CN109396340B - 一种用于制作大型灰铸铁底板的铸造工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铸造工艺技术领域，具体是一种用于制作大型灰铸铁底板的铸造工艺方法，包括以下步骤：1）确定铸件收缩率及加工量；2）制作底平面砂型、划线、制作盖箱；3）外模制作；4）上、下砂芯圆角模型制作、吊耳砂型制作、铸字模型制作、芯撑制作；5）上砂芯制作；6）下砂芯制作；7）放入上砂芯、合盖箱、压箱；8）浇注成型；本发明缩短了生产周期，提升了铸件质量，减少了模具投入费用，更节能环保。

Description

一种用于制作大型灰铸铁底板的铸造工艺方法

技术领域

本发明涉及铸造工艺技术领域，具体是一种用于制作大型灰铸铁底板的铸造工艺方法。

背景技术

特种铸钢厂在模具成型时采用的大型灰铸铁底板长宽一般在4.5m以上，高度约300mm，其内部腔体较多结构复杂，铸造难度较大。传统的泡沫实型工艺生产或木模造型生产存在制作周期长，成本高，模具存放场地大，同时翻箱造型生产易出现铸件变形、砂型开裂造成的批缝、鼓包等铸造缺陷及铸件废品的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种用于制作大型灰铸铁底板的铸造工艺方法。

本发明的具体方案是：一种用于制作大型灰铸铁底板的铸造工艺方法，包括以下步骤：

1）确定铸件收缩率及加工量：根据成品模具尺寸计算铸件的收缩率，确定铸件下端面和上端面的加工余量；

2）制作底平面砂型、划线、制作盖箱：采用树脂砂刮平法制作底平面砂型，按照图纸规划好砂芯位置尺寸并在底平面砂型上划线，保证上砂芯、下砂芯及冒口的位置整体准确度，盖箱在底平面砂型上造型以确保盖箱与底平面砂型平行，造型盖箱时按照划线摆放好冒口并设置直浇道与横浇道；

3）外模制作：外模采用木质复合板材拼接成四方形，拼接时按照底平面砂型上的划线进行摆放，保证拼接时的垂直，四周用树脂砂进行围砂造型并用刮板刮平形成外箱砂型，在外箱砂型两侧各均匀摆放若干内浇道片；

4）上砂芯圆角模型制作、吊耳砂型制作、铸字模型制作、芯撑制作：圆角模型及铸字模型均采用泡沫板材经过整体数控切割而成，圆角模型造型时埋入；吊耳砂型采用木制芯盒造型并涂刷石墨涂料，外包裹一层铁皮，吊耳造型时中心部位嵌入圆钢保证强度；铸字模型在造型时提前粘到外模四周复合板上；芯撑包括两块钢板，两块钢板之间焊接有三根螺纹钢；

5）上砂芯制作：采用木质复合板材拼接成与图纸尺寸相同的三角形，造型时将圆角模型粘贴在三角形的三个角处，内部制作随型加强筋造型时埋入，加强筋制作时为保证起吊方便焊接至少三个吊环，加强筋整体高度不超过上砂芯的厚度，造型时吊环留出，造型完后涂刷石墨涂料；

6）下砂芯制作：下砂芯造型前按照底平面砂型上的划线位置采用铁钉钉入底平面砂型内，用复合板拼接后与底平面砂型进行连接造型，用此方法将下砂芯分次全部造型完后将芯盒取出；

7）放入上砂芯、合盖箱、压箱：按照底平面砂型的划线位置，每个上砂芯放入前先放入若干芯撑均匀摆放，保证砂芯放入后的受力均匀，所有上砂芯放入后检查上砂芯的位置是否与图纸尺寸相符；合盖箱前对型腔内的所有位置进行清理及检查；

