CN108642371A - 一种热压成型机油缸及其制备方法 - Google Patents

一种热压成型机油缸及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种热压成型机油缸及其制备方法，属于热压成型机油缸制备技术领域。本发明采用底注式浇注系统浇注，并在热压成型机油缸内孔面和平板底面设置冷铁，以及在各项工艺参数的协同作用下，有效解决了热压成型机油缸铸件工作面气孔、缩孔、缩松、裂纹、夹渣夹砂等铸造缺陷，提高了热压成型机油缸铸件的综合力学能力和成品率，降低了生产成本；同时，在造型砂的选取上，本发明采用SiO2含量大于90％且粒度为50‑100目的擦洗原砂作为造型砂以及呋喃树脂作为粘结剂，减少了铸造生产过程中污染的排放。

Description

一种热压成型机油缸及其制备方法
技术领域
本发明涉及热压成型机油缸制备技术领域，具体涉及一种热压成型机油缸及其制备方法。
背景技术
热压成型机油缸结构较为复杂且使用条件要求较高，因而对于该热压成型机油缸的质量要求高，如较高的机械性能，不允许出现裂纹、冷隔、缩孔、疏松，夹渣缺陷。由此，对热压成型机油缸胚体的铸造工艺提出了较高的要求。热压成型机油缸铸件加工尺寸众多，其中重要工作面为热压成型机油缸内孔面及平板底面，不允许有气孔、缩孔、缩松、裂纹、夹渣夹砂等铸造缺陷，并且热压成型机油缸面需承受在一定的压力下工作，完全不允许缺陷存在，否则只能报废，因此铸造生产存在较大的风险，目前的工艺设计还有待进一步提高。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种热压成型机油缸及其制备方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种热压成型机油缸的制备方法，包括：
(1)将生铁熔炼完毕后进行化学成分分析，待温度达到1520-1550℃且化学成分满足：C含量为3.8～4.2％，Si含量为1.4～1.7％,Mn含量小于0.4％，P含量小于0.04％，S含量小于0.06％时进行球化处理；
(2)球化完成后，在底注式浇注系统中进行浇注，浇注条件包括：
(21)造型方法：手工两箱造型，一箱一件；
(22)造型砂：SiO2含量大于90％且粒度为50-100目的擦洗原砂,粘结剂：呋喃树脂，其加量为造型砂质量的0.8-1.2％,催化剂：苯磺酸；
(23)浇注温度：1350-1360℃，浇注时间：60s，保温时间：12h；
(24)铸件尺寸公差：CT12，重量量公差：MT12，加工余量：4mm，非加工壁厚负余量：-3.0mm，铸件收缩率：1.2％，起模斜度：0.35°，分型负数为：1mm；
(25)在热压成型机油缸内孔面和平板底面设置冷铁，冷铁材质为灰口铸铁或钢。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述球化步骤包括：准备装有球化剂的球化包和装有孕育剂的孕育包，分别向所述球化包和所述孕育包中倒入铁水，待所述球化包内反应50-120s后将所述孕育包中的铁水倒入至所述球化包中混合。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述球化剂为稀土球化剂，孕育剂为含有钡锶。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，步骤(2)的浇注条件还包括：砂箱：内框尺寸为1500mm×1000mm，下砂箱高度为300mm，上箱高度为800mm。
上述的制备方法制得的热压成型机油缸。
本发明具有以下有益效果：
本发明采用底注式浇注系统浇注，并在热压成型机油缸内孔面和平板底面设置冷铁，以及在各项工艺参数的协同作用下，有效解决了热压成型机油缸铸件工作面气孔、缩孔、缩松、裂纹、夹渣夹砂等铸造缺陷，提高了热压成型机油缸铸件的综合力学能力和成品率，降低了生产成本；同时，在造型砂的选取上，本发明采用SiO2含量大于90％且粒度为50-100目的擦洗原砂作为造型砂以及呋喃树脂作为粘结剂，减少了铸造生产过程中污染的排放。
