CN108714684A - 一种方向控制阀的铸造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种方向控制阀的铸造工艺，包括造型工序：制作壳体和泥芯，泥芯内设置芯骨和通气针；泥芯制作完成后进行打磨，打磨后的泥芯的两端具有芯骨凸出部分；将泥芯水平放置在壳体内，并将芯骨凸出部分与壳体的内部搭接；熔炼金属液工序：先将生料放入熔炼炉中进行熔炼，再依次加入球化剂和孕育剂；该孕育剂由硅锶孕育剂和硅稀土孕育剂组成，硅锶孕育剂的重量比为0.2％‑0.4％，粒度2mm‑6mm，所述硅稀土孕育剂的重量比为0.1％‑0.3％，粒度为2mm‑6mm；铸件成型工序：从侧面浇口进水；铸件处理工序：将铸件进行打磨和热处理。本发明既能在提高铸件产品硬度的同时改善产品的切削性能，又能形成高精度的流道、保证流道的直线度和档位尺寸的精度。

Description

一种方向控制阀的铸造工艺

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，尤其涉及一种方向控制阀的铸造工艺。

背景技术

方向控制阀是用以改变管道内气体或液体流向的控制元件。随着液压技术的发展，高压大流量一直是液压行业发展的一个重要方向。近年来，随着工程机械的吨位越来越大，农用机械液压系统对方向控制阀的要求越来越高。

Bondioli&Pavesi集团公司于1950年在意大利Suzzara成立，在短短的几年时间里在世界传动轴领域就处于领先地位。Bondioli&Pavesi集团是意大利第一个在农用机械设备方面提供完整的传动系统的，并且不断的扩大其产品和服务范围。DC1R5(DN85/5)是邦贝开发的集5种方向控制于一体的整体阀，该产品设计先进，科技含量高，可以替代进口，该产品的试制成功，为国内农用机械液压系统技术提升提供了保障，市场前景广阔。

上述方向控制阀主要通过铸造一体成型，而铸造过程中存在两个难点：一是如何在提高铸件产品硬度的同时改善产品的切削性能；二是如何形成高精度的流道、保证流道的直线度和档位尺寸的精度。

因此，研发一种方向控制阀的铸造工艺，既能在提高铸件产品硬度的同时改善产品的切削性能，又能形成高精度的流道、保证流道的直线度和档位尺寸的精度，显得格外重要。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷提供了一种方向控制阀的铸造工艺，既能在提高铸件产品硬度的同时改善产品的切削性能，又能形成高精度的流道、保证流道的直线度和档位尺寸的精度。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种方向控制阀的铸造工艺，包括以下步骤；S1、造型工序：制作壳体，在所述壳体的侧面设置浇口；制作泥芯，在所述泥芯内设置芯骨和通气针，且所述通气针偏离所述芯骨设置；所述泥芯制作完成后进行打磨，打磨后的所述泥芯的两端具有芯骨凸出部分；将所述泥芯水平放置在所述壳体内，并将所述芯骨凸出部分与所述壳体的内部搭接；S2、熔炼金属液工序：首先将生料放入熔炼炉中进行熔炼，接着向其中加入球化剂进行球化处理，最后再加入孕育剂进行孕育处理；该孕育剂由硅锶孕育剂和硅稀土孕育剂混合组成，其中，所述硅锶孕育剂的重量比为0.2％-0.4％，粒度2mm-6mm，所述硅稀土孕育剂的重量比为0.1％-0.3％，粒度为2mm-6mm；S3、铸件成型工序：采用从侧面浇口进水的浇注工艺，将步骤S2中的金属液浇入到步骤S1中的壳体内，冷却成型后即得方向控制阀铸件；S4、铸件处理工序：将步骤S3中的铸件进行打磨和热处理，最终得到方向控制阀。

优选地，所述步骤S2中，所述硅锶孕育剂的重量比为0.3％，硅稀土孕育剂的重量比为0.2％。

优选地，所述步骤S1中的浇口的高度为8mm，长度为30mm。

进一步地，所述步骤S1中，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体合模后与所述泥芯形成方向控制阀的型腔，所述浇口与所述型腔相通；所述泥芯具有用于形成方向控制阀流道的六根相互平行的泥芯管，所述芯骨和通气针均设置在所述泥芯管中。

