CN110625063B - 一种生产工程机械配重块的v法铸造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种生产工程机械配重块的V法铸造工艺,具体涉及配重块铸造技术领域。本发明采用V法铸造工艺制备工程机械配重块，对工艺中的薄膜覆盖方法进行精简，并在涂料中加入了聚苯乙烯、氟化钙、熟石膏粉、青蒿蜡、海藻糖和氧化锌晶须，使涂料的耐磨性和附着力增强，同时对填充的干砂进行预处理，加入了炭气凝胶、大豆蛋白和环烯烃共聚物，使干砂透气性增强、紧实度增加，最终得到表面光洁，无多肉、气孔、粘砂和缺角缺陷的配重块，使配重块重量偏差保持在±6kg范围内，尺寸偏差保持在±4mm范围内，产品成品率高达80％以上。本发明操作简单、参数可控、易于实现，适于规模化生产。

Description

一种生产工程机械配重块的V法铸造工艺
【技术领域】
本发明涉及配重块铸造技术领域，具体涉及一种生产工程机械配重块的V法铸造工艺。
【背景技术】
配重块是用于增加自身重量来保持平衡的铸件，在工程机械中被广泛运用，如挖掘机、叉车、转载机、起重机等。配重块对于力学方面的性能要求不高，但在重量偏差上却有严格的要求，太轻的话不能发挥作用，太重则机械不能正常运转；配重块尺寸上不准确，会影响其在机械上安装的牢固性，且尺寸上出现的偏差，最终也会体现在重量偏差上，故需对重量精度和尺寸精度进行重点把控。
目前，对于结构较为简单的配重块一般采用V法铸造工艺。V法铸造是使用薄膜覆盖在模型上进行加砂造型，待干砂紧实后取出模型，得到中空型腔，在负压条件下将金属液浇注到型腔中得到铸件的工艺。这种工艺设备简单、落砂简便、废砂产生量少、铸件加工余量小，大大降低了企业的生产成本。虽然优势显而易见，但也存在铸造过程中容易出现排气不畅、型腔变形、浇注金属液凝固不畅的问题，使配重块出现多肉、气孔、粘砂、缺角缺陷，导致配重块的重量和尺寸出现偏差。曹富荣在2000年第2期的《叉车技术》期刊中发表了名为V法造型在叉车平衡重铸件上的应用的文章，介绍了配重块铸造的全过程，但也仅仅是对一般工艺的简单描述，对于上述提到的问题没有进行深入研究，导致配重块的质量不稳定、精度不高，重量和尺寸的批内和批间差异显著。中国专利公开号为CN108543910A、名为一种尺寸精度高的平衡重的生产工艺，提供了一种配重块的铸造工艺，目的是对配重块铸造的尺寸精度进行改善，但其工艺与第一篇文献中公开的内容差异不大，可见改善成效并不突出，配重块出现重量和尺寸的批内和批间差异的概率较大。
因此，有必要开发一种生产工程机械配重块的V法铸造工艺。
【发明内容】
本发明的发明目的在于：针对配重块铸造过程中出现排气不畅、型腔变形、浇注的金属液凝固不畅的问题，提供一种生产工程机械配重块的V法铸造工艺。本发明铸造的工程机械配重块表面光洁，无多肉、气孔、粘砂和缺角缺陷的配重块，使配重块重量偏差保持在±6kg范围内，尺寸偏差保持在±4mm范围内，产品成品率高达80％以上。本发明操作简单、参数可控、易于实现，适于规模化生产。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种生产工程机械配重块的V法铸造工艺，包括以下步骤：
a.根据配重块的外观尺寸制作上下两件模型，将加热后的薄膜覆盖在上模型表面，然后按压上模型死角部位，使所述死角部位的薄膜贴紧上模型；同法对下模型进行薄膜覆盖；
