CN107737873A

CN107737873A - 一种大型磨床床身的实型铸造方法

Info

Publication number: CN107737873A
Application number: CN201710976674.9A
Authority: CN
Inventors: 何文东; 章国文; 俞胜宏
Original assignee: Wuhu Hiro Heavy Industry Ltd By Share Ltd
Current assignee: Wuhu Hiro Heavy Industry Ltd By Share Ltd
Priority date: 2017-10-19
Filing date: 2017-10-19
Publication date: 2018-02-27

Abstract

本发明公开了一种大型磨床床身的实型铸造方法，白模制作、白模涂覆、白模烘干、砂床制备、浇注系统设计、熔炼及浇注、铸件取出等步骤加工出大型磨床床身，其中浇注系统采用环形浇道，为开放式无压浇注系统，四道直浇道，其中两条直浇道位于白模两端并与上端浇口杯连接，另外两道横跨白模中部并与上端一个浇口杯底部连接，横浇道环绕在白模外周，横浇道外壁上部与直浇道相连通，内浇道有多个并间隔设置在横浇道的下方，内浇道下端向内弯折并深入到白模底部。本发明通过采用多浇道开放式浇注系统保证铸件导轨不产生渣气孔；采用无冒口无明气眼工艺确保白模气化充分，不积碳，外观好，无烟尘；采用特殊的涂料涂刷方法保证铸件不粘砂。

Description

一种大型磨床床身的实型铸造方法

技术领域：

本发明涉及铸造加工领域，尤其涉及一种大型磨床床身的实型铸造方法。

背景技术：

大型磨床床身由于大型化，重量在10~30吨之间，长度在10~20米之间，不能批量化生产，只能单件生产，适合于消失模实型铸造工艺。由于重量重，长度长，即使使用木模铸造，难度也非常大，采用实型铸造工艺，生产出满足质量要求的合格铸件，难度更大。

实型铸造是采用聚苯乙烯发泡塑料模样代替普通模样，造好型后不取出模样就直接浇注金属液，在金属液的作用下，模样燃烧、气化、消失，金属液取代原来模样所占据的空间位置，冷却凝固后获得所需铸件的铸造方法。消失模实型铸造有其优点，但是缺点也很突出，例如铸件表面积碳严重，导轨厚大容易产生聚苯乙烯形成的渣孔和气孔；由于模型强度问题造型容易变形；浇注温度高，内腔容易粘砂等等。

如何克服上述这些缺点，利用实型铸造工艺生产出合格的大型磨床床身，是目前亟待解决的问题。

发明内容：

为了弥补现有技术问题的不足，本发明的目的是提供一种大型磨床床身的实型铸造方法，可以稳定的大批量生产大型磨床床身铸件，易于操作，成品率高。

本发明的技术方案如下：

大型磨床床身的实型铸造方法，包括如下步骤：

1）、白模制作，用泡沫沙粒粘合组成与磨床床身尺寸形状相同泡塑模型,选择可发性甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯共聚树脂颗粒,按照一次1.2~1.4kg注入蒸汽发泡机加工成型；

2）、白模涂覆:白模表面涂覆三层，第一层采用锆英粉醇基涂料涂刷，然后用石墨醇基涂料涂覆两层，三层总厚度控制在1.0~1.45mm，涂刷好后晾至1.5~2h；

4）、白模造型：首先，在模型内腔用相同材料的白模塞入模型内腔里，易粘砂的死角部位使用铬矿砂混合树脂固化剂塞满，填充材料在第二遍造型翻身后取出，其次，造型前，用细线拉直校正模型，用木板支撑在砂箱边沿；

4）、砂床制备: 将白模放入砂箱，在砂箱底部底砂, 采用振动方式使砂箱内腔并紧实；

5）、浇注系统设计：设计环形浇道，为开放式无压浇注系统，四道直浇道，其中两条直浇道位于白模两端并与上端浇口杯连接，另外两道横跨白模中部并与上端一个浇口杯底部连接，横浇道环绕在白模外周，横浇道外壁上部与直浇道相连通，内浇道有多个并间隔设置在横浇道的下方，内浇道下端向内弯折并深入到白模底部，内浇道为底返雨淋式陶瓷内浇道，陶瓷内浇道要塞入泡沫材料，垂直固定在白模模型导轨面上；

6）、熔炼、浇注：三个浇包同时快速浇注，总浇注时间控制在120s~150s，浇注温度控制在1395~1450℃；直浇道：横浇道：内浇道比例设计为1:2:2，进流速度小于2m/s，直到浇筑完成；

7）、铸件取出：铸件冷却成型后，然后翻箱、倒件。

所述的大型磨床床身的实型铸造方法，包括如下步骤：

1）、白模制作，用泡沫沙粒粘合组成与磨床床身尺寸形状相同泡塑模型,选择可发性甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯共聚树脂颗粒,按照一次1.25~1.35kg注入蒸汽发泡机加工成型；

2）、白模涂覆:白模表面涂覆三层，第一层采用锆英粉醇基涂料涂刷，然后用石墨醇基涂料涂覆两层，三层总厚度控制在1.2~1.3mm，涂刷好后晾至1.5~2h；

其中第一层厚度为0.4~0.6mm，第二层与第三层厚度在0.3~0.5mm；

3）、白模烘干：涂刷好涂料的白模模型放入烘房里，温度调整到44~46℃，烘干12~15h，使涂料充分干燥；

6）、熔炼、浇注：三个浇包同时快速浇注，总浇注时间控制在130s~140s，浇注温度控制在1400~1420℃；直浇道：横浇道：内浇道比例设计为1:2:2，进流速度小于1.8m/s，直到浇筑完成；

