CN113070447A - 油压铸件的铸造方法 - Google Patents

Abstract

一种油压铸件的铸造方法，包括：砂型制造，铁液制备：称取以下质量百分比的原料，生铁45％～50％，废钢30％～35％，回炉料15％～25％；然后添加增碳剂：生铁、废钢、回炉料总量的0.7％～1.1％；球化和孕育，将球化后的铁液扒渣、静置，当温度降至1370℃～1400℃时将铁液浇注至步骤(1)所述的油压铸件的铸造系统中以形成铸件；浇注同时用孕育粉进行随流孕育，孕育粉的加入量为原铁液总质量的0.08％～0.10％；待铸件冷却后，得到本发明的球墨铸铁油压铸件。具有结构紧固、强度高，不容易出现掉砂、夹渣、气孔等缺陷，获得的铸件的油压工作面组织平滑无铸造缺陷和白口，能够满足高压条件下使用、不漏油、不渗油的优点。

Description

油压铸件的铸造方法

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，具体的涉及一种油压铸件的铸造方法。

背景技术

我国是注塑机生产和出口的大国，高精度大型二板式注塑机作为精密注塑机的发展方向，受到注塑机制造企业高度重视。开发具有高响应速度、高精度、低超调等性能的液压系统是目前急需解决的问题。液压控制系统是注塑机的核心技术之一，直接决定注塑机的性能。注塑机前模板、射台前板、压盖等作为保证模具及注射可靠锁紧的关键部件，在工作状态中直接影响塑料制件的成型质量。

传统注塑机前模板、射台前板、压盖等油压部件一般由油缸体和油缸体载体二个零件组装而成，其中油缸体多采用35钢和45钢无缝钢管，而油缸载体一般用灰口铸铁或球墨铸铁，二者分开制作、分开加工，然后组装使用，其制作工艺复杂，成本高、周期长。但在欧美等发达国家，利用先进加工技术和铸造技术生产的注塑机前模板、射台前板、压盖等油压部件使两个原本分开制作的零件整合成一个油压铸件或二种不同材料的零件采用一种材料的油压铸件来制作，从而使结构更合理、更紧凑，成本也更低、效率更高。

但是油压铸件因其油压工作面的加工粗糙度为Ra0.4～0.8um，要求极高，同时还要满足20Mpa的油压要求，铸件不得出现漏油、渗油现象，常规铸造方法很难达到上述这些要求。油压铸件具体的结构如图1所示：该结构包括油压铸件本体1’，油压铸件本体1’上设置了油缸孔2’，油缸孔2’的内侧壁形成油压工作面，整个铸件重达130kg。油压铸件的油缸孔通过砂芯成形，但是，传统的砂芯直接采用铬铁矿砂通过粘接剂构成，这种结构在浇注过程会存在砂型强度不够、冷却不均的问题，在铁液浇注过程可能会出现表面组织掉砂等现象，从而影响油压工作面的组织不够致密和出现气孔、夹渣等铸造缺陷，从而出现漏油、渗油、活塞和活塞杆拉毛等导致压力不足的现象；此外，这种铬铁矿砂也会造成铸件在高压缸处的冷却速度过快，导致出现白口缺陷，同样会影响铸件使用效果；而且传统的上述油压铸件的浇注系统的结构也存在一定的不足，会导致铁液流速快，铁液充不满，造成夹渣、气孔等现象发生。

因此，设置一种适合于图1这种油压铸件的铸造方法就尤为关键。

发明内容

本申请针对现有技术的上述不足，提供了一种结构紧固、强度高，不容易出现掉砂、夹渣、气孔等缺陷，获得的铸件的油压工作面组织平滑无铸造缺陷和白口，能够满足高压条件下使用、不漏油、不渗油的油压铸件的铸造方法。