b.上模型和下模型均覆盖薄膜后，在覆盖的薄膜表面喷涂涂料，使形成厚度为0.7-1.2mm的涂层；所述涂料包括以下重量份比的原料：石英砂粉51-69份、鳞片石墨粉4-16份、膨润土5-17份、锆英粉4-14份、聚苯乙烯2-10份和铝矾土2-10份；
c.在喷好涂料的上模型上放置砂箱，然后填充干砂、振实，接着抽真空造型；采用下砂箱同法对下模型进行造型；
d.完成造型后起模，将上砂箱和下砂箱合箱，抽真空使形成0.022-0.028MPa的负压，然后浇注金属液，浇注时金属液的温度为1300-1370℃；
e.完成浇注后保压11-25分钟，然后解除真空，再开箱、落砂、取件，得到配重块。
优化的，所述涂料还包括以下重量份比的原料：氟化钙5-15份、熟石膏粉11-23份、青蒿蜡3-8份、海藻糖2-8份和氧化锌晶须7-21份。
进一步优化的，所述涂料的制备方法为：按重量份比，取聚苯乙烯，按料液比1:4-6加入水，加热使聚苯乙烯熔化，然后加入石英砂粉、鳞片石墨粉、膨润土、锆英粉和铝矾土，保温搅拌12-24分钟，接着加入氟化钙，保温搅拌均匀后，降温至室温，加水调节波美度至50-70，随后加入熟石膏粉、青蒿蜡、海藻糖，在40-60MPa下进行均质，再加入氧化锌晶须，搅拌均匀，接着加水调节波美度至50-70，得涂料。
更进一步优化的，所述涂层喷涂上涂料后立即喷洒干冰粉末。
再更进一步优化的，步骤c中所述干砂填充前经过预处理，所述预处理方法为：按重量份比，取干砂30-42份、炭气凝胶11-23份，混合均匀，按料液比1:4-7加入乙醇浸泡20-34分钟，然后加入大豆蛋白4-9份和环烯烃共聚物5-14份，在125-145℃下搅拌40-60分钟，接着过滤，得到的沉淀在340-450℃下加热95-165分钟。
再更进一步优化的，所述金属液包括以下重量份比的原料：废钢65-75份、回炉料25-35份、增碳剂1-4份、锰0.5-1.5份和硅铁1-2份。
再更进一步优化的，所述金属液的制备方法为：取1/4-1/2重量的废钢加入中频炉中，然后加入1/3-3/4重量的增碳剂，接着加入剩余的废钢，启动中频炉进行炼制，待其中的物料熔化一半后，加入锰、硅铁和剩余的增碳剂，继续炼制5-15分钟，扒渣处理后，得金属液。
再更进一步优化的，步骤c中所述抽真空形成的负压为0.01-0.02MPa。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.本发明采用V法铸造工艺制备工程机械配重块，对工艺中的薄膜覆盖方法进行精简，并对喷涂薄膜的涂料的耐磨性和附着力进行了增强改进，同时对填充的干砂进行预处理，使干砂透气性增强、紧实度增加，最终得到表面光洁，无多肉、气孔、粘砂和缺角缺陷的配重块，使配重块重量偏差保持在±6kg范围内，尺寸偏差保持在±4mm范围内，产品成品率高达80％以上。本发明操作简单、参数可控、易于实现，适于规模化生产。
2.本发明对薄膜覆盖步骤进行简化，去掉了覆膜后的抽真空步骤，而是通过按压死角和喷洒干冰粉末相结合的简易方式使薄膜贴紧在模型表面，既缩短了铸造时间、提高了生产效率，又使得形成的中空型腔不易变形，提高了配重块的重量精度和尺寸精度。
本发明在模型不易贴合的死角部位进行按压，使薄膜有足够的拉伸，能更好得贴合在模型上，避免配重块出现多肉、缺角缺陷而影响精度。本发明在喷涂涂料后采用干冰粉末进行骤冷，既可以抵消薄膜形变产生的应力，使薄膜更好地贴合在模型上，还可以使薄膜产生硬化效果，有效防止形成的型腔发生形变，确保配重块的高精度。