进一步地，所述壳体的顶部设置有保温冒口。

优选地，所述芯骨设置在所述泥芯管的内部中心，所述芯骨的长度大于所述泥芯管的长度。

优选地，所述芯骨由钢管制成。

优选地，所述泥芯由树脂砂造型。

本发明的方向控制阀的铸造工艺，具有如下有益效果：

1、本发明的造型工序中采用型腔紧实度和稳定性比较好的树脂砂造型，该造型不仅起到冷铁作用，还能够保证铸件的外观质量。

2、本发明的造型工序中的泥芯内设置有芯骨，打磨后的泥芯的两端具有芯骨凸出部分，芯骨凸出部分搭在壳体的两头，保证芯骨不偏移和中间部位不露骨；泥芯内还设置有通气针，该通气针偏离芯骨设置，使芯骨处于泥芯的中心，保证了泥芯的强度、流道壁的光滑和直线度、档位的尺寸精度，形成高精度的流道。

3、本发明的造型工序中，考虑到流道档位的尺寸精度要求，以及铸造的多变会影响到铸件尺寸的精度，本发明在产品的精度要求高的档位增加了0.3mm的修模余量，在完善了相关的工艺之后，最终在铸造工艺稳定的前提下，对解剖的铸件做了流道尺寸的分析，再根据实测的数值，分析结果制定了修模方案，将尺寸修到产品要求的公差范围内，保证了产品尺寸精度。

4、本发明的铸件成型工序中，采用从侧面薄浇口进水，直接避免了冒口处过热现象。

5、本发明的熔炼金属液工序中，采用硅锶孕育剂和硅稀土孕育剂混合孕育，替代传统的硅铁孕育剂，锶能改善铸铁石墨形态，提高断面均匀性，延长孕育衰退时间，消除白口倾向，减少铸件缩松；稀土元素具有较强的脱氧、脱硫和去气能力，加入铁水以后所形成的一部分高弥散度的非金属夹杂物为铸铁的结晶提供了大量的外来核心，故在一定含量范围内，能有效细化奥氏体初晶和共晶团，降低白口倾向、消除铅和铋对灰铸铁石墨形态的有害影响、改善断面组织和提高各项性能，并且具有良好的抗衰退的特性。因此使用这两种孕育剂混合孕育能够细化组织，在提高产品硬度的情况下又能改善产品的切削性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它附图。

图1是本发明的造型工序中的模具结构示意图。

图2是本发明的造型工序中的泥芯管、芯骨与通气孔的结构示意图。

其中，图中附图标记对应为：1-壳体，2-泥芯，3-泥芯管，4-芯骨，41-芯骨凸出部分，5-通气针。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的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。

DC1R5(DN85/5)是邦贝开发的集5种方向控制于一体的整体阀，该阀体呈长方体形，该阀体包括横向流道、竖向流道、流道口等，该阀体的主要技术参数如下：

(1)材质：HT300

(2)抗拉强度：≥300Mpa

(3)硬度：HB190-230

(4)阀体主孔圆柱度：0.8mm

(5)无缩松、胀裂等铸造缺陷现象

(6)单重：18kg

该阀体的铸造难度较大，且对性能和精度要求较大，本发明就是为了解决上述问题而研发的，下面以具体的实施例来说明本发明是如何铸造该方向控制阀的。

实施例1

本发明提供了一种方向控制阀的制造工艺，主要包括以下步骤：

S1、造型工序(如图和图2所示)：制作壳体1，在所述壳体1的侧面设置有高度为8mm，长度为30mm的浇口；采用树脂砂造型制作泥芯2，在所述泥芯2内设置芯骨4和通气针5，且所述通气针5偏离所述芯骨4设置，所述芯骨4由钢管制成；所述泥芯2制作完成后进行打磨，打磨后的所述泥芯2的两端具有芯骨凸出部分41；将所述泥芯2水平放置在所述壳体1内，并将所述芯骨凸出部分41与所述壳体1的内部搭接；具体的连接结构如下：所述壳体1的顶部设置有保温冒口，所述壳体1包括上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体合模后与所述泥芯2形成方向控制阀的型腔，所述浇口与所述型腔相通；所述泥芯2具有用于形成方向控制阀流道的六根相互平行的泥芯管3，所述芯骨4和通气针5均设置在所述泥芯管3中，其中，所述芯骨4设置在所述泥芯管3的内部中心，所述芯骨4的长度大于所述泥芯管3的长度。

