CN111451455B - 一种球墨铸铁风电刹车盘叠箱铸造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种球墨铸铁风电刹车盘叠箱铸造方法，包括如下步骤：S1：设计砂箱；S2：设计减砂胎；S3：造型前准备；S4：造型，对底层砂箱和位于底层砂箱上方的一个中层砂箱进行造型，放砂舂砂后采用刮杆沿砂箱上平面将砂型刮平；对上层砂箱及其他的中层砂箱进行造型，将减砂胎放置于模型中心位置，放砂舂砂后沿减砂胎上平面将砂型刮平；S5：涂料涂刷；S6：合箱，使用行吊将N+1个砂箱按照标号进行叠放；S7：砂箱把合；S8：配料及熔炼；S9：浇注；S10：打箱。本发明的技术方案解决了现有的风电刹车盘生产工艺效率较低、原材料使用量多、铸造出品率低等问题。

Description

一种球墨铸铁风电刹车盘叠箱铸造方法

技术领域

本发明涉及铸造领域，具体而言，尤其涉及一种球墨铸铁风电刹车盘叠箱铸造方法。

背景技术

现有技术中，由于风电刹车盘轮廓尺寸大、壁薄的结构特点，多采用单件造型、浇注生产的工艺方式，生产效率低下；同时该工艺砂铁比高，原材料使用量多；浇冒口占比大，铸造出品率低。

发明内容

根据上述提出现有的风电刹车盘生产工艺效率较低、原材料使用量多、铸造出品率低等技术问题，而提供一种球墨铸铁风电刹车盘叠箱铸造方法。本发明主要通过砂箱设计降低型砂使用量，同时通过设计专用减砂胎实现砂型中空，再次降低型砂使用量的同时，增强铸型的散热能力，减少铸件在型腔中的保温时间；通过叠箱实现提高生产效率，原工艺每件产品需要造型2箱产品，而实现叠箱后造型只需造N+1箱(N代表生产件数)，当N＞2时，效率提升；同时通过叠箱工艺减少了浇、冒口使用量，实现提高铸造工艺出品率。

本发明采用的技术手段如下：

一种球墨铸铁风电刹车盘叠箱铸造方法，包括如下步骤：

S1：设计砂箱

底层砂箱及上盖砂箱设置网带，用于加强砂型与底层砂箱和上盖砂箱的结合力，预防底部跑火和抬箱的问题；

底层砂箱、中层砂箱及上盖砂箱的四个顶角处均设置有隔板，隔板与砂箱的顶角能够形成三角形隔角；底层砂箱、中层砂箱及上盖砂箱均预留100-150mm的吃砂量，并在侧面标记用于在造型及合箱时进行定位的中心线；

S2：设计减砂胎

减砂胎设计：预留100-150mm的吃砂量，且高度高于砂箱的高度10-15mm，减砂胎的四周标记用于在造型时进行模型定位的中心线；

S3：造型前准备

选用包括底层砂箱、中层砂箱及上盖砂箱的N+1个砂箱，并进行标号，其中，N代表需要铸造的刹车盘铸件的件数；

根据铸造产品设计包括刹车盘铸件及浇注系统的模型，将对应每一层砂箱的模型按中心线定位摆放或固定在型板上，然后将相应的砂箱按中心线对应放到型板上；按照工艺需求准备直浇道、冒口、直浇道分流管、缓冲分流器、横浇道和内浇道；

S4：造型

对底层砂箱和位于底层砂箱上方的一个中层砂箱进行造型，放砂舂砂后采用刮杆沿砂箱上平面将砂型刮平；

对上层砂箱及其他的中层砂箱进行造型，将减砂胎放置于模型中心位置，放砂舂砂后沿减砂胎上平面将砂型刮平；

造型后，待砂型固化后起模；

S5：涂料涂刷

去除造型后砂箱内砂型表面的虚砂和尖砂后，在砂型表面涂刷两层铸造用涂料，其中，底层涂料的波美度为60-65Be，面层涂料的波美度为45-50Be；

S6：合箱

使用行吊将N+1个砂箱按照标号进行叠放，层叠放置时在中层砂箱及底层砂箱的上表面，在距型腔的边缘线50-80mm处设置一道∮8的封箱泥条，预防跑火；在叠放时将砂箱按照中心线进行对齐；