3.本发明中的涂料除了具有良好的透气性外，还具有耐磨特性，并能有效防止配重块出现粘砂、气孔缺陷。本发明在涂料中加入聚苯乙烯，与所用的薄膜成分相近，均为聚烯烃结构，理化性质相似，能增强涂料对薄膜的附着能力，避免涂料硬化凝固后出现起皮和开裂，造成配重块的粘砂缺陷。本发明还在涂料中加入了氟化钙、熟石膏粉、青蒿蜡、海藻糖和氧化锌晶须，能够使涂料均匀分布在薄膜上、不起皱，并能防止形成的涂层出现起皮和开裂，有效避免了配重块出现粘砂、气孔缺陷。
当铁水接边缘接触到型腔边缘时，在热传导作用下会出现温度骤降，极易发生局部凝固而出现气孔，当涂料中加入氟化钙后，其能在浇注时进入铁水中，能与铁水中的多种金属氧化物形成低共熔物，使铁水的熔点降低，避免了局部凝固现象的发生。涂料中加入熟石膏粉，在涂料凝固时熟石膏也相应出现硬化，但其硬化后会略有膨胀，有效避免了涂料硬化时的收缩开裂，起到防起皮和防裂的作用。涂料中加入青蒿蜡，其中的高级脂肪酸与聚苯乙烯的性质相近，能够共同增强涂料的附着力。涂料中加入海藻糖，使涂料在凝固硬化过程中保持一定的水润，有效避免了水分散失过多造成的涂层褶皱，使配重块不至于出现粘砂缺陷。本发明中加入氧化锌晶须，由于其特殊的立体四针状结构，增强了涂料的耐磨性能，防止干砂填充过程中冲击涂料表面形成的相互摩擦造成涂料脱落。
本发明将涂料的浓度调节至合理的波美度范围，使涂料具有良好的流动性，易于在薄膜上分散开形成厚薄均匀的涂层。
4.本发明采用的V法铸造在浇注时，型腔内的薄膜会被烧蚀破坏，使得砂箱的密封性下降，大量空气随之拥入型腔，对型腔造成冲击，若此时干砂不够紧实，则容易被冲垮，出现坍塌，导致配重块出现粘砂缺陷；但是干砂若过于紧实，则势必影响排气效果，造成气体排出不畅，使配重块出现气孔缺陷。因此研究人员通过大量的创造性研究，研制出了干砂的预处理方法，使干砂兼具吸附功能、高透气性和强的粘结性。加入的炭气凝胶为多孔三维网络结构，能耐2000℃高温，是气体优良的气体吸附剂和气体排出通道。加入大豆蛋白和环烯烃共聚物，并以乙醇作为溶剂，在高温下进行搅拌处理，能使大豆蛋白降解成链式结构，其中的氨基、羟基能与环烯烃共聚物、干砂形成氢键结合，使预处理后的干砂整体具有粘性，容易粘连形成稳固的砂型。加入的乙醇不仅作为溶剂使用，还对干砂和炭气凝胶有净化作用，能将其中的杂质溶解出来一并除去，从而增强干砂的排气效果。
【具体实施方式】
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种生产工程机械配重块的V法铸造工艺，包括以下步骤：
a.根据配重块的外观尺寸制作上下两件模型，将加热后的薄膜覆盖在上模型表面，然后按压上模型死角部位，使所述死角部位的薄膜贴紧上模型；同法对下模型进行薄膜覆盖；
b.上模型和下模型均覆盖薄膜后，在覆盖的薄膜表面喷涂涂料，使形成厚度为1.2mm的涂层；所述涂料包括以下重量份比的原料：石英砂粉69份、鳞片石墨粉16份、膨润土17份、锆英粉14份、聚苯乙烯10份和铝矾土10份；
c.在喷好涂料的上模型上放置砂箱，然后填充干砂、振实，接着抽真空造型；采用下砂箱同法对下模型进行造型；
d.完成造型后起模，将上砂箱和下砂箱合箱，抽真空使形成0.028MPa的负压，然后浇注金属液，浇注时金属液的温度为1370℃；
e.完成浇注后保压25分钟，然后解除真空，再开箱、落砂、取件，得到配重块。
实施例2
一种生产工程机械配重块的V法铸造工艺，包括以下步骤：
