高温性能和抗腐蚀性能，加之生产便捷、成本适中，而被誉为当代最优良的抗磨料磨损材料之一。

传统的消失模铸造是将与铸件尺寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。

然而，传统的消失模铸造工艺，空气污染严重，铸件表面粗糙，后续打磨工作量大，成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种空气污染更少、铸件质量更高并且成本更低的高铬耐磨铸件的消失模铸造工艺。

为了解决上述技术问题，本发明的高铬耐磨铸件的消失模铸造工艺，包括如下步骤：模型制作，通过对泡塑板进行切割和黏接制作泡塑模型，将泡塑模型放入标准模具的型腔进行比对，通过电热丝切割装置对泡塑模型进行加工修正；模型组合成簇，将加工好的泡塑模型与浇冒口模型黏接组合，形成模型簇；模型簇烘烤，将模型簇放入烘干室烘干，烘干室温度先从30℃逐渐升至60℃，升温时间为20-30分钟，然后从60℃逐渐降到30℃，降温时间为20-30分钟，从烘干室取出冷却，烘干室换气，依此重复烘烤3次；涂挂涂料，在完成烘烤后的模型簇表面涂上耐火涂料，然后放入烘烤房进行烘干，烘烤房温度先从30℃逐渐升至50℃，升温时间为4-5小时，然后从50℃逐渐降到30℃，降温时间30-40分钟，从烘烤房取出冷却，烘烤房换气，依此重复涂挂涂料三次；埋箱造型，将完成涂挂涂料的模型簇放入砂箱中，在模型簇周围填入干砂并振实，在砂箱口覆盖石棉布，石棉布上覆盖塑料薄膜密封，放上浇口杯，对砂箱内的干砂抽真空；浇铸置换，在负压下进行高铬铸铁金属液浇铸，模型簇受热汽化，金属液替换模型簇位置；落砂取件，铸件冷却后，释放真空，翻箱倒出干砂，取出铸件。

还包括砂处理的步骤：将使用过的干砂经过进料斗送入风送管道内，通过鼓风机对风送管道鼓风，在风送管道内对干砂进行传送、干燥和扬尘，对扬尘依次进行滤网过滤、吸风机吸收和水沫消尘处理，将送风管道输出干砂传送到振动筛，通过振动筛对干砂进行粒度筛选和摩擦除杂，对振动筛产生的灰尘进行吸收和水沫消尘处理，依此重复砂处理2-3次。

还包括尾气处理的步骤：首先对抽真空产生的尾气进行水沫除尘，然后通过2-5级的活性炭吸收，最后排放。

所述标准模具为发泡法制作泡塑模型用的金属模具。

所述电热丝切割装置包括操作台、支撑杆、电热丝、减速电机、转动轴和固定架，所述支撑杆分别竖直固定于所述操作台上，所述电热丝两端分别固定于所述支撑杆并水平拉直，所述减速电机固定于所述操作台上，所述转动轴连接于所述电机的转轴上，所述固定架固定于所述转动轴顶端，所述固定架用于固定泡塑模型。

所述烘干室的墙壁为双层金属板墙壁，所述烘干室内设置有电热器和模型支架，所述烘干室顶部设置有排气窗，所述排气窗的开口大小可调，所述烘干室内还设置有换气风扇。

所述风送管道水平设置，所述进料斗设置于所述风送管道的第一端的上侧，风送管道的出料口设置于另一端的下侧并连接有出料斗，所述鼓风机通过多个送风管以相同间隔均匀连接于所述风送管的下侧壁，所述滤网设置于所述风送管道的上侧壁，所述吸风机的进风口通过吸尘罩连接于所述滤网上，所述吸风机的出风口通过管道连接到水槽内的水下，所述水槽的水面处设置有水沫发生器，所述水沫发生器产生的水沫覆盖水槽的水面。

所述尾气处理的步骤通过尾气处理系统实现，所述尾气处理系统包括进气管、水箱、泡沫发生器、收集罩、通气管道、存储箱和活性炭，所述进气管连接于所述水箱内腔底部，所述泡沫发生器设置于所述水箱内腔上部，所述收集罩密封连接在所述水箱顶部开口上，所述通气管道与所述收集罩顶部连通，所述存储箱一端设置有进气口并且另一端设置有出气口，所述通气管道与所述存储箱的进气口连通，所述活性炭放置在所述存储箱内，所述存储箱设置有密封箱门，所述存储箱串联设置有2-5个，存储箱内的活性炭定期更换。

