CN107790645A - 制备壳模的装置及耐热钢铸件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了制备壳模的装置及耐热钢铸件的制造方法，涉及铸造工艺的技术领域。制备壳模的装置包括砂箱和壳芯机，砂箱的材质为铸铁，砂箱包括成型腔，壳芯机的模具位于砂箱的成型腔内，且模具的外壁与成型腔的内壁之间设置有6‑10mm的间隙，提高所述砂箱的温度，间隙用于填充覆膜砂，以使所述覆膜砂形成壳模，所述模具为金属模具。解决了现有的壳模生产过程中，壳模厚度大，制备的耐热钢铸件容易变形的问题。通过在金属模具和铸铁砂箱的成型腔之间存在的6‑10mm间隙内填充覆膜砂，通过提高铸铁砂箱和金属模具温度，使覆膜砂形成壳模，壳模的厚度薄，形成的壳模的外侧有铸铁的砂箱包裹，铸铁的砂箱刚性好，强度高，保证形成的耐热钢铸件不易变形。

Description

制备壳模的装置及耐热钢铸件的制造方法

技术领域

本发明涉及铸造工艺的技术领域，尤其是涉及一种制备壳模的装置及耐热钢铸件的制造方法。

背景技术

耐热钢铸件是指在高温下工作的钢材。耐热钢铸件的发展与电站、锅炉、燃气轮机、内燃机、航空发动机等各类工业部门的技术进步密切相关，由于各类机器装置使用的温度和所承受的应力不用，以及所处环境各异，因此对于耐热钢性能的要求越来越高。

目前，国内耐热钢铸件的主要铸造工艺有壳模铸造和熔模铸造，其中，壳模铸造是目前生产耐热钢铸件的主要方法。壳模铸造工艺过程为：制作形成铸件的外部形状上下壳模，制作形成砂芯内部形状的砂芯，将砂芯下入到下壳模，然后上下壳模合箱压紧浇注，这种工艺生产的耐热钢铸件可以满足正常生产要求。

但是制作外壳生产效率低，由于人工下壳和合箱，受人为因素影响比较大，质量不稳定，壳模生产耐热钢铸件的生产效率低；壳模厚度一般为8-10mm，制作出的耐热钢铸件容易变形的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备壳模的装置，以解决现有技术中的壳模生产过程中，壳模厚度大，制备的耐热钢铸件容易变形的问题。

本发明还提供了一种耐热钢铸件的制造方法，以解决现有技术中的耐热钢铸件刚度差，容易变形的问题。

本发明提供的一种制备壳模的装置，包括砂箱和壳芯机，所述砂箱的材质为铸铁，所述砂箱包括成型腔，所述壳芯机的模具位于所述砂箱的成型腔内，且所述模具的外壁与所述成型腔的内壁之间设置有6-10mm的间隙，提高所述砂箱的温度，间隙用于填充覆膜砂，以使所述覆膜砂形成壳模，所述模具为金属模具。