a.根据配重块的外观尺寸制作上下两件模型，将加热后的薄膜覆盖在上模型表面，然后按压上模型死角部位，使所述死角部位的薄膜贴紧上模型；同法对下模型进行薄膜覆盖；
b.上模型和下模型均覆盖薄膜后，在覆盖的薄膜表面喷涂涂料，使形成厚度为0.7mm的涂层，然后立即喷洒干冰粉末；所述涂料包括以下重量份比的原料：石英砂粉51份、鳞片石墨粉4份、膨润土5份、锆英粉4份、聚苯乙烯2份、铝矾土2份、氟化钙5份、熟石膏粉11份、青蒿蜡3份、海藻糖2份和氧化锌晶须7份；
其中，涂料的制备方法为：按重量份比，取聚苯乙烯，按料液比1:4加入水，加热使聚苯乙烯熔化，然后加入石英砂粉、鳞片石墨粉、膨润土、锆英粉和铝矾土，保温搅拌12分钟，接着加入氟化钙，保温搅拌均匀后，降温至室温，加水调节波美度至50，随后加入熟石膏粉、青蒿蜡、海藻糖，在40MPa下进行均质，再加入氧化锌晶须，搅拌均匀，接着加水调节波美度至50，得涂料。
c.在喷好涂料的上模型上放置砂箱，然后填充干砂、振实，接着抽真空造型；采用下砂箱同法对下模型进行造型；
其中，干砂填充前经过预处理，所述预处理方法为：按重量份比，取干砂30份、炭气凝胶11份，混合均匀，按料液比1:4加入乙醇浸泡20分钟，然后加入大豆蛋白4份和环烯烃共聚物5份，在125℃下搅拌40分钟，接着过滤，得到的沉淀在340℃下加热95分钟。
d.完成造型后起模，将上砂箱和下砂箱合箱，抽真空使形成0.022MPa的负压，然后浇注金属液，浇注时金属液的温度为1300℃；
其中，金属液包括以下重量份比的原料：废钢65份、回炉料25份、增碳剂1份、锰0.5份和硅铁1份。
金属液的制备方法为：取1/4重量的废钢加入中频炉中，然后加入1/3重量的增碳剂，接着加入剩余的废钢，启动中频炉进行炼制，待其中的物料熔化一半后，加入锰、硅铁和剩余的增碳剂，继续炼制5分钟，扒渣处理后，得金属液。
e.完成浇注后保压11分钟，然后解除真空，再开箱、落砂、取件，得到配重块。
实施例3
一种生产工程机械配重块的V法铸造工艺，包括以下步骤：
a.根据配重块的外观尺寸制作上下两件模型，将加热后的薄膜覆盖在上模型表面，然后按压上模型死角部位，使所述死角部位的薄膜贴紧上模型；同法对下模型进行薄膜覆盖；
b.上模型和下模型均覆盖薄膜后，在覆盖的薄膜表面喷涂涂料，使形成厚度为0.9mm的涂层，然后立即喷洒干冰粉末；所述涂料包括以下重量份比的原料：石英砂粉53份、鳞片石墨粉5.5份、膨润土6.5份、锆英粉5份、聚苯乙烯3份、铝矾土3份、氟化钙15份、熟石膏粉23份、青蒿蜡8份、海藻糖8份和氧化锌晶须21份；
其中，涂料的制备方法为：按重量份比，取聚苯乙烯，按料液比1:6加入水，加热使聚苯乙烯熔化，然后加入石英砂粉、鳞片石墨粉、膨润土、锆英粉和铝矾土，保温搅拌24分钟，接着加入氟化钙，保温搅拌均匀后，降温至室温，加水调节波美度至70，随后加入熟石膏粉、青蒿蜡、海藻糖，在60MPa下进行均质，再加入氧化锌晶须，搅拌均匀，接着加水调节波美度至70，得涂料。
c.在喷好涂料的上模型上放置砂箱，然后填充干砂、振实，接着抽真空造型；采用下砂箱同法对下模型进行造型；
其中，干砂填充前经过预处理，所述预处理方法为：按重量份比，取干砂42份、炭气凝胶23份，混合均匀，按料液比1:7加入乙醇浸泡34分钟，然后加入大豆蛋白9份和环烯烃共聚物14份，在145℃下搅拌60分钟，接着过滤，得到的沉淀在450℃下加热165分钟。
抽真空形成的负压为0.01MPa。
