CN111390109A - 一种船用不锈钢壳体铸件的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

一种船用不锈钢壳体铸件的生产工艺，包括有如下的制备工艺，步骤（1）制模；步骤（2）组树；步骤（3）清洗；步骤（4）制壳；步骤（5）脱蜡；步骤（6）烧结成型；步骤（7）熔炼浇注；步骤（8）脱壳；步骤（9）抛丸；步骤（10）切割；步骤（11）表面处理。上述步骤（4）中的铸件模型表面涂覆面层浆料后在温度23℃，相对湿度60%的面层干燥环境条件下，吹风，风速4‑6（m/s）。

Description

一种船用不锈钢壳体铸件的生产工艺
技术领域
本发明涉及不锈钢铸件生产领域，具体是一种船用不锈钢壳体铸件的生产工艺。
背景技术
船用涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。主要分为涡轮和涡壳两个部分，因为涡轮增压器长期处于高温环境下工作，所以涡壳的工作温度较高，同时涡壳的形状复杂，内表面精度高，尺寸也有严格要求。故涡轮增压器壳体铸件的铸造工艺也是影响优质涡壳铸件的关键技术之一。目前的通常使用压铸的方式进行涡壳铸件的生产，然后再进行焊接、机加工、打磨等后续工序，从而获得满足尺寸要求和表面精度要求的涡壳。这种铸造生产工艺存在以下不足：1）工序较为复杂，生产周期较长，从而降低了生产效率；2）由于不锈钢合金的体收缩率和线收缩率较大，涡壳铸件容易发生缩孔缩松和裂纹等问题，从而影响产品质量；3）焊接时候容易发生变形，导致产品良品率不高。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种船用不锈钢壳体铸件的生产工艺，解决了涡壳这一船用不锈钢壳体生产时候存在的问题。
技术方案：本发明提供了一种船用不锈钢壳体铸件的生产工艺，包括有如下的制备工艺，
步骤（1）制模：通过射蜡机将易熔材料注入模箱形成铸件模型；
步骤（2）组树：并将形成铸件的熔模和形成浇冒口系统的熔模通过电烙铁片组合在一起；
步骤（3）清洗：对铸件模型进行清洗除尘；
步骤（4）制壳：对铸件模型进行预湿、表面涂覆面层浆料和充分干燥，如此重复3～4次，经过干燥和硬化形成一个整体型壳；
步骤（5）脱蜡：加热将型壳中的模型熔掉；
步骤（6）烧结成型：将型壳放入焙烧炉中经过高温焙烧；
步骤（7）熔炼浇注：型壳经焙烧后，于其中浇注熔融不锈钢金属而得到铸件；
步骤（8）脱壳：通过震壳机除去铸件毛坯表面的型壳；
步骤（9）抛丸：平整表面；
步骤（10）切割：将铸件毛坯从浇口棒上切下；
步骤（11）表面处理：对铸件上要求较高的部位进行抛光处理；
上述步骤（4）中的铸件模型表面涂覆面层浆料后在温度23℃，相对湿度60%的面层干燥环境条件下，吹风，风速4-6（m/s）。型壳的制壳过程，实际上是在型壳内建立强度的过程，当面层浆料得到充分干燥凝结，涂层的湿强度就建立起来。而经吹强风干燥的面层，不仅大大缩短干燥时间，涂层无龟裂、无开裂、无脱落、无鼓起，无分层，面层的湿强度明显提高，而且模组的内腔与外型同时干燥，大大提高了浇注出来的铸件质量。
进一步的，所述步骤（4）中铸件模型表面涂覆第一层面层浆料后，在表面撒100目白刚玉砂；铸件模型表面涂覆第二层以上面层浆料后，在表面撒60~80目白刚玉砂。面层砂颗粒的增大，便于面层浆料的逐层渗入，既增加了面层砂的强度，又可以对面层的浆层起到有力的支撑作用。
进一步的，所述步骤（4）中铸件模型表面涂覆第一层面层浆料后，面层干燥时间≤2h；铸件模型表面涂覆第二层以上面层浆料后，面层干燥时间≤8-10h。面层的干燥是在严格的温度、湿度环境条件下，经过很长时间的自然干燥而获得。再一次预湿之后，使面层整体全部受潮，恢复到面层未干燥时的涂层初始状态，故再次干燥的时候，不仅要将二层自身充分干燥透，而且还要把受潮的面层重新干燥，所以，需要延长再次干燥的时间。
进一步的，所述步骤（4）的面层浆料中加入占硅溶胶质量分数8%的防裂剂。
进一步的，所述面层浆料的配置方式如下：锆英粉浆料中加入硅溶胶，搅拌8小时；再加入防裂剂搅拌5小时；再加入润湿剂搅拌2小时；再加入消泡剂搅拌1小时。向面层浆料中加入防裂剂是一种分子形态为长键状的高聚物，对硅溶胶表面进行改性和保护，使硅溶胶胶体的Zeta电极电位下降，胶粒间相互斥力有所减弱，在脱水胶凝的过程中，由于高聚物分子链相互纠缠作用，促进了硅溶胶胶团彼此靠近，从而加快了胶凝速度，实现了面层的快速干燥。同时，由于高聚物呈碱性的水溶性，本身也是粘结剂，可以在硅溶胶胶凝过程中对面层起到物理增强的作用。由于有机高聚物优秀的成膜性，使得粘结剂在型壳的耐火材料之间形成均匀而连续的胶膜，提高整的粘结效果，最终使型壳建立与背层相同的常温强度。再则，高聚物分子键的良好柔韧性能，可以改善粘结剂在粉、砂中的包覆状况，有效地防止和降低产生面层开裂、起鼓、分层的倾向，起到对面层的保护作用。