S2、熔炼金属液工序：首先将生料放入熔炼炉中进行熔炼，接着向其中加入球化剂进行球化处理，最后再加入孕育剂进行孕育处理；该孕育剂由硅锶孕育剂和硅稀土孕育剂混合组成，替代传统的硅铁孕育剂，锶能改善铸铁石墨形态，提高断面均匀性，延长孕育衰退时间，消除白口倾向，减少铸件缩松；稀土元素具有较强的脱氧、脱硫和去气能力，加入铁水以后所形成的一部分高弥散度的非金属夹杂物为铸铁的结晶提供了大量的外来核心，故在一定含量范围内，能有效细化奥氏体初晶和共晶团，降低白口倾向、消除铅和铋对灰铸铁石墨形态的有害影响、改善断面组织和提高各项性能，并且具有良好的抗衰退的特性。因此使用这两种孕育剂混合孕育能够细化组织，在提高产品硬度的情况下又能改善产品的切削性能；具体的孕育过程如下：采用0.2％硅锶孕育剂(粒度6mm)和0.3％硅稀土孕育剂(粒度2mm)混合起来大包转小包随流孕育。此外，考虑到流道档位的尺寸精度要求，以及铸造的多变会影响到铸件尺寸的精度，本发明在产品的精度要求高的档位增加了0.3mm的修模余量，在完善了相关的工艺之后，最终在铸造工艺稳定的前提下，对解剖的铸件做了流道尺寸的分析，再根据实测的数值，分析结果制定了修模方案，将尺寸修到产品要求的公差范围内，保证了产品尺寸精度。

S3、铸件成型工序：采用从侧面浇口进水的浇注工艺，将步骤S2中的金属液浇入到步骤S1中的壳体1内，冷却成型后即得方向控制阀铸件；

S4、铸件处理工序：将步骤S3中的铸件进行打磨和热处理，最终得到方向控制阀。

实施例2

本发明提供了一种方向控制阀的制造工艺，主要包括以下步骤：

S1、造型工序(如图和图2所示)：制作壳体1，在所述壳体1的侧面设置有高度为8mm，长度为30mm的浇口；采用树脂砂造型制作泥芯2，在所述泥芯2内设置芯骨4和通气针5，且所述通气针5偏离所述芯骨4设置，所述芯骨4由钢管制成；所述泥芯2制作完成后进行打磨，打磨后的所述泥芯2的两端具有芯骨凸出部分41；将所述泥芯2水平放置在所述壳体1内，并将所述芯骨凸出部分41与所述壳体1的内部搭接；具体的连接结构如下：所述壳体1的顶部设置有保温冒口，所述壳体1包括上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体合模后与所述泥芯2形成方向控制阀的型腔，所述浇口与所述型腔相通；所述泥芯2具有用于形成方向控制阀流道的六根相互平行的泥芯管3，所述芯骨4和通气针5均设置在所述泥芯管3中，其中，所述芯骨4设置在所述泥芯管3的内部中心，所述芯骨4的长度大于所述泥芯管3的长度。

S2、熔炼金属液工序：首先将生料放入熔炼炉中进行熔炼，接着向其中加入球化剂进行球化处理，最后再加入孕育剂进行孕育处理；该孕育剂由硅锶孕育剂和硅稀土孕育剂混合组成，替代传统的硅铁孕育剂，锶能改善铸铁石墨形态，提高断面均匀性，延长孕育衰退时间，消除白口倾向，减少铸件缩松；稀土元素具有较强的脱氧、脱硫和去气能力，加入铁水以后所形成的一部分高弥散度的非金属夹杂物为铸铁的结晶提供了大量的外来核心，故在一定含量范围内，能有效细化奥氏体初晶和共晶团，降低白口倾向、消除铅和铋对灰铸铁石墨形态的有害影响、改善断面组织和提高各项性能，并且具有良好的抗衰退的特性。因此使用这两种孕育剂混合孕育能够细化组织，在提高产品硬度的情况下又能改善产品的切削性能；具体的孕育过程如下：按照下列顺序和比列在炉内加料：采用0.4％硅锶孕育剂(粒度2mm)和0.1％硅稀土孕育剂(粒度6mm)混合起来大包转小包随流孕育。此外，考虑到流道档位的尺寸精度要求，以及铸造的多变会影响到铸件尺寸的精度，本发明在产品的精度要求高的档位增加了0.3mm的修模余量，在完善了相关的工艺之后，最终在铸造工艺稳定的前提下，对解剖的铸件做了流道尺寸的分析，再根据实测的数值，分析结果制定了修模方案，将尺寸修到产品要求的公差范围内，保证了产品尺寸精度。