d.完成造型后起模，将上砂箱和下砂箱合箱，抽真空使形成0.024MPa的负压，然后浇注金属液，浇注时金属液的温度为1310℃；
其中，金属液包括以下重量份比的原料：废钢75份、回炉料35份、增碳剂4份、锰1.5份和硅铁2份。
金属液的制备方法为：取1/2重量的废钢加入中频炉中，然后加入3/4重量的增碳剂，接着加入剩余的废钢，启动中频炉进行炼制，待其中的物料熔化一半后，加入锰、硅铁和剩余的增碳剂，继续炼制15分钟，扒渣处理后，得金属液。
e.完成浇注后保压12分钟，然后解除真空，再开箱、落砂、取件，得到配重块。
实施例4
一种生产工程机械配重块的V法铸造工艺，包括以下步骤：
a.根据配重块的外观尺寸制作上下两件模型，将加热后的薄膜覆盖在上模型表面，然后按压上模型死角部位，使所述死角部位的薄膜贴紧上模型；同法对下模型进行薄膜覆盖；
b.上模型和下模型均覆盖薄膜后，在覆盖的薄膜表面喷涂涂料，使形成厚度为0.8mm的涂层，然后立即喷洒干冰粉末；所述涂料包括以下重量份比的原料：石英砂粉55.5份、鳞片石墨粉7份、膨润土8份、锆英粉6.5份、聚苯乙烯4份、铝矾土4份、氟化钙7.5份、熟石膏粉14份、青蒿蜡4份、海藻糖3.5份和氧化锌晶须10.5份；
其中，涂料的制备方法为：按重量份比，取聚苯乙烯，按料液比1:4.5加入水，加热使聚苯乙烯熔化，然后加入石英砂粉、鳞片石墨粉、膨润土、锆英粉和铝矾土，保温搅拌15分钟，接着加入氟化钙，保温搅拌均匀后，降温至室温，加水调节波美度至55，随后加入熟石膏粉、青蒿蜡、海藻糖，在45MPa下进行均质，再加入氧化锌晶须，搅拌均匀，接着加水调节波美度至55，得涂料。
c.在喷好涂料的上模型上放置砂箱，然后填充干砂、振实，接着抽真空造型；采用下砂箱同法对下模型进行造型；
其中，干砂填充前经过预处理，所述预处理方法为：按重量份比，取干砂33份、炭气凝胶14份，混合均匀，按料液比1:4.5加入乙醇浸泡27分钟，然后加入大豆蛋白5份和环烯烃共聚物7份，在130℃下搅拌45分钟，接着过滤，得到的沉淀在365℃下加热112分钟。
抽真空形成的负压为0.013MPa。
d.完成造型后起模，将上砂箱和下砂箱合箱，抽真空使形成0.023MPa的负压，然后浇注金属液，浇注时金属液的温度为1315℃；
其中，金属液包括以下重量份比的原料：废钢67份、回炉料28份、增碳剂2份、锰0.8份和硅铁1.2份。
金属液的制备方法为：取1/3重量的废钢加入中频炉中，然后加入5/12重量的增碳剂，接着加入剩余的废钢，启动中频炉进行炼制，待其中的物料熔化一半后，加入锰、硅铁和剩余的增碳剂，继续炼制7分钟，扒渣处理后，得金属液。
e.完成浇注后保压14分钟，然后解除真空，再开箱、落砂、取件，得到配重块。
实施例5
一种生产工程机械配重块的V法铸造工艺，包括以下步骤：
a.根据配重块的外观尺寸制作上下两件模型，将加热后的薄膜覆盖在上模型表面，然后按压上模型死角部位，使所述死角部位的薄膜贴紧上模型；同法对下模型进行薄膜覆盖；
b.上模型和下模型均覆盖薄膜后，在覆盖的薄膜表面喷涂涂料，使形成厚度为1.1mm的涂层，然后立即喷洒干冰粉末；所述涂料包括以下重量份比的原料：石英砂粉65份、鳞片石墨粉13份、膨润土14份、锆英粉10份、聚苯乙烯8份、铝矾土8份、氟化钙13份、熟石膏粉20份、青蒿蜡7份、海藻糖6.5份和氧化锌晶须17.5份；