7）、铸件取出：铸件冷却成型后，然后翻箱、倒件。

本发明的优点是：

本发明工艺设计新颖合理，通过采用多浇道开放式浇注系统保证铸件导轨不产生渣气孔；设计合理的反变形挠度以及造型支垫方法保证超长铸件不变形；采用无冒口无明气眼工艺确保白模气化充分，不积碳，外观好，无烟尘；采用特殊的涂料涂刷方法保证铸件不粘砂可以稳定的大批量生产大型磨床床身铸件，易于操作，成品率高。

附图说明：

图1为本发明的浇注系统结构示意图。

具体实施方式：

参见附图：

大型磨床床身的实型铸造方法，包括如下步骤：

7）、铸件取出：铸件冷却成型后，然后翻箱、倒件。

大型磨床床身的实型铸造方法，包括如下步骤：

其中第一层厚度为0.4~0.6mm，第二层与第三层厚度在0.3~0.5mm；

7）、铸件取出：铸件冷却成型后，然后翻箱、倒件。

本发明在实际使用过程中，和传统方法相比较：

1、浇注系统设计：设计环形浇道，为开放式无压浇注系统，四道直浇道，三个浇包同时快速浇注，总浇注时间控制在150秒以内，浇注温度控制在1400℃左右，使白模充分气化。直浇道：横浇道：内浇道比例设计为1:2:2，这样的比例作用是大流量，低流速，进流速度小于2m/s，可以达到平稳浇注，不产生紊流，挡渣效果好。设计多个底返雨淋式陶瓷内浇道，使气体和夹杂物在进流铁水冲击力作用下充分上浮，保证厚大导轨面质量。注意陶瓷内浇道要塞入泡沫材料，紧紧垂直固定在模型导轨面上，如果倾斜会造成浇道与导轨接触面夹砂。

2、采用无冒口无明气眼铸造：造型时上型不放冒口，也不放明出气眼，完全靠造型时在型砂内埋入大量铁丝做暗出气眼分散排气。这样做可以节能降耗，绿色环保，浇注时由于不和大气相通，不产生烟尘，白模燃烧充分，积碳少，没有产生大量气体黑烟从冒口里冒出，不用上昂贵的环保设备，又提高了工艺出品率。用此方法生产的铸件，表面积碳现象比普通方法大大减轻，外观质量和木模生产的铸件不相上下。

3、浇注要点：该技术对浇注人员的技能要求很高。由于聚苯乙烯在高温铁水环境下燃烧会产生大量气体，而且是无冒口无气眼造型，气体会从直浇道里反扑，因此浇注时出水速度一定要快，在最短的时间里将直浇道充满，将气体压制回去从型砂里排出。如果浇注控制不当，则大量气体从直浇道里反扑出来，会造成浇注紊流飞溅，在厚大导轨面产生大量气孔、白模燃烧形成的渣孔等铸造缺陷，严重的导致铸件报废，更有可能将浇注人员烫伤。

4、解决铸件和模型变形：由于大型磨床床身长度达到十几二十米，再加上白模本身的强度不够，如果工艺措施不到位，铸件变形很普遍，有的铸件变形量达到三四十毫米，用木模铸造同样也会产生变形问题。首先，在模型内腔用相同材料的白模塞入模型内腔里，尽可能塞满，目的是造型时做为支撑材料，防止在型砂重力作用下模型弯曲，填充材料在第二遍造型翻身后取出。其次，造型前，用细线拉直校正模型，用木板支撑在砂箱边沿，防止造型时模型移位。第三，根据铸件长度，设计合适的反变形挠度，模型底部铺平干砂，中间根据挠度大小支垫支撑点，则模型在重力作用下自然弯曲，形成反变形挠度。一般反变形挠度按照每米1.5mm的经验值设定，实际根据铸件变形情况进行适当调整。根据此方法铸造的大型磨床床身，变形量很小，工艺成熟。

5、防粘砂措施：由于实型铸造使白模充分燃烧，因此浇注温度比普通木模铸造高30~50℃，再加上模型直接埋入砂型，死角部位很多，因此很容易粘砂。第一，白模上用价格较高的锆英粉醇基涂料涂刷第一遍，然后用价格低廉的石墨醇基涂料涂刷两遍，一共涂刷三遍，注意死角部位全部涂刷到位。涂刷好涂料的模型放入烘房里，温度调整到45℃左右，烘干12小时，使涂料充分干燥。第二，造型时易粘砂的死角部位使用铬矿砂混合树脂固化剂塞满，再用普通树脂砂造型。注意造型时至少8~10人一起操作，手工紧实，注意用木棒将靠近模型的部位用力紧实，增加强度。第三，树脂固化剂比例可以比木模造型调高15%左右，确保型砂强度。用此方法生产的铸件与普通方法相比，粘砂情况大大改善。

Claims

1.一种大型磨床床身的实型铸造方法，包括如下步骤：

7）、铸件取出：铸件冷却成型后，然后翻箱、倒件。

2.根据权利要求1所述的大型磨床床身的实型铸造方法，包括如下步骤：

其中第一层厚度为0.4~0.6mm，第二层与第三层厚度在0.3~0.5mm；

7）、铸件取出：铸件冷却成型后，然后翻箱、倒件。