S3、铸件成型工序：采用从侧面浇口进水的浇注工艺，将步骤S2中的金属液浇入到步骤S1中的壳体1内，冷却成型后即得方向控制阀铸件；

S4、铸件处理工序：将步骤S3中的铸件进行打磨和热处理，最终得到方向控制阀。

实施例3

本发明提供了一种方向控制阀的制造工艺，主要包括以下步骤：

S1、造型工序(如图和图2所示)：制作壳体1，在所述壳体1的侧面设置有高度为8mm，长度为30mm的浇口；采用树脂砂造型制作泥芯2，在所述泥芯2内设置芯骨4和通气针5，且所述通气针5偏离所述芯骨4设置，所述芯骨4由钢管制成；所述泥芯2制作完成后进行打磨，打磨后的所述泥芯2的两端具有芯骨凸出部分41；将所述泥芯2水平放置在所述壳体1内，并将所述芯骨凸出部分41与所述壳体1的内部搭接；具体的连接结构如下：所述壳体1的顶部设置有保温冒口，所述壳体1包括上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体合模后与所述泥芯2形成方向控制阀的型腔，所述浇口与所述型腔相通；所述泥芯2具有用于形成方向控制阀流道的六根相互平行的泥芯管3，所述芯骨4和通气针5均设置在所述泥芯管3中，其中，所述芯骨4设置在所述泥芯管3的内部中心，所述芯骨4的长度大于所述泥芯管3的长度。

S2、熔炼金属液工序：首先将生料放入熔炼炉中进行熔炼，接着向其中加入球化剂进行球化处理，最后再加入孕育剂进行孕育处理；该孕育剂由硅锶孕育剂和硅稀土孕育剂混合组成，替代传统的硅铁孕育剂，锶能改善铸铁石墨形态，提高断面均匀性，延长孕育衰退时间，消除白口倾向，减少铸件缩松；稀土元素具有较强的脱氧、脱硫和去气能力，加入铁水以后所形成的一部分高弥散度的非金属夹杂物为铸铁的结晶提供了大量的外来核心，故在一定含量范围内，能有效细化奥氏体初晶和共晶团，降低白口倾向、消除铅和铋对灰铸铁石墨形态的有害影响、改善断面组织和提高各项性能，并且具有良好的抗衰退的特性。因此使用这两种孕育剂混合孕育能够细化组织，在提高产品硬度的情况下又能改善产品的切削性能；具体的孕育过程如下：采用0.3％硅锶孕育剂(粒度4mm)和0.2％硅稀土孕育剂(粒度4mm)混合起来大包转小包随流孕育。此外，考虑到流道档位的尺寸精度要求，以及铸造的多变会影响到铸件尺寸的精度，本发明在产品的精度要求高的档位增加了0.3mm的修模余量，在完善了相关的工艺之后，最终在铸造工艺稳定的前提下，对解剖的铸件做了流道尺寸的分析，再根据实测的数值，分析结果制定了修模方案，将尺寸修到产品要求的公差范围内，保证了产品尺寸精度。

S3、铸件成型工序：采用从侧面浇口进水的浇注工艺，将步骤S2中的金属液浇入到步骤S1中的壳体1内，冷却成型后即得方向控制阀铸件；

S4、铸件处理工序：将步骤S3中的铸件进行打磨和热处理，最终得到方向控制阀。

本发明的方向控制阀的铸造工艺，具有如下有益效果：

1、本发明的造型工序中采用型腔紧实度和稳定性比较好的树脂砂造型，该造型不仅起到冷铁作用，还能够保证铸件的外观质量。

2、本发明的造型工序中的泥芯内设置有芯骨，打磨后的泥芯的两端具有芯骨凸出部分，芯骨凸出部分搭在壳体的两头，保证芯骨不偏移和中间部位不露骨；泥芯内还设置有通气针，该通气针偏离芯骨设置，使芯骨处于泥芯的中心，保证了泥芯的强度、流道壁的光滑和直线度、档位的尺寸精度，形成高精度的流道。