其中，涂料的制备方法为：按重量份比，取聚苯乙烯，按料液比1:5.5加入水，加热使聚苯乙烯熔化，然后加入石英砂粉、鳞片石墨粉、膨润土、锆英粉和铝矾土，保温搅拌21分钟，接着加入氟化钙，保温搅拌均匀后，降温至室温，加水调节波美度至65，随后加入熟石膏粉、青蒿蜡、海藻糖，在55MPa下进行均质，再加入氧化锌晶须，搅拌均匀，接着加水调节波美度至65，得涂料。
c.在喷好涂料的上模型上放置砂箱，然后填充干砂、振实，接着抽真空造型；采用下砂箱同法对下模型进行造型；
其中，干砂填充前经过预处理，所述预处理方法为：按重量份比，取干砂39份、炭气凝胶20份，混合均匀，按料液比1:6加入乙醇浸泡31分钟，然后加入大豆蛋白7.5份和环烯烃共聚物11.5份，在140℃下搅拌55分钟，接着过滤，得到的沉淀在420℃下加热147分钟。
抽真空形成的负压为0.018MPa。
d.完成造型后起模，将上砂箱和下砂箱合箱，抽真空使形成0.027MPa的负压，然后浇注金属液，浇注时金属液的温度为1350℃；
其中，金属液包括以下重量份比的原料：废钢73份、回炉料33份、增碳剂3份、锰1.3份和硅铁1.8份。
金属液的制备方法为：取3/8重量的废钢加入中频炉中，然后加入2/3重量的增碳剂，接着加入剩余的废钢，启动中频炉进行炼制，待其中的物料熔化一半后，加入锰、硅铁和剩余的增碳剂，继续炼制12分钟，扒渣处理后，得金属液。
e.完成浇注后保压21分钟，然后解除真空，再开箱、落砂、取件，得到配重块。
实施例6
一种生产工程机械配重块的V法铸造工艺，包括以下步骤：
a.根据配重块的外观尺寸制作上下两件模型，将加热后的薄膜覆盖在上模型表面，然后按压上模型死角部位，使所述死角部位的薄膜贴紧上模型；同法对下模型进行薄膜覆盖；
b.上模型和下模型均覆盖薄膜后，在覆盖的薄膜表面喷涂涂料，使形成厚度为1mm的涂层，然后立即喷洒干冰粉末；所述涂料包括以下重量份比的原料：石英砂粉60份、鳞片石墨粉10份、膨润土11份、锆英粉9份、聚苯乙烯6份、铝矾土6份、氟化钙10份、熟石膏粉17份、青蒿蜡5.5份、海藻糖5份和氧化锌晶须14份；
其中，涂料的制备方法为：按重量份比，取聚苯乙烯，按料液比1:5加入水，加热使聚苯乙烯熔化，然后加入石英砂粉、鳞片石墨粉、膨润土、锆英粉和铝矾土，保温搅拌18分钟，接着加入氟化钙，保温搅拌均匀后，降温至室温，加水调节波美度至60，随后加入熟石膏粉、青蒿蜡、海藻糖，在50MPa下进行均质，再加入氧化锌晶须，搅拌均匀，接着加水调节波美度至60，得涂料。
c.在喷好涂料的上模型上放置砂箱，然后填充干砂、振实，接着抽真空造型；采用下砂箱同法对下模型进行造型；
其中，干砂填充前经过预处理，所述预处理方法为：按重量份比，取干砂36份、炭气凝胶17份，混合均匀，按料液比1:5.5加入乙醇浸泡27分钟，然后加入大豆蛋白6.5份和环烯烃共聚物9.5份，在135℃下搅拌50分钟，接着过滤，得到的沉淀在395℃下加热130分钟。
抽真空形成的负压为0.02MPa。
d.完成造型后起模，将上砂箱和下砂箱合箱，抽真空使形成0.025MPa的负压，然后浇注金属液，浇注时金属液的温度为1335℃；
其中，金属液包括以下重量份比的原料：废钢70份、回炉料30份、增碳剂2.5份、锰1份和硅铁1.5份。
金属液的制备方法为：取1/3重量的废钢加入中频炉中，然后加入1/2重量的增碳剂，接着加入剩余的废钢，启动中频炉进行炼制，待其中的物料熔化一半后，加入锰、硅铁和剩余的增碳剂，继续炼制10分钟，扒渣处理后，得金属液。
e.完成浇注后保压18分钟，然后解除真空，再开箱、落砂、取件，得到配重块。