本发明通过采用稀土球化剂并且严格控制球化时间在50-120s的范围内，防止球化衰退，进一步保证了热压成型机油缸铸件的综合力学能力和成品率，取得了良好的经济效益。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明实施例在熔炼过程中铁水需满足的化学成分条件为：C含量为3.8～4.2％，Si含量为1.4～1.7％,Mn含量小于0.4％，P含量小于0.04％，S含量小于0.06％。
擦洗原砂的粒度为50-100目，是指擦洗原砂能过50目筛而不能通过100目筛的粒度大小。
实施例1：
本实施例的热压成型机油缸的制备方法，包括：
(1)将生铁熔炼完毕后进行化学成分分析，检测结果为：C含量为3.8％，Si含量为1.4％,Mn含量为0.3％，P含量为0.035％，S含量为0.054％，待温度达到1520℃，进行球化处理；
球化步骤包括：准备装有稀土球化剂的球化包和装有钡锶孕育剂的孕育包，分别向所述球化包和所述孕育包中倒入铁水，待所述球化包内反应50s后将所述孕育包中的铁水倒入至所述球化包中混合。
(2)球化完成后，在底注式浇注系统中进行浇注，浇注条件包括：
(21)造型方法：手工两箱造型，一箱一件；
(22)造型砂：SiO2含量大于90％且粒度为50-80目的擦洗原砂,粘结剂：呋喃树脂，其加量为造型砂质量的0.8％,催化剂：苯磺酸；
(23)浇注温度：1350℃，浇注时间：60s，保温时间：12h；
(24)铸件尺寸公差：CT12，重量量公差：MT12，加工余量：4mm，非加工壁厚负余量：-3.0mm，铸件收缩率：1.2％，起模斜度：0.35°，分型负数为：1mm；
(25)在热压成型机油缸内孔面和平板底面设置冷铁，冷铁材质为灰口铸铁或钢；
(26)砂箱：内框尺寸为1500mm×1000mm，下砂箱高度为300mm，上箱高度为800mm。
实施例2：
本实施例的热压成型机油缸的制备方法，包括：
(1)将生铁熔炼完毕后进行化学成分分析，检测结果为：C含量为4.2％之间，Si含量为1.7％,Mn含量为0.28％，P含量为0.031％，S含量为0.045％，待温度达到1550℃，进行球化处理；
球化步骤包括：准备装有稀土球化剂的球化包和装有钡锶孕育剂的孕育包，分别向所述球化包和所述孕育包中倒入铁水，待所述球化包内反应120s后将所述孕育包中的铁水倒入至所述球化包中混合。
(2)球化完成后，在底注式浇注系统中进行浇注，浇注条件包括：
(21)造型方法：手工两箱造型，一箱一件；
(22)造型砂：SiO2含量大于90％且粒度为60-100目的擦洗原砂,粘结剂：呋喃树脂，其加量为造型砂质量的1.2％,催化剂：苯磺酸；
(23)浇注温度：1360℃，浇注时间：60s，保温时间：12h；
(24)铸件尺寸公差：CT12，重量量公差：MT12，加工余量：4mm，非加工壁厚负余量：-3.0mm，铸件收缩率：1.2％，起模斜度：0.35°，分型负数为：1mm；
(25)在热压成型机油缸内孔面和平板底面设置冷铁，冷铁材质为灰口铸铁或钢；
(26)砂箱：内框尺寸为1500mm×1000mm，下砂箱高度为300mm，上箱高度为800mm。
实施例3：
本实施例的热压成型机油缸的制备方法，包括：
(1)将生铁熔炼完毕后进行化学成分分析，检测结果为：C含量为4％之间，Si含量为1.5％,Mn含量为0.28％，P含量为0.038％，S含量为0.049％，待温度达到1540℃，进行球化处理；
球化步骤包括：准备装有稀土球化剂的球化包和装有钡锶孕育剂的孕育包，分别向所述球化包和所述孕育包中倒入铁水，待所述球化包内反应80s后将所述孕育包中的铁水倒入至所述球化包中混合。
(2)球化完成后，在底注式浇注系统中进行浇注，浇注条件包括：
(21)造型方法：手工两箱造型，一箱一件；
(22)造型砂：SiO2含量大于90％且粒度为70-90目的擦洗原砂,粘结剂：呋喃树脂，其加量为造型砂质量的1％,催化剂：苯磺酸；
(23)浇注温度：1355℃，浇注时间：60s，保温时间：12h；
(24)铸件尺寸公差：CT12，重量量公差：MT12，加工余量：4mm，非加工壁厚负余量：-3.0mm，铸件收缩率：1.2％，起模斜度：0.35°，分型负数为：1mm；
(25)在热压成型机油缸内孔面和平板底面设置冷铁，冷铁材质为灰口铸铁或钢；
(26)砂箱：内框尺寸为1500mm×1000mm，下砂箱高度为300mm，上箱高度为800mm。
实施例4：
本实施例的热压成型机油缸的制备方法，包括：