3、本发明的造型工序中，考虑到流道档位的尺寸精度要求，以及铸造的多变会影响到铸件尺寸的精度，本发明在产品的精度要求高的档位增加了0.3mm的修模余量，在完善了相关的工艺之后，最终在铸造工艺稳定的前提下，对解剖的铸件做了流道尺寸的分析，再根据实测的数值，分析结果制定了修模方案，将尺寸修到产品要求的公差范围内，保证了产品尺寸精度。

4、本发明的铸件成型工序中，采用从侧面薄浇口进水，直接避免了冒口处过热现象。

5、本发明的熔炼金属液工序中，采用硅锶孕育剂和硅稀土孕育剂混合孕育，替代传统的硅铁孕育剂，锶能改善铸铁石墨形态，提高断面均匀性，延长孕育衰退时间，消除白口倾向，减少铸件缩松；稀土元素具有较强的脱氧、脱硫和去气能力，加入铁水以后所形成的一部分高弥散度的非金属夹杂物为铸铁的结晶提供了大量的外来核心，故在一定含量范围内，能有效细化奥氏体初晶和共晶团，降低白口倾向、消除铅和铋对灰铸铁石墨形态的有害影响、改善断面组织和提高各项性能，并且具有良好的抗衰退的特性。因此使用这两种孕育剂混合孕育能够细化组织，在提高产品硬度的情况下又能改善产品的切削性能。

以上所揭露的仅为本发明几种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种方向控制阀的铸造工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、造型工序：制作壳体(1)，在所述壳体(1)的侧面设置浇口；制作泥芯(2)，在所述泥芯(2)内设置芯骨(4)和通气针(5)，且所述通气针(5)偏离所述芯骨(4)设置；所述泥芯(2)制作完成后进行打磨，打磨后的所述泥芯(2)的两端具有芯骨凸出部分(41)；将所述泥芯(2)水平放置在所述壳体(1)内，并将所述芯骨凸出部分(41)与所述壳体(1)的内部搭接；

S2、熔炼金属液工序：首先将生料放入熔炼炉中进行熔炼，接着向其中加入球化剂进行球化处理，最后再加入孕育剂进行孕育处理；该孕育剂由硅锶孕育剂和硅稀土孕育剂混合组成，其中，所述硅锶孕育剂的重量比为0.2％-0.4％，粒度2mm-6mm，所述硅稀土孕育剂的重量比为0.1％-0.3％，粒度为2mm-6mm；

S3、铸件成型工序：采用从侧面浇口进水的浇注工艺，将步骤S2中的金属液浇入到步骤S1中的壳体(1)内，冷却成型后即得方向控制阀铸件；

S4、铸件处理工序：将步骤S3中的铸件进行打磨和热处理，最终得到方向控制阀。

2.根据权利要求1所述的方向控制阀的铸造工艺，其特征在于，所述步骤S2中，所述硅锶孕育剂的重量比为0.3％，硅稀土孕育剂的重量比为0.2％。

3.根据权利要求1所述的方向控制阀的铸造工艺，其特征在于，所述步骤S1中的浇口的高度为8mm，长度为30mm。

4.根据权利要求1所述的方向控制阀的铸造工艺，其特征在于，所述步骤S1中，所述壳体(1)包括上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体合模后与所述泥芯(2)形成方向控制阀的型腔，所述浇口与所述型腔相通；所述泥芯(2)具有用于形成方向控制阀流道的六根相互平行的泥芯管(3)，所述芯骨(4)和通气针(5)均设置在所述泥芯管(3)中。

5.根据权利要求4所述的方向控制阀的铸造工艺，其特征在于，所述壳体(1)的顶部设置有保温冒口。

6.根据权利要求4或5所述的方向控制阀的铸造工艺，其特征在于，所述芯骨(4)设置在所述泥芯管(3)的内部中心，所述芯骨(4)的长度大于所述泥芯管(3)的长度。

7.根据权利要求6所述的方向控制阀的铸造工艺，其特征在于，所述芯骨(4)由钢管制成。

8.根据权利要求7所述的方向控制阀的铸造工艺，其特征在于，所述泥芯(2)由树脂砂造型。