进一步的，所述步骤（4）中的面层浆料逐层变稀，其粘度比上一层面层粘度低。因为较稀的二层浆料更容易渗透到面层型壳的粒度较大的砂层之中去，既增加了面层砂的强度，又可以对面层的浆层起到有力的支撑作用。
上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：1）熔模铸造，生产出来的不锈钢壳体铸件表面粗糙度值小、尺寸精度高，只需要在要求较高的部位进行打磨抛光工作，减少了后续机加工周期，缩短了生产时间，提高了生产效率和生产质量；2）面层浆料中加入防裂剂，吹风干燥，克服了面层型壳的缺陷，缩短了干燥时间，大幅提高了一次合格率；3）降低二层浆料的粘度值，能起到对面层的保护和强化作用，有助于消除面层型壳的缺陷隐患。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例一
一种船用不锈钢壳体铸件的生产工艺，包括有如下的制备工艺，
步骤（1）制模：通过射蜡机将易熔材料注入模箱形成铸件模型；
步骤（2）组树：并将形成铸件的熔模和形成浇冒口系统的熔模通过电烙铁片组合在一起；
步骤（3）清洗：对铸件模型进行清洗除尘；
步骤（4）制壳：对铸件模型进行预湿、表面涂覆面层浆料和充分干燥，如此重复3～4次，经过干燥和硬化形成一个整体型壳；
步骤（5）脱蜡：加热将型壳中的模型熔掉；
步骤（6）烧结成型：将型壳放入焙烧炉中经过高温焙烧；
步骤（7）熔炼浇注：型壳经焙烧后，于其中浇注熔融不锈钢金属而得到铸件；
步骤（8）脱壳：通过震壳机除去铸件毛坯表面的型壳；
步骤（9）抛丸：平整表面；
步骤（10）切割：将铸件毛坯从浇口棒上切下；
步骤（11）表面处理：对铸件上要求较高的部位进行抛光处理；
上述步骤（4）中的铸件模型表面涂覆面层浆料后在温度23℃，相对湿度60%的面层干燥环境条件下，吹风，风速4-6（m/s）。
所述步骤（4）中铸件模型表面涂覆第一层面层浆料后，在表面撒100目白刚玉砂；铸件模型表面涂覆第二层以上面层浆料后，在表面撒60~80目白刚玉砂。
所述步骤（4）中铸件模型表面涂覆第一层面层浆料后，面层干燥时间≤2h；铸件模型表面涂覆第二层以上面层浆料后，面层干燥时间≤8-10h。
所述步骤（4）的面层浆料中加入占硅溶胶质量分数8%的防裂剂。
所述面层浆料的配置方式如下：锆英粉浆料中加入硅溶胶，搅拌8小时；再加入防裂剂搅拌5小时；再加入润湿剂搅拌2小时；再加入消泡剂搅拌1小时。
所述步骤（4）中的面层浆料逐层变稀，其粘度比上一层面层粘度低。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种船用不锈钢壳体铸件的生产工艺，其特征在于：包括有如下的制备工艺，
步骤（1）制模：通过射蜡机将易熔材料注入模箱形成铸件模型；
步骤（2）组树：并将形成铸件的熔模和形成浇冒口系统的熔模通过电烙铁片组合在一起；
步骤（3）清洗：对铸件模型进行清洗除尘；
步骤（4）制壳：对铸件模型进行预湿、表面涂覆面层浆料和充分干燥，如此重复3～4次，经过干燥和硬化形成一个整体型壳；
步骤（5）脱蜡：加热将型壳中的模型熔掉；
步骤（6）烧结成型：将型壳放入焙烧炉中经过高温焙烧；
步骤（7）熔炼浇注：型壳经焙烧后，于其中浇注熔融不锈钢金属而得到铸件；
步骤（8）脱壳：通过震壳机除去铸件毛坯表面的型壳；
步骤（9）抛丸：平整表面；
步骤（10）切割：将铸件毛坯从浇口棒上切下；
步骤（11）表面处理：对铸件上要求较高的部位进行抛光处理；
上述步骤（4）中的铸件模型表面涂覆面层浆料后在温度23℃，相对湿度60%的面层干燥环境条件下，吹风，风速4-6（m/s）。
2.根据权利要求1所述的船用不锈钢壳体铸件的生产工艺，其特征在于：所述步骤（4）中铸件模型表面涂覆第一层面层浆料后，在表面撒100目白刚玉砂；铸件模型表面涂覆第二层以上面层浆料后，在表面撒60~80目白刚玉砂。
3.根据权利要求1所述的船用不锈钢壳体铸件的生产工艺，其特征在于：所述步骤（4）中铸件模型表面涂覆第一层面层浆料后，面层干燥时间≤2h；铸件模型表面涂覆第二层以上面层浆料后，面层干燥时间≤8-10h。
4.根据权利要求1所述的船用不锈钢壳体铸件的生产工艺，其特征在于：所述步骤（4）的面层浆料中加入占硅溶胶质量分数8%的防裂剂。
5.根据权利要求4所述的船用不锈钢壳体铸件的生产工艺，其特征在于：所述面层浆料的配置方式如下：锆英粉浆料中加入硅溶胶，搅拌8小时；再加入防裂剂搅拌5小时；再加入润湿剂搅拌2小时；再加入消泡剂搅拌1小时。
6.根据权利要求1所述的船用不锈钢壳体铸件的生产工艺，其特征在于：所述步骤（4）中的面层浆料逐层变稀，其粘度比上一层面层粘度低。
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