(1)造型材料采用树脂砂造型，采用金属模或塑料模，用机器造型，并用专用工艺定位与合箱。
主要工艺参数：铸件尺寸公差CT12，重量量公差MT12，加工余量4mm，非加工壁厚负余量-3.0mm，铸件收缩率1.2％，起模斜度0.35°，分型负数为1mm，浇注温度1350℃，浇注时间60秒，保温时间12个小时。
(2)造型用砂采用SiO2含量大于90％的高纯度擦洗原砂，粒度在50/100，要求“圆、纯、净、细”。粘结剂采用呋喃，因Ⅱ型树脂高温强度高，考虑到本铸件凝固时膨胀力很大，困此选择铸钢用呋喃树脂更好，粘结剂加入量在1％左右，用苯磺酸作催化剂，要求配好的型砂2小时内硬化强度大于2MPa。
(3)砂箱采用内框尺寸1500×1000的砂箱，下砂箱高度300，上箱高度800。砂箱要有良好的刚度。造型前应仔细检查砂箱是否有裂纹与变形，发现这类问题应及时将砂箱进行修复。
(4)造型前仔细检查模样、芯盒、冷铁、砂箱和造型模板等是否符合工艺要求，造型模板要平整。模板平面尺寸2000×1500，模样材料用铝合金或ABS树脂，表面要干净，不变形。冷铁表面无油污、无锈蚀、表面无裂纹，冷铁可采用灰或及钢质材料，但灰口铸铁的冷铁使用次数不得超过5次。检查造型机是否正常，检查造型模样、平台，合箱平台是否正常。
(5)造型操作步骤：
(51)定位好砂箱后再机器振实造型，但铸件型腔全部在上箱，并要放置浇注系统与保温套。全部砂型造好后，进行砂型修整，喷涂涂料，再制好砂芯后，准备合箱。
(52)合箱操作：在下箱上放置平板冷铁，在冷铁放置砂芯，并安装好主缸顶壁冷铁。用型砂将下箱和冷铁之间的间隙及砂芯之间的间隙补平。用定位装将砂芯安装在下砂箱的平面上。用定位装置将上下两砂箱合箱。
(6)熔炼、球化、孕育与浇注：合金熔炼应在感应电炉中熔炼，原材料需采用优质生铁，要求硫、磷含量低，有害元素少，熔炼完毕后，按照上述要求进行化学分析，其它杂质元素少，待温度达到1520～1550℃且化学成分合格后可以出铁进行球化。
球化前先将球化剂及孕育剂烘干，球化剂采用低稀土球化剂，孕育剂采用具有钡锶含量的长效孕育剂。球化时准备两个铁水包，一包铁水装球化剂，一包铁水装孕育剂，分别各装入半包铁水，等球化包稳定后，将孕育包铁水倒入球化包中，当温度降低到1350～1360℃时开包浇注。
浇注采用先快、后慢的方式，待浇注平稳后要以最大流速开浇，浇注完毕后在冒口部进行一次补浇。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种热压成型机油缸的制备方法，其特征在于，包括：
(1)将生铁熔炼完毕后进行化学成分分析，待温度达到1520-1550℃且化学成分满足：C含量为3.8～4.2％，Si含量为1.4～1.7％,Mn含量小于0.4％，P含量小于0.04％，S含量小于0.06％时进行球化处理；
(2)球化完成后，在底注式浇注系统中进行浇注，浇注条件包括：
(21)造型方法：手工两箱造型，一箱一件；
(22)造型砂：SiO2含量大于90％且粒度为50-100目的擦洗原砂,粘结剂：呋喃树脂，其加量为造型砂质量的0.8-1.2％,催化剂：苯磺酸；
(23)浇注温度：1350-1360℃，浇注时间：60s，保温时间：12h；
(24)铸件尺寸公差：CT12，重量量公差：MT12，加工余量：4mm，非加工壁厚负余量：-3.0mm，铸件收缩率：1.2％，起模斜度：0.35°，分型负数为：1mm；
(25)在热压成型机油缸内孔面和平板底面设置冷铁，冷铁材质为灰口铸铁或钢。
2.根据权利要求1所述的热压成型机油缸的制备方法，其特征在于，球化步骤包括：
准备装有球化剂的球化包和装有孕育剂的孕育包，分别向所述球化包和所述孕育包中倒入铁水，待所述球化包内反应50-120s后将所述孕育包中的铁水倒入至所述球化包中混合。
3.根据权利要求2所述的热压成型机油缸的制备方法，其特征在于，所述球化剂为稀土球化剂，所述孕育剂为含有钡锶。
4.根据权利要求1至3任一项所述的热压成型机油缸的制备方法，其特征在于，步骤(2)的浇注条件还包括：
砂箱：内框尺寸为1500mm×1000mm，下砂箱高度为300mm，上箱高度为800mm。
5.权利要求1-4任一项所述的制备方法制得的热压成型机油缸。
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