本发明具有以下有益效果：

1、采用泡塑板制作泡塑模型，通过标准模具对泡塑模型进行比对，一个标准模具多人使用，不仅可以提高标准模具的使用率，降低成本，而且使泡塑模具的制作更精准。

2、通过电热丝切割装置自动对泡塑模型进行加工，更省力、更精准、更高效。

3、对模型簇进行先升温烘烤再降温烘烤，温度过渡更平稳，可以使模型簇中的水分蒸发更平稳，使模型簇中的水分蒸发更均匀，可以避免模型簇鼓泡和炸裂；在烘干室换气后再烘烤，可以恢复烘干室内的空气含量平衡，便于模型簇中的挥发物充分挥发；模型簇的水分和挥发气体更少，可以减少对铸件的影响，提高铸件质量。

4、对涂料后的模型簇先升温烘烤再降温烘烤，温度过渡更平稳，可以使耐火材料干燥更平稳，使耐火材料中的水分蒸发更均匀，避免涂料开裂和起泡；烘烤房换气后再烘烤，可以调节烘烤房内的湿度平衡，避免涂料干燥过快而开裂；模型簇表面的涂料越光滑平整和越干燥，则铸件表面质量越好，铸件的打磨工作量更少。

5、在砂箱的干砂顶部先覆盖石棉布，在覆盖塑料薄膜密封，石棉布不仅可以对塑料薄膜隔热而保护塑料薄膜，避免塑料薄膜烧坏漏气，而且石棉布较为柔软，便于砂箱抽真空时结合塑料薄膜紧密压实干砂。

6、在砂处理过程中，通过风送管道对干砂进行传送、干燥和扬尘，设备更精简，机械成本更低，工作效率更高；对扬尘依次进行滤网过滤、吸风机吸收和水沫消尘处理，扬尘处理更高效，更环保；通过振动筛对干砂进行粒度筛选和摩擦除杂，使得干砂的纯度更高、干砂的吸水性更低；对振动筛产生的灰尘进行吸收和水沫消尘处理，可以减少空气污染。

7、对抽真空产生的尾气进行水沫除尘，然后通过2-5级的活性炭吸收尾气，使得排出尾气中的粉尘和有害气体更少，更环保。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做详细描述：

本发明的高铬耐磨铸件的消失模铸造工艺，包括如下步骤：

模型制作，通过对泡塑板进行切割和黏接组合，制作与铸件尺寸和形状相近似的泡塑模型，将泡塑模型放入标准模具的型腔进行比对，检查不匹配的区域，然后通过电热丝切割装置对泡塑模型进行加工修正，直到泡塑模型与标准模具的型腔相适配；

模型组合成簇，将加工好的泡塑模型与浇冒口模型黏接组合，形成模型簇；

模型簇烘烤，将模型簇放入烘干室烘干，烘干室温度先从30℃逐渐升至60℃，升温时间为20-30分钟，然后从60℃逐渐降到30℃，降温时间为20-30分钟，从烘干室取出冷却，烘干室换气，依此重复烘烤3次，充分烘干模型簇内外的水分以及充分挥发模型簇黏接处的胶水中的可挥发气体；

涂挂涂料，在完成模型簇烘烤后的模型簇表面涂上耐火涂料，然后放入烘烤房进行烘干，烘烤房温度先从30℃逐渐升至50℃，升温时间为4-5小时，然后从50℃逐渐降到30℃，降温时间30-40分钟，从烘烤房取出冷却，烘烤房换气，依此重复涂挂涂料三次，使耐火涂料干透，厚度增加，更坚固；

埋箱造型，将完成涂挂涂料的模型簇放入砂箱中，在模型簇底部、顶部、侧部等周围区域填入干砂并振实，在砂箱口的干砂上覆盖石棉布，石棉布上覆盖塑料薄膜密封，放上浇口杯用于浇铸，对砂箱内的干砂抽真空，塑料薄膜和石棉布紧贴砂箱顶部的干砂，使干砂进一步紧实；

浇铸置换，保持对砂箱抽真空，在负压下进行高铬铸铁金属液浇铸，模型簇受热汽化，金属液替换模型簇位置；

落砂取件，铸件冷却后，释放真空，翻箱倒出干砂，取出铸件。

在其中一个实施方式中，还包括砂处理的步骤：将使用过的干砂经过进料斗送入风送管道内，通过鼓风机对风送管道鼓风，在风送管道内对干砂进行传送、干燥和扬尘，对扬尘依次进行滤网过滤、吸风机吸收和水沫消尘处理，将送风管道输出的干砂传送到振动筛，通过振动筛对干砂进行粒度筛选和摩擦除杂，对振动筛产生的灰尘进行吸收和水沫消尘处理，依此重复砂处理2-3次，更彻底地去除干砂中混入的耐火涂料、高铬铸铁灰屑、泡塑模具灰烬等，提高干砂的纯度。