进一步的，所述壳芯机为水平壳芯机，所述水平壳芯机的模具温度设置为260-300℃，固化壳模时间维持在180-210S之间，以使壳模致密。

进一步的，还包括自动合箱机；

所述壳模包括上壳模和下壳模，所述下壳模用于放置砂芯，自动合箱机将上壳模与下壳模合型。

进一步的，所述提高砂箱的温度维持140-190℃之间。

进一步的，还包括天然气加热器，用于对所述砂箱进行加热。

本发明还提供一种耐热钢铸件的制造方法，包括如下步骤：

S1.制备壳模，包括制备上壳模和下壳模；在铸铁砂箱与壳芯机的模具之间覆盖6-10mm覆膜砂，预加热砂箱和模具以使覆膜砂形成下壳模和上壳模；

S2.制备砂芯，使用自动造型机填充覆膜砂制备初砂芯，并在制备的初砂芯上涂料，烘干涂有涂料的初砂芯得到砂芯；

S3.合型浇铸，将砂芯放置在下壳模，使用自动合箱机将上壳模盖合在下壳模上，最后浇铸制备耐热钢铸件。

进一步的，S1步骤包括：

S11.所述砂箱材质为铸铁，所述砂箱包括成型腔，壳芯机的模具与铸铁的砂箱的成型腔配合，且模具与铸铁的砂箱的成型腔之间存在6-10mm的间隙；

S12.使用壳芯机在所述间隙内填充覆膜砂；

S13.使用天然气加热器加热模具和铸铁的砂箱，使覆膜砂形成6-10mm的壳模。

进一步的，所述砂芯包括流道芯和配套芯，S2步骤包括：

S21.使用自动造型机将覆膜砂固化，固化的时间维持在150-160S之间，固化的温度维持在220-240℃之间，以分别制备流道芯和配套芯；

S22.对制备的流道芯和配套芯分别均匀涂抹水基208，以使流道芯和配套芯的波美度达到30-32之间；

S23.将涂料后的流道芯和配套芯以烘干温度170-180℃、烘干时间60min烘干。

进一步的，S3步骤包括：

S31.将流道芯和配套芯放置到制备的下壳模内；

S32.使用自动合箱机将上壳模与下壳模扣合形成外壳，然后放置浇口杯，进行烘烤；

S33.熔炼烘烤后的外壳，浇注形成耐热钢铸件；

S34.落砂清理，开箱时间30分钟。

进一步的，步骤S33中，融化温度为1700℃，浇注温度为1600℃。

本发明提供的制备壳模的装置，所述砂箱的材质为铸铁，壳芯机的模具位于砂箱的成型腔内，模具的外壁与成型腔的内壁之间设置有6-10mm之间的间隙，壳芯机将覆膜砂填充到所述间隙内，提高砂箱的温度，以使覆膜砂形成壳模；通过在金属模具和铸铁砂箱的成型腔之间存在的6-10mm间隙内填充覆膜砂，通过提高铸铁砂箱和金属模具温度，使覆膜砂形成壳模的厚度为6-10mm，且在形成的壳模的外侧壁有铸铁的砂箱包裹，铸铁的砂箱刚性好，强度高，保证形成的耐热钢铸件不易变形。

本发明提供的耐热钢铸件的制造方法，包括S1.制备壳模，包括制备上壳模和下壳模；在铸铁砂箱与壳芯机的模具之间覆盖6-10mm覆膜砂，预加热砂箱和模具以使覆膜砂形成下壳模和上壳模；S2.制备砂芯，使用自动造型机填充覆膜砂制备初砂芯，并在制备的初砂芯上涂料，烘干涂有涂料的初砂芯得到砂芯；S3.合型浇铸，将砂芯放置在下壳模，使用自动合箱机将上壳模盖合在下壳模上，最后浇铸制备耐热钢铸件。通过在制备的上壳模和下壳模的外侧壁设置有铸铁砂箱，使制备的上壳模和下壳模的厚度薄，且强度好，将制备的砂芯放置在下壳模内，再将上壳芯合箱，最终将合型的外壳进行浇铸，最终制备不易变形的耐热钢铸件，提高了耐热钢铸件产品的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的制备壳模的装置的正视图；

图2为本发明实施例提供的耐热钢铸铁的制备方法的流程图。

图标：1-制备壳模；2-制备砂芯；3-合型浇铸；11-砂箱；12-壳芯机；13-覆膜砂；121-模具。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明实施例提供的制备壳模的装置的正视图。

如图1所示，本发明提供的一种制备壳模1的装置，包括砂箱11和壳芯机12，所述砂箱11的材质为铸铁，所述砂箱11包括成型腔，所述壳芯机12的模具121位于所述砂箱11的成型腔内，且所述模具121的外壁与所述成型腔的内壁之间设置有6-10mm的间隙，所述间隙用于填充覆膜砂13，提高所述砂箱11的温度，以使所述覆膜砂13形成壳模，所述模具121为金属模具121。