S7：砂箱把合

使用螺栓把合封箱面；

S8：配料及熔炼

将加入配料的铁液采用包底冲入法进行球化处理，并采用二次随流孕育处理工艺对铁液进行孕育处理，经过熔炼得到铁液；

S9：浇注

将铁液沿直浇道进行浇注，浇注温度为1350-1360℃；

S10：打箱

保温1天后开箱，清理后获得刹车盘铸件。

进一步地，砂箱的侧面设置把合螺栓孔，相邻螺栓孔之间间隔600-800mm；

步骤S7中，在砂箱上的螺栓孔上使用M45螺栓及垫片把合封箱面。

进一步地，在孕育处理过程中球化剂的加入量为1％，孕育剂的加入量为0.7％；配料碳当量CE为4.5，铁液的出炉温度为1490-1495C°。

进一步地，步骤S4形成的砂型中，减砂胎能够在砂型中心形成减砂胎型腔，实现中空减砂。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的球墨铸铁风电刹车盘叠箱铸造方法，通过设计专用的砂箱、模具，降低制造过程中原材料的使用，提高合箱效率，提升工艺出品率，各种工装模具简单、操作难度低，工装成本低，安全可靠，同时结合球墨铸铁自补缩的特性，获得内在质量合格的产品；能够降低铁砂比，降低型砂、树脂、固化剂使用量，同时减少造型时间；并且提高了造型、合箱效率。

综上，应用本发明的技术方案通过砂箱设计降低型砂使用量，同时通过设计专用减砂刮砂胎实现砂型中空，再次降低型砂使用量的同时，增强铸型的散热能力，减少铸件在型腔中的保温时间。因此，本发明的技术方案解决了现有的风电刹车盘生产工艺效率较低、原材料使用量多、铸造出品率低等问题。

基于上述理由本发明可在铸造行业广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述球墨铸铁风电刹车盘叠箱铸造方法的工艺流程示意图。

图2为本发明所述球墨铸铁风电刹车盘叠箱铸造方法的砂箱结构示意图。

图3为所述减砂胎结构示意图。

图4为所述封箱泥条设置位置示意图。

图中：1、砂箱；2、直浇道型腔；3、冒口型腔；4、减砂胎型腔；5、刹车盘型腔；6、螺栓；7、垫片；8、直浇道分流管型腔；9、缓冲分流器型腔；10、横浇道型腔；11、内浇道型腔；12、隔板；13、网带；14、封箱泥条。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

实施例1

如图1-2所示，本发明提供了一种球墨铸铁风电刹车盘叠箱铸造方法，包括如下步骤：

S1：设计砂箱1

底层砂箱及上盖砂箱设置网带13，用于加强砂型与底层砂箱和上盖砂箱的结合力，预防底部跑火和抬箱的问题；

底层砂箱、中层砂箱及上盖砂箱的四个顶角处均设置有隔板12，隔板12与砂箱的顶角能够形成三角形隔角，形成的隔角能够起到减砂的作用；底层砂箱、中层砂箱及上盖砂箱均预留100-150mm的吃砂量，并在侧面标记用于在造型及合箱时进行定位的中心线；

S2：设计减砂胎，减砂胎用于进一步减砂；

减砂胎设计：预留100-150mm的吃砂量，且高度高于砂箱的高度10-15mm，减砂胎的四周标记用于在造型时进行模型定位的中心线；

S3：造型前准备

选用包括底层砂箱、中层砂箱及上盖砂箱的N+1个砂箱，并进行标号，其中，N代表需要铸造的刹车盘铸件的件数；

在本实施例中，如图1所示，选用了一个底层砂箱、三个中层砂箱及一个上盖砂箱，上述砂箱依次标号1-5；

根据铸造产品设计包括刹车盘铸件及浇注系统的模型，将对应每一层砂箱的模型按中心线定位摆放或固定在型板上，然后将相应的砂箱按中心线对应放到型板上；按照工艺需求准备直浇道、冒口、直浇道分流管、缓冲分流器、横浇道和内浇道；

S4：造型

对底层砂箱和位于底层砂箱上方的一个中层砂箱进行造型，放砂舂砂后采用刮杆沿砂箱上平面将砂型刮平；

对上层砂箱及其他的中层砂箱进行造型，将减砂胎放置于模型中心位置，放砂舂砂后沿减砂胎上平面将砂型刮平；

造型后，待砂型固化后起模，即可得到各模型对应的型腔；

S5：涂料涂刷

去除造型后砂箱内砂型表面的虚砂和尖砂后，在砂型表面涂刷两层铸造用涂料，其中，底层涂料的波美度为60-65Be，面层涂料的波美度为45-50Be；

S6：合箱

使用行吊将N+1个砂箱按照标号进行叠放，在本实施例中，将砂箱按照标号1-5由下至上进行叠放，上盖砂箱位于最上层，底层砂箱位于最底层，中层砂箱位于上盖砂箱和底层砂箱之间，使每一层的型腔组合，即可得到完整的型腔，如图1所示，包括直浇道型腔2、冒口型腔3、减砂胎型腔4、刹车盘型腔5、直浇道分流管型腔8、缓冲分流器型腔9、横浇道型腔10、内浇道型腔11，其中，由减砂胎形成的减砂胎型腔4实现了进一步的减砂；