8）浇注成型。

本发明步骤2）中为确保底平面砂型的水平度，采用水平尺测量两边基准滑道及中间刮板的水平。

本发明步骤7）中压箱采用定量压箱铁的方法，压铁重量为铸件重量的3倍。

本发明步骤8）中浇注时采用低碳、低硅、低锰、基体组织为珠光体的成分进行浇注，浇注温度控制在1320~1340℃，浇注过程保证不断流并快速充型。

本发明相比现有技术具有以下优点：1、铸件质量更稳定，采用本发明工艺方法制作的大型底板无变形，很好的解决了采用传统工艺（泡沫实型生产或木模翻箱造型方法）存在的造型翻箱过程砂型易变形及破损，严重时会出现砂型垮塌报废，同时后期砂型修补量大，如处理不好，浇注出来的底板变形不平造成客户无法使用的问题；2、缩短了生产周期、提高了效率， 利用本发明工艺方法制作第一件大型底板生产周期仅需9天，制作第二件仅需7天。其中制作模型、芯盒、加强筋及芯撑需2人2天完成；造型、制芯、涂刷、合箱、浇注需2天，砂型内保温3天，清理打磨需2天；而采用传统的木模翻箱造型工艺方法仅模型、芯盒制作2人需10天完成；采用传统的泡沫实型方法仅模型制作、涂刷及烘烤2人需7天完成；3、降低了模具制作费用，利用复合板材制作模型和芯盒单套模具费用约113元/吨；采用传统的木模翻箱造型工艺单套模具费用约860元/吨；采用传统的泡沫实型工艺单套模具费用约267元/吨，且泡沫模型不能重复使用；4、节约木材和泡沫，减少了泡沫燃烧后气化产生的烟雾量。

附图说明

图1是本发明灰铸铁底板的立体视图；

图2是本发明外模的立体视图；

图3是本发明上砂芯芯盒的立体视图；

图4是本发明下砂芯芯盒的立体视图；

图5是本发明芯撑的立体视图；

图6是本发明外模造型示意图；

图7是本发明下砂芯造型示意图；

图8是本发明放入上砂芯的示意图；

图9是本发明合盖箱状态的示意图；

图中：1-大底板实体，2-钢水流槽，3-型腔，4-吊耳孔，5-铸字模型，6-外模，7-上芯盒，8-下芯盒，9-圆角模型，10-钢板，11-螺纹钢，12-内浇道，13-外箱砂型，14-下砂芯，15-上砂芯，16-盖箱，161-冒口，162-直浇道，163-横浇道。

具体实施方式

本实施例一种用于制作大型灰铸铁底板的铸造工艺方法，包括以下步骤：

1）确定铸件收缩率及加工量：根据成品模具尺寸计算铸件的收缩率（本实施例具体是0.8%），确定铸件下端面和上端面的加工余量（本实施例具体是下端面5mm、上端面15mm）；

2）制作底平面砂型、划线、制作盖箱16：采用树脂砂刮平法制作底平面砂型，为确保底平面砂型的水平，须采用1.5m长的水平尺测量两侧基准滑道及中间刮板的水平，按照图纸规划好砂芯位置尺寸并在底平面砂型上划线，保证上砂芯15、下砂芯14及冒口161的位置整体准确度，盖箱16采用两个5m×3m的砂箱拼接在底平面砂型上造型以确保盖箱16与底平面砂型平行，造型盖箱16时按照划线摆放好冒口161并设置直浇道162与横浇道163，冒口161位置设置在各个热节点及两侧压边处，设置浇道的两侧不摆放冒口161，冒口161尺寸为φ240，盖箱16制作好后先放置一边；

3）外模制作：外模采用厚度为20mm的木质复合板材拼接成四方形外模6，拼接时按照底平面砂型上的划线进行摆放，保证拼接时的垂直，四周用树脂砂进行围砂造型做成外箱砂型13并用刮板刮平，砂型宽度650mm,在外箱砂型13两侧各均匀摆放10个内浇道12，每相邻两个内浇道12的中心距离500mm，内浇道12尺寸为80mm×20mm；

4）上砂芯圆角模型9制作、吊耳砂型制作、铸字模型5制作、芯撑制作：圆角模型9及铸字模型5均采用20-24g/L的聚苯乙烯泡沫板材经过整体数控切割而成，圆角模型9造型时埋入；吊耳砂型采用木制芯盒造型并涂刷石墨涂料，外包裹一层厚度1mm的铁皮，吊耳造型时中心部位嵌入φ20的圆钢保证强度；铸字模型5在造型时提前粘到外模6四周复合板上；芯撑包括两块100mm×100mm×3mm的钢板10，两块钢板10之间焊接有三根φ16mm×90mm的螺纹钢11，为保证芯撑的尺寸及平行度，可先制作一平行工装，计算好工装内部尺寸；

5）上砂芯15制作：采用厚度为20mm的木质复合板材拼接成与图纸尺寸相同的三角形上芯盒7，内部制作随型加强筋造型时埋入，加强筋制作时为保证起吊方便焊接三个吊环（三个角各一个），加强筋整体高度不超过上砂芯的厚度，造型时吊环留出，造型时将圆角模型9粘贴在三角形的三个角处，造型完后涂刷四遍石墨涂料，共制作16个上砂芯15，完成后放置一边；