所述砂箱11的材质为铸铁，壳芯机12的模具121位于砂箱11的成型腔内，模具121的外壁与成型腔的内壁之间设置有6-10mm之间的间隙，壳芯机12将覆膜砂13填充到所述间隙内，提高砂箱11的温度，以使覆膜砂13形成壳模；通过在金属模具121和铸铁砂箱11的成型腔之间存在的6-10mm间隙内填充覆膜砂13，通过提高铸铁砂箱11和金属模具121温度，使覆膜砂13形成壳模的厚度为6-10mm，相比于现有的壳模的厚度12mm，本发明制备的壳模可以达到6mm，使用的覆膜砂13更少，节省了原材料，经济效益好；且在形成的壳模的外侧壁有铸铁的砂箱11包裹，铸铁的砂箱11刚性好，强度高，保证壳模的质量更好，以使形成的耐热钢铸件不易变形，产品质量更好。

进一步的，所述壳芯机12为水平壳芯机12，所述水平壳芯机12的模具121温度设置为260-300℃，固化壳模时间维持在180-210S之间，以使壳模致密。

使用水平壳芯机12进行制备壳模1的造型，有利于砂型致密，封边毛刺较小，再加上铸铁的砂箱11的刚性，能够保证耐热钢铸件铸件尺寸精密，变形小，提高产品的质量；水平壳芯机12制备壳模1时模具121温度维持在260-300℃，固化壳模时间维持180-210s之间，有利于壳模形成的效果更好，满足生产需求，保证产品质量。其中水平壳芯机12主要用于填充覆膜砂13以及压紧覆膜砂13，以使全机械自动化制备壳模1的操作，提高生产效率。

进一步的，还包括自动合箱机；所述壳模包括上壳模和下壳模，所述下壳模用于放置砂芯，自动合箱机将上壳模与下壳模合型。

下壳模用于放置砂芯，要求砂芯完整无磕碰且下放之后与砂壳贴合紧密，无摆动，下方完成后，将下壳模运至合箱处，控制自动合箱机使下壳模匀速下落合箱，合箱过程中销孔对正，合箱后，用箱卡固定，在进火口处放置过滤器和浇口杯，用封箱膏进行密封，然后运转浇铸台待浇。整个合模过程全机械完成，生产效率高，产品成型质量更好。

进一步的，所述提高砂箱11的温度维持140-190℃之间。

提高砂箱11的温度维持在140-190℃之间，由于型砂选用的是覆膜砂13，其中覆膜砂13的固化温度大于140°，对砂箱11预加热到140-190℃之间，有利于靠近砂箱11一侧的砂型固化，预加热使砂型固化效果好，防止出现壳模固化不良，外壳在浇铸过程中产生大量气体，使制备的耐热钢铸件产生气孔，避免了耐热钢铸件质量差的问题，保证了耐热钢铸件的质量。

进一步的，还包括天然气加热器，用于对所述砂箱11进行加热。

其中，对砂箱11进行预加热采用的是天然气加热器，天然气加热器加热成本比电加热器的成本低，经济效益好；并且使用天然气加热器的天然气预加热砂箱11加热后残留的碳含量低，有利于砂型附着砂箱11，形成的砂壳的质量更好。

图2为本发明实施例提供的耐热钢铸铁的制备方法的流程图。

如图2所示，本发明还提供一种耐热钢铸件的制造方法，包括如下步骤：S1.制备壳模1，包括制备上壳模和下壳模；在铸铁砂箱11与壳芯机12的模具121之间覆盖6-10mm覆膜砂13，预加热砂箱11和模具121以使覆膜砂13形成下壳模和上壳模；