实施例7
与实施例6的区别在于，步骤a中用抽真空使形成0.03MP的负压代替按压死角部位和喷洒干冰粉末。其余方法同实施例6。
实施例8
与实施例6的区别在于，步骤b涂料中不加入氟化钙。其余方法同实施例6。
实施例9
与实施例6的区别在于，步骤b涂料中不加入熟石膏粉。其余方法同实施例6。
实施例10
与实施例6的区别在于，步骤b涂料中不加入氧化锌晶须。其余方法同实施例6。
实施例11
与实施例6的区别在于，干砂预处理时不加入炭气凝胶。其余方法同实施例6。
实施例12
与实施例6的区别在于，干砂预处理时不加入大豆蛋白和环烯烃共聚物。其余方法同实施例6。
实施例13
按照中国专利公开号为CN108543910A、名为一种尺寸精度高的平衡重的生产工艺的专利文献中实施例3的方法进行铸造。
实施例14实施效果对比
1.实验样品制备
按照实施例1、6-13的方法分别制造1.5吨、4.0吨、7.0吨三种叉车的配重块，得到实验样品1-13，即每个实验样品中均包含有三种叉车的配重块，每个实验样品中的每种配重块铸造数量为150件。
2.评价方法
观察实验样品1、6-13的外观，剔除多肉、气孔、粘砂和缺角的外观缺陷样品，并测定剩余实验样品的长、宽、高和重量，进行偏差统计，按表1的标准剔除超出偏差的样品，最后计算成品率。成品率％＝(配重块铸造总数-外观缺陷样品-超出偏差的样品)/配重块铸造总数。
表1配重块尺寸偏差及重量偏差标准(平均值±标准偏差)
配重块规格 长(mm) 宽(mm) 高(mm) 重量(kg)
1.5吨 1075±5 395±3 870±5 930±10
4.0吨 1048±5 840±4 940±5 2100±10
7.0吨 1980±5 903±4 1144±5 3520±10
3.评价结果
表2 1.5吨重叉车配重块评价结果
Figure BDA0002230238200000111
Figure BDA0002230238200000121
表3 4.0吨重叉车配重块评价结果
Figure BDA0002230238200000122
表4 7.0吨重叉车配重评价结果
Figure BDA0002230238200000123
Figure BDA0002230238200000131
4.实验结果
从表2、表3、表4可以看出，实验样品6的评价结果最佳。
与实验样品6相比，实验样品1铸造时，在涂料的配方工艺和填充干砂的处理上有所区别，故成品率相对较低。
与实验样品6相比，实验样品7采用常规的抽真空形式进行薄膜覆盖，使得型腔出现了变形，产品尺寸精度变差，且出现多肉、缺角缺陷的产品数量增多，致使成品率下降。
与实验样品6相比，实验样品8的涂料中没有加入氟化钙，使得浇注的金属液凝固时出现不顺畅，有局部过早凝固的现象，造成配重块出现粘砂和气孔缺陷的数量增加，在尺寸精度上的超标品也相对增多，致使成品率下降。
与实验样品6相比，实验样品9的涂料中没有加入熟石膏粉，使得涂料在凝固时出现开裂、起皮，外观缺陷产品增多，尺寸精度稍有变差，致使成品率下降。
与实验样品6相比，实验样品10的涂料中没有加入氧化锌晶须，使得涂料耐磨性降低、容易脱落，造成配重块出现外观缺陷的数量增多，尺寸精度也稍有变差，致使成品率下降。
与实验样品6相比，实验样品11的干砂预处理时不加入炭气凝胶，使得干砂排气顺畅度下降，造成配重块外观缺陷产品增多，尺寸精度稍有变差，成品率下降。