6）下砂芯14制作：下砂芯14造型前按照底平面砂型上的划线位置采用200mm铁钉钉入底平面砂型内80-100mm深，用厚度为20mm的木质复合板拼接后制成下芯盒8与底平面砂型进行连接造型，用此方法将下砂芯分次全部造型完后将下芯盒8取出；

7）放入上砂芯15、合盖箱16、压箱：按照底平面砂型的划线位置，将每个上砂芯15放入前先放入四个芯撑均匀摆放，保证上砂芯15放入后的受力均匀，所有16个上砂芯15放入后检查上砂芯15的位置是否与图纸尺寸相符；尺寸合格后采用φ16mm螺纹钢将所有放入的上砂芯15进行电焊连接，焊接位置为吊环处，焊接时要保证焊接高度不能超过上砂芯15高度，焊接完毕用树脂砂将所有的吊环位置封砂；封砂后对所有放入的上砂芯15高度进行检查，确保盖箱16不会压破上砂芯15；合盖箱16前对型腔内的所有位置进行清理及检查，盖箱16采用预压式，即放上封箱泥条后，用报纸将泥条盖住，用盖箱16先合箱压一次再提起来，检查泥条的伸展来判断合箱的好坏，用此方法将盖箱16的两个拼接砂箱合箱；压箱铁重量采用3倍于铸件重量，均匀放置于盖箱16表面；

8）浇注成型：采用低碳、低硅、低锰，基体组织为珠光体的铁水，浇注温度控制在1320-1340℃，浇注过程保证不断流并快速充型。

Claims (4)

1.一种用于制作大型灰铸铁底板的铸造工艺方法，其特征是：包括以下步骤：

1)确定铸件收缩率及加工量：根据成品模具尺寸计算铸件的收缩率，确定铸件下端面和上端面的加工余量；

2)制作底平面砂型、划线、制作盖箱：采用树脂砂刮平法制作底平面砂型，按照图纸规划好砂芯位置尺寸并在底平面砂型上划线，保证上砂芯、下砂芯及冒口的位置整体准确度，盖箱在底平面砂型上造型以确保盖箱与底平面砂型平行，造型盖箱时按照划线摆放好冒口并设置直浇道与横浇道；

3)外模制作：外模采用木质复合板材拼接成四方形，拼接时按照底平面砂型上的划线进行摆放，保证拼接时的垂直，四周用树脂砂进行围砂造型并用刮板刮平形成外箱砂型，在外箱砂型两侧各均匀摆放若干内浇道片；

4)上砂芯圆角模型制作、吊耳砂型制作、铸字模型制作、芯撑制作：圆角模型及铸字模型均采用泡沫板材经过整体数控切割而成，圆角模型造型时埋入；吊耳砂型采用木制芯盒造型并涂刷石墨涂料，外包裹一层铁皮，吊耳造型时中心部位嵌入圆钢保证强度；铸字模型在造型时提前粘到外模四周复合板上；芯撑包括两块钢板，两块钢板之间焊接有三根螺纹钢；

5)上砂芯制作：采用木质复合板材拼接成与图纸尺寸相同的三角形，造型时将圆角模型粘贴在三角形的三个角处，内部制作随型加强筋造型时埋入，加强筋制作时为保证起吊方便焊接至少三个吊环，加强筋整体高度不超过上砂芯的厚度，造型时吊环留出，造型完后涂刷石墨涂料；

6)下砂芯制作：下砂芯造型前按照底平面砂型上的划线位置采用铁钉钉入底平面砂型内，用复合板拼接后与底平面砂型进行连接造型，用此方法将下砂芯分次全部造型完后将芯盒取出；

7)放入上砂芯、合盖箱、压箱：按照底平面砂型的划线位置，每个上砂芯放入前先放入若干芯撑均匀摆放，保证砂芯放入后的受力均匀，所有上砂芯放入后检查上砂芯的位置是否与图纸尺寸相符；合盖箱前对型腔内的所有位置进行清理及检查；

8)浇注成型。

2.根据权利要求1所述的一种用于制作大型灰铸铁底板的铸造工艺方法，其特征是：步骤2）中为确保底平面砂型的水平度，采用水平尺测量两侧基准滑道及中间刮板的水平。

3.根据权利要求1所述的一种用于制作大型灰铸铁底板的铸造工艺方法，其特征是：步骤7）中压箱采用定量压箱铁的方法，压铁重量为铸件重量的3倍。

4.根据权利要求1所述的一种用于制作大型灰铸铁底板的铸造工艺方法，其特征是：步骤8）中浇注时采用低碳、低硅、低锰、基体组织为珠光体的成分进行浇注，浇注温度控制在1320~1340℃，浇注过程保证不断流并快速充型。

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