S2.制备砂芯2，使用自动造型机填充覆膜砂13制备初砂芯，并在制备的初砂芯上涂料，烘干涂有涂料的初砂芯得到砂芯；

S3.合型浇铸3，将砂芯放置在下壳模，使用自动合箱机将上壳模盖合在下壳模上，最后浇铸制备耐热钢铸件。

制备的壳模包括上壳模和下壳模；在制备壳模1时，需要在铸铁砂箱11和壳芯机12的模具121之间覆盖6-10mm覆膜砂13，预加热砂箱11和壳模机的模具121使覆膜砂13形成理想形状的壳模。通过在制备的上壳模和下壳模的外侧壁设置有铸铁砂箱11，使制备的上壳模和下壳模的厚度薄，且强度好，使用自动造型机制备砂芯2，将制备的砂芯放置在下壳模内，通过自动合箱机再将上壳芯合箱，最终将合型的外壳进行浇铸，最终制备不易变形的耐热钢铸件，提高了耐热钢铸件产品的质量，且生产效率高。并且整个制备工程全部机械自动化进行，减少劳动量，提高制备的产品的质量。

进一步的，S1步骤包括：S11.所述砂箱11材质为铸铁，所述砂箱11包括成型腔，壳芯机12的模具121与铸铁的砂箱11的成型腔配合，且模具121与铸铁的砂箱11的成型腔之间存在6-10mm的间隙；

S12.使用壳芯机12在所述间隙内填充覆膜砂13；

S13.使用天然气加热器加热模具121和铸铁的砂箱11，使覆膜砂13形成6-10mm的壳模。

制备壳模1的步骤主要包括选用砂箱11的材质为铸铁，砂箱11的内侧为成型腔，壳模机的模具121与铸铁的砂箱11的成型腔配合，且模具121与铸铁的砂箱11的成型腔之间存在6-10mm的间隙；使用壳模机对间隙内添加覆膜砂13，使用天然气加热器对砂箱11预加热和对模具121进行加热，以使覆膜砂13形成6-10mm壳模，形成的壳模外侧为铸铁的砂箱11，形成的壳模质量更好，以使制备的耐热钢铸件不易变形；

进一步的，所述砂芯包括流道芯和配套芯，S2步骤包括：S21.使用自动造型机将覆膜砂13固化，固化的时间维持在150-160S之间，固化的温度维持在220-240℃之间，以分别制备流道芯和配套芯；S22.对制备的流道芯和配套芯分别均匀涂抹水基208，以使流道芯和配套芯的波美度达到30-32之间；S23.将涂料后的流道芯和配套芯以烘干温度170-180℃、烘干时间60min烘干。

制备的砂芯包括流道芯和配套芯，使用自动造型机将覆膜砂13固化，固化时间为150-160S，固化温度维持在220-240℃之间，制备质量合格的流道芯和配套芯备用。其中，使用自动造型机进行砂芯的制备，机械化制造流程，节省劳动力；在制备的流道芯和配套芯的外表面均匀涂抹水基208，以使流道芯和配套芯的波美度达到30-32之间，以使制备的流道芯和配套芯的质量好；将涂料后的流道芯和配套芯烘干，其中烘干温度为170-180℃、烘干时间60min，以实现烘干效果最佳。

进一步的，S3步骤包括：S31.将流道芯和配套芯放置到制备的下壳模内；S32.使用自动合箱机将上壳模与下壳模扣合形成外壳，然后放置浇口杯，进行烘烤；S33.熔炼烘烤后的外壳，浇注形成耐热钢铸件；S34.落砂清理，开箱时间30分钟。

将制备的流道芯和配套芯放置到制备的下壳模内，放置60X60X15的氧化钴过滤器，自动合箱机将下壳模和上壳模合箱形成外壳，然后放置浇口杯，进入浇铸线压紧砂箱11，熔炼烘烤后的外壳，浇铸形成耐热钢铸件，最后进行落砂清理，并且开箱大于30分钟。