与实验样品6相比，实验样品12的干砂预处理时不加入大豆蛋白和环烯烃共聚物，使得干砂紧实度不够，出现局部坍塌，造成配重块外观缺陷产品增多，尺寸精度稍有变差，成品率下降。
与实验样品6相比，实验样品13采用现有技术进行铸造，由于没有注重型腔形变、干砂排气效果及金属液凝固不畅方面的问题，使得外观缺陷产品及精度偏差产品增多，偏差数值非常大，成品率极低。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (6)

1.一种生产工程机械配重块的V法铸造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
a.根据配重块的外观尺寸制作上下两件模型，将加热后的薄膜覆盖在上模型表面，然后按压上模型死角部位，使所述死角部位的薄膜贴紧上模型；同法对下模型进行薄膜覆盖；
b.上模型和下模型均覆盖薄膜后，在覆盖的薄膜表面喷涂涂料，使形成厚度为0.7-1.2mm的涂层；所述涂料包括以下重量份比的原料：石英砂粉51-69份、鳞片石墨粉4-16份、膨润土5-17份、锆英粉4-14份、聚苯乙烯2-10份、铝矾土2-10份、氟化钙5-15份、熟石膏粉11-23份、青蒿蜡3-8份、海藻糖2-8份和氧化锌晶须7-21份；
c.在喷好涂料的上模型上放置上砂箱，然后填充干砂、振实，接着抽真空造型；采用下砂箱同法对下模型进行造型；
d.完成造型后起模，将上砂箱和下砂箱合箱，抽真空使形成0.022-0.028MPa的负压，然后浇注金属液，浇注时金属液的温度为1300-1370℃；
e.完成浇注后保压11-25分钟，然后解除真空，再开箱、落砂、取件，得到配重块。
2.根据权利要求1所述的一种生产工程机械配重块的V法铸造工艺，其特征在于，所述涂料的制备方法为：按重量份比，取聚苯乙烯，按料液比1:4-6加入水，加热使聚苯乙烯熔化，然后加入石英砂粉、鳞片石墨粉、膨润土、锆英粉和铝矾土，保温搅拌12-24分钟，接着加入氟化钙，保温搅拌均匀后，降温至室温，加水调节波美度至50-70，随后加入熟石膏粉、青蒿蜡、海藻糖，在40-60MPa下进行均质，再加入氧化锌晶须，搅拌均匀，接着加水调节波美度至50-70，得涂料。
3.根据权利要求1所述的一种生产工程机械配重块的V法铸造工艺，其特征在于，所述涂层喷涂上涂料后立即喷洒干冰粉末。
4.根据权利要求1所述的一种生产工程机械配重块的V法铸造工艺，其特征在于，步骤c中所述干砂填充前经过预处理，所述预处理方法为：按重量份比，取干砂30-42份、炭气凝胶11-23份，混合均匀，按料液比1:4-7加入乙醇浸泡20-34分钟，然后加入大豆蛋白4-9份和环烯烃共聚物5-14份，在125-145℃下搅拌40-60分钟，接着过滤，得到的沉淀在340-450℃下加热95-165分钟。
5.根据权利要求1所述的一种生产工程机械配重块的V法铸造工艺，其特征在于，所述金属液包括以下重量份比的原料：废钢65-75份、回炉料25-35份、增碳剂1-4份、锰0.5-1.5份和硅铁1-2份。
6.根据权利要求5所述的一种生产工程机械配重块的V法铸造工艺，其特征在于，所述金属液的制备方法为：取1/4-1/2重量的废钢加入中频炉中，然后加入1/3-3/4重量的增碳剂，接着加入剩余的废钢，启动中频炉进行炼制，待其中的物料熔化一半后，加入锰、硅铁和剩余的增碳剂，继续炼制5-15分钟，扒渣处理后，得金属液。
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