在其中一个实施例中，还包括尾气处理的步骤：首先对抽真空产生的尾气进行水沫除尘，然后通过2-5级的活性炭吸收，最后排放，其中活性炭定期更换，如此可以减少毒气排放，减少空气污染。

在其中一个实施例中，标准模具为用于泡塑珠粒发泡制作泡塑模型的金属模具。借用该金属模具用于泡塑板切割组合制作泡塑模型中的模型比对，不仅使泡塑模型制作更方便和更准确，而且一个金属模具可以多个人共用，提高了金属模具的利用率，避免了多个金属模具的制作，降低了成本，提高了效率。

在其中一个实施例中，电热丝切割装置包括操作台、支撑杆、电热丝、减速电机、转动轴和固定架，支撑杆分别竖直固定于操作台上，电热丝两端分别固定于支撑杆并水平拉直，减速电机固定于操作台上，转动轴连接于电机的转轴上，固定架固定于转动轴顶端，固定架用于固定泡塑模型。通过电机驱动泡塑模型移动而受到电热丝切割，不用人工手持操作，使泡塑模型加工更准确、更省力、更方便。

在其中一个实施例中，烘干室的墙壁为双层金属板墙壁，隔热保温效果更好。烘干室内设置有电热器和模型支架。烘干室顶部设置有排气窗，排气窗用于排湿和空气流动，排气窗的开口大小可调，根据排湿需要和调温需求调节排气窗开口大小，加快湿气排出，加速温度调节。烘干室内还设置有换气风扇，启动换气风扇将烘干室内的热空气吹出室外，室外的冷空气自动进入烘干室内，从而得到换气，换气效率高。通过换气可以调节烘干室内的空气组分，降低室内空气中挥发物的浓度，便于模型簇中的可挥发物进一步挥发，从而提高烘干室对模型簇的烘烤效率和烘烤效果。

在其中一个实施例中，风送管道水平设置，进料斗设置于风送管道的第一端的上侧，风送管道的出料口设置于另一端的下侧并连接有出料斗。鼓风机通过多个送风管以相同间隔均匀连接于风送管的下侧壁，通过鼓风机的气流翻动风送管道中的干砂，使干砂得到风送、扬尘和干燥。滤网设置于风送管道的上侧壁，滤网阻挡干砂以避免干砂被吸风机吸走。吸风机的进风口通过吸尘罩连接于滤网上，通过吸尘罩吸收扬尘，吸入面积更大。吸风机的出风口通过管道连接到水槽内的水下，在水下预沉淀颗粒较大的扬尘。水槽的水面处设置有水沫发生器，水沫发生器产生的水沫覆盖水槽的水面。水沫发生器通过多个细小喷孔向水中喷射水气混合物而产生水沫，水沫不断消失和不断产生。水沫发生器的水沫可以对鼓泡上升的含扬尘空气进一步过滤，而水沫发生器喷出的水气混合物可以冲击含扬尘空气在水中产生的大水泡，使大气泡分解得到更小的水泡，便于含扬尘的空气与水充分接触而彻底过滤扬尘。

在其中一个实施例中，尾气处理的步骤通过尾气处理系统实现，尾气处理系统包括进气管、水箱、泡沫发生器、收集罩、通气管道、存储箱和活性炭。进气管连接于水箱内腔底部，将尾气通入水箱内的水底进行首次过滤。泡沫发生器设置于水箱内腔上部，泡沫发生器中存储有泡沫发生液，通过向泡沫发生液吹气，不断产生泡沫覆盖水面，弥补消失的泡沫。收集罩密封连接在水箱顶部开口上，通气管道与收集罩顶部连通。存储箱一端设置有进气口并且另一端设置有出气口，存储箱的进气口与通气管道连通。活性炭放置在存储箱内，存储箱设置有密封箱门，存储箱串联设置有2-5个。经过水箱的水和水面的泡沫过滤的尾气，通过收集罩和通气管道进入存储箱。存储箱内的活性炭吸收废气中的有害气体。经过2-5级的活性炭吸收有害气体，使得尾气排出后更清洁。打开存储箱的密封箱门，可以更换活性炭。定期更换存储箱内的活性炭，以提高活性炭对有害气体的吸收率，提高排出气体的清洁度，减少尾气污染。

Claims (8)