层叠放置时在中层砂箱及底层砂箱的上表面，在距型腔的边缘线50-80mm处设置一道∮8的封箱泥条14，预防跑火；在叠放时将砂箱按照中心线进行对齐；

S7：砂箱把合

使用螺栓把合封箱面；

S8：配料及熔炼

将加入配料的铁液采用包底冲入法进行球化处理，并采用二次随流孕育处理工艺对铁液进行孕育处理，经过熔炼得到铁液；

S9：浇注

将铁液沿直浇道进行浇注，浇注温度为1350-1360C°；

S10：打箱

保温1天后开箱，清理后获得刹车盘铸件。

进一步地，砂箱的侧面设置把合螺栓孔，相邻螺栓孔之间间隔600-800mm；

步骤S7中，在砂箱上的螺栓孔上使用M45螺栓6及垫片7把合封箱面。

进一步地，在孕育处理过程中球化剂的加入量为1％，孕育剂的加入量为0.7％；配料碳当量CE为4.5，铁液的出炉温度为1490-1495C°。

进一步地，本申请在减砂工艺方面通过减砂胎的使用得到了独特的中空减砂工艺，在步骤S4中，对上层砂箱及其他的中层砂箱进行造型时，将减砂胎放置于模型中心位置，这样造型完成后得到的砂型中，减砂胎能够在砂型中心形成减砂胎型腔4，因此在本发明所述的铸造方法中，减砂胎的使用能够进一步减少型砂的使用量，实现中空减砂。

本申请采用砂箱作为叠箱层带，更适用于小型铸件；利用球墨铸铁自补缩特性，结合冷铁工艺，能够实现铸件补缩。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (2)

1.一种球墨铸铁风电刹车盘叠箱铸造方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：设计砂箱

底层砂箱及上盖砂箱设置网带，用于加强砂型与底层砂箱和上盖砂箱的结合力，预防底部跑火和抬箱的问题；

底层砂箱、中层砂箱及上盖砂箱的四个顶角处均设置有隔板，隔板与砂箱的顶角能够形成三角形隔角；底层砂箱、中层砂箱及上盖砂箱均预留100-150mm的吃砂量，并在侧面标记用于在造型及合箱时进行定位的中心线；

S2：设计减砂胎

减砂胎设计：预留100-150mm的吃砂量，且高度高于砂箱的高度10-15mm，减砂胎的四周标记用于在造型时进行模型定位的中心线；

S3：造型前准备

选用包括底层砂箱、中层砂箱及上盖砂箱的N+1个砂箱，并进行标号，其中，N代表需要铸造的刹车盘铸件的件数；

根据铸造产品设计包括刹车盘铸件及浇注系统的模型，将对应每一层砂箱的模型按中心线定位摆放或固定在型板上，然后将相应的砂箱按中心线对应放到型板上；按照工艺需求准备直浇道、冒口、直浇道分流管、缓冲分流器、横浇道和内浇道；

S4：造型

对底层砂箱和位于底层砂箱上方的一个中层砂箱进行造型，放砂舂砂后采用刮杆沿砂箱上平面将砂型刮平；

对上层砂箱及其他的中层砂箱进行造型，将减砂胎放置于模型中心位置，放砂舂砂后沿减砂胎上平面将砂型刮平；

造型后，待砂型固化后起模，即可得到各模型对应的型腔；

步骤S4形成的砂型中，减砂胎能够在砂型中心形成减砂胎型腔，实现中空减砂；

S5：涂料涂刷

去除造型后砂箱内砂型表面的虚砂和尖砂后，在砂型表面涂刷两层铸造用涂料，其中，底层涂料的波美度为60-65Be，面层涂料的波美度为45-50Be；

S6：合箱

使用行吊将N+1个砂箱按照标号进行叠放，层叠放置时在中层砂箱及底层砂箱的上表面，在距型腔的边缘线50-80mm处设置一道∮8的封箱泥条，预防跑火；在叠放时将砂箱按照中心线进行对齐；

S7：砂箱把合

使用螺栓把合封箱面；

S8：配料及熔炼

将加入配料的铁液采用包底冲入法进行球化处理，并采用二次随流孕育处理工艺对铁液进行孕育处理，经过熔炼得到铁液；在孕育处理过程中球化剂的加入量为1％，孕育剂的加入量为0.7％；配料碳当量CE为4.5，铁液的出炉温度为1490-1495C°；

S9：浇注

将铁液沿直浇道进行浇注，浇注温度为1350-1360C°；

S10：打箱

保温1天后开箱，清理后获得刹车盘铸件。

2.根据权利要求1所述的球墨铸铁风电刹车盘叠箱铸造方法，其特征在于，砂箱的侧面设置把合螺栓孔，相邻螺栓孔之间间隔600-800mm；

步骤S7中，在砂箱上的螺栓孔上使用M45螺栓及垫片把合封箱面。

Images