进一步的，步骤S33中，融化温度为1700℃，浇注温度为1600℃。

其中，融化外壳的温度为1700℃，浇铸成型的温度维持在1600℃以形成的耐热钢铸铁不易变形，产品质量好。

综上所述，本发明提供的制备壳模1的装置，所述砂箱11的材质为铸铁，壳芯机12的模具121位于砂箱11的成型腔内，模具121的外壁与成型腔的内壁之间设置有6-10mm之间的间隙，壳芯机12将覆膜砂13填充到所述间隙内，提高砂箱11的温度，以使覆膜砂13形成壳模；通过在金属模具121和铸铁砂箱11的成型腔之间存在的6-10mm间隙内填充覆膜砂13，通过提高铸铁砂箱11和金属模具121温度，使覆膜砂13形成壳模的厚度为6-10mm，且在形成的壳模的外侧壁有铸铁的砂箱11包裹，铸铁的砂箱11刚性好，强度高，保证形成的耐热钢铸件不易变形。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种制备壳模的装置，其特征在于，包括砂箱和壳芯机，所述砂箱的材质为铸铁，所述砂箱包括成型腔，所述壳芯机的模具位于所述砂箱的成型腔内，且所述模具的外壁与所述成型腔的内壁之间设置有6-10mm的间隙，提高所述砂箱的温度，间隙用于填充覆膜砂，以使所述覆膜砂形成壳模，所述模具为金属模具。

2.根据权利要求1所述的制备壳模的装置，其特征在于，所述壳芯机为水平壳芯机，所述水平壳芯机的模具温度设置为260-300℃，固化壳模时间维持在180-210S之间，以使壳模致密。

3.根据权利要求1所述的制备壳模的装置，其特征在于，还包括自动合箱机；

所述壳模包括上壳模和下壳模，所述下壳模用于放置砂芯，自动合箱机将上壳模与下壳模合型。

4.根据权利要求1所述的制备壳模的装置，其特征在于，所述提高砂箱的温度维持140-190℃之间。

5.根据权利要求4所述的制备壳模的装置，其特征在于，还包括天然气加热器，用于对所述砂箱进行加热。

6.一种耐热钢铸件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.制备壳模，包括制备上壳模和下壳模；在铸铁砂箱与壳芯机的模具之间覆盖6-10mm覆膜砂，预加热砂箱和模具以使覆膜砂形成下壳模和上壳模；

S2.制备砂芯，使用自动造型机填充覆膜砂制备初砂芯，并在制备的初砂芯上涂料，烘干涂有涂料的初砂芯得到砂芯；

S3.合型浇铸，将砂芯放置在下壳模，使用自动合箱机将上壳模盖合在下壳模上，最后浇铸制备耐热钢铸件。

7.根据权利要求6所述的耐热钢铸件的制造方法，其特征在于，S1步骤包括：

S11.所述砂箱材质为铸铁，所述砂箱包括成型腔，壳芯机的模具与铸铁的砂箱的成型腔配合，且模具与铸铁的砂箱的成型腔之间存在6-10mm的间隙；

S12.使用壳芯机在所述间隙内填充覆膜砂；

S13.使用天然气加热器加热模具和铸铁的砂箱，使覆膜砂形成6-10mm的壳模。

8.根据权利要求6所述的耐热钢铸件的制造方法，其特征在于，所述砂芯包括流道芯和配套芯，S2步骤包括：

S21.使用自动造型机将覆膜砂固化，固化的时间维持在150-160S之间，固化的温度维持在220-240℃之间，以分别制备流道芯和配套芯；

S22.对制备的流道芯和配套芯分别均匀涂抹水基208，以使流道芯和配套芯的波美度达到30-32之间；

S23.将涂料后的流道芯和配套芯以烘干温度170-180℃、烘干时间60min烘干。

9.根据权利要求6所述的耐热钢铸件的制造方法，其特征在于，S3步骤包括：

S31.将流道芯和配套芯放置到制备的下壳模内；

S32.使用自动合箱机将上壳模与下壳模扣合形成外壳，然后放置浇口杯，进行烘烤；

S33.熔炼烘烤后的外壳，浇注形成耐热钢铸件；

S34.落砂清理，开箱时间30分钟。

10.根据权利要求9所述的耐热钢铸件的制造方法，其特征在于，步骤S33中，融化温度为1700℃，浇注温度为1600℃。