1.一种高铬耐磨铸件的消失模铸造工艺，其特征在于，包括如下步骤：

模型制作，通过对泡塑板进行切割和黏接制作泡塑模型，将泡塑模型放入标准模具的型腔进行比对，通过电热丝切割装置对泡塑模型进行加工修正；

模型组合成簇，将加工好的泡塑模型与浇冒口模型黏接组合，形成模型簇；

模型簇烘烤，将模型簇放入烘干室烘干，烘干室温度先从30℃逐渐升至60℃，升温时间为20-30分钟，然后从60℃逐渐降到30℃，降温时间为20-30分钟，从烘干室取出冷却，烘干室换气，依此重复烘烤3次；

涂挂涂料，在完成烘烤后的模型簇表面涂上耐火涂料，然后放入烘烤房进行烘干，烘烤房温度先从30℃逐渐升至50℃，升温时间为4-5小时，然后从50℃逐渐降到30℃，降温时间30-40分钟，从烘烤房取出冷却，烘烤房换气，依此重复涂挂涂料三次；

埋箱造型，将完成涂挂涂料的模型簇放入砂箱中，在模型簇周围填入干砂并振实，在砂箱口覆盖石棉布，石棉布上覆盖塑料薄膜密封，放上浇口杯，对砂箱内的干砂抽真空；

浇铸置换，在负压下进行高铬铸铁金属液浇铸，模型簇受热汽化，金属液替换模型簇位置；

落砂取件，铸件冷却后，释放真空，翻箱倒出干砂，取出铸件。

2.根据权利要求1所述的高铬耐磨铸件的消失模铸造工艺，其特征在于，还包括砂处理的步骤：将使用过的干砂经过进料斗送入风送管道内，通过鼓风机对风送管道鼓风，在风送管道内对干砂进行传送、干燥和扬尘，对扬尘依次进行滤网过滤、吸风机吸收和水沫消尘处理，将送风管道输出干砂传送到振动筛，通过振动筛对干砂进行粒度筛选和摩擦除杂，对振动筛产生的灰尘进行吸收和水沫消尘处理，依此重复砂处理2-3次。

3.根据权利要求1所述的高铬耐磨铸件的消失模铸造工艺，其特征在于，还包括尾气处理的步骤：首先对抽真空产生的尾气进行水沫除尘，然后通过2-5级的活性炭吸收，最后排放。

4.根据权利要求1所述的高铬耐磨铸件的消失模铸造工艺，其特征在于，所述标准模具为发泡法制作泡塑模型用的金属模具。

5.根据权利要求1所述的高铬耐磨铸件的消失模铸造工艺，其特征在于，所述电热丝切割装置包括操作台、支撑杆、电热丝、减速电机、转动轴和固定架，所述支撑杆分别竖直固定于所述操作台上，所述电热丝两端分别固定于所述支撑杆并水平拉直，所述减速电机固定于所述操作台上，所述转动轴连接于所述电机的转轴上，所述固定架固定于所述转动轴顶端，所述固定架用于固定泡塑模型。

6.根据权利要求1所述的高铬耐磨铸件的消失模铸造工艺，其特征在于，所述烘干室的墙壁为双层金属板墙壁，所述烘干室内设置有电热器和模型支架，所述烘干室顶部设置有排气窗，所述排气窗的开口大小可调，所述烘干室内还设置有换气风扇。

7.根据权利要求2所述的高铬耐磨铸件的消失模铸造工艺，其特征在于，所述风送管道水平设置，所述进料斗设置于所述风送管道的第一端的上侧，风送管道的出料口设置于另一端的下侧并连接有出料斗，所述鼓风机通过多个送风管以相同间隔均匀连接于所述风送管的下侧壁，所述滤网设置于所述风送管道的上侧壁，所述吸风机的进风口通过吸尘罩连接于所述滤网上，所述吸风机的出风口通过管道连接到水槽内的水下，所述水槽的水面处设置有水沫发生器，所述水沫发生器产生的水沫覆盖水槽的水面。

8.根据权利要求3所述的高铬耐磨铸件的消失模铸造工艺，其特征在于，所述尾气处理的步骤通过尾气处理系统实现，所述尾气处理系统包括进气管、水箱、泡沫发生器、收集罩、通气管道、存储箱和活性炭，所述进气管连接于所述水箱内腔底部，所述泡沫发生器设置于所述水箱内腔上部，所述收集罩密封连接在所述水箱顶部开口上，所述通气管道与所述收集罩顶部连通，所述存储箱一端设置有进气口并且另一端设置有出气口，所述通气管道与所述存储箱的进气口连通，所述活性炭放置在所述存储箱内，所述存储箱设置有密封箱门，所述存储箱串联设置有2-5个，存储箱内的活性炭定期更换。