为了解决上述技术问题，本申请采用的技术方案如下：一种油压铸件的铸造方法，该方法包括：

(1)砂型制造：首先制备出油压铸件的铸造系统，该铸造系统包括铸件型腔和浇注系统，所述的铸件型腔包括油压铸件型腔本体、设置于油压铸件型腔本体上的油缸孔，所述的油缸孔内设置有油压铸件砂芯、且油压铸件砂芯含有砂芯骨架；所述的浇注系统包括直浇口、横浇道和内浇口；所述的直浇口与横浇道垂直连通，横浇道与内浇口连通；

(2)铁液制备：称取以下质量百分比的原料，生铁45％～50％，废钢30％～35％，回炉料15％～25％；然后添加增碳剂：生铁、废钢、回炉料总量的0.7％～1.1％(重量百分比)；

先将全部的生铁、废钢和回炉料放入熔炼炉内，然后加入配方总量0.7％～1.1％的增碳剂；加热使得炉料熔化，待炉料熔清后加入FeSi75-C硅铁，FeSi75-C硅铁的加入量为生铁、废钢及回炉料总质量的0.6～1.2％(重量百分比)，得到原铁液；将原铁液继续加热到1400-1500℃，获得的该原铁液的成分及质量百分比为C 3.45％～3.65％，Si1.40％～1.55％，Mn0.10％～0.25％，P≤0.030％，S≤0.020％，其余为铁；

(3)球化：采用冲入法进行球化，球化过程加入球化剂和孕育剂，控制球化反应起爆时间和持续时间：当出铁液量达到铁液总量的70％～80％(重量百分比)时开始起爆反应，爆镁反应(起爆反应)持续时间为120s～180s；球化剂的加入量为原铁液总质量的0.9％～1.1％，孕育剂的加入量为原铁液总质量的0.6％～1.0％；

球化和孕育之后得到铁液的成分及质量百分比为：C 3.30％～3.50％，Si 2.35％～2.65％，Mn 0.10％～0.25％，P≤0.030％，S 0.008～0.012％，Mg 0.025～0.040％，RE0.004～0.009％，CE＝4.10～4.40，其余为铁；

(4)将球化后的铁液扒渣、静置，当温度降至1370℃～1400℃时将铁液浇注至步骤(1)所述的油压铸件的铸造系统中以形成铸件；浇注同时用孕育粉进行随流孕育，孕育粉的加入量为原铁液总质量的0.08％～0.10％；待铸件冷却后，得到本发明的球墨铸铁油压铸件。

优选的，本申请步骤(1)所述的横浇道与内浇口的连接处设置有直孔过滤平板(如直孔型陶瓷过滤器)，所述的内浇口与铸件型腔的凸出平台块处相连通；采用上述结构，整个浇注结构的布置和进入型腔的位置都有特定的设置，内浇口与铸件型腔的凸块(凸台平面)处连通，因为此处的铸件的壁厚较厚，直接从此处进入铁液可以有效实现铁水平稳进入铸件型腔，从而有效避免了圈气、夹渣缺陷的出现；此外，在横浇道和内浇口之间设置有直孔过滤平板，能够进一步的防止圈气、夹渣缺陷的出现，确保铁液的质量稳定性，为后期铸件的形成实现保障。

优选的，所述的直浇口、横浇道和内浇口的各组元截面积比为：ΣA_直∶ΣA_横∶ΣA_内＝1.78∶2.50∶1；上述比例只需要计算出最小截留面积ΣA_内，即可确定其余各组元的截面积；上述结构的设置，可以保证铁液在浇注系统中平稳的流动，且对砂芯也起到很好的保护作用，防止其被铁液冲击造成掉砂、缺损，而且还能够保证铸件表面的平滑性，提高成品率。

优选的，所述的横浇道上位于直孔过滤平板上部设置有第一过渡方块，位于直孔过滤平板下部设置有第二过渡方块、且第二过渡方块与内浇口连通；采用上述结构，横浇道至此处的铁液流速放缓，有利于铁液平稳进入型腔，也有利于熔渣的上浮。

进一步优选的，所述的第一过渡方块左右两侧均连接有横浇道，且一侧的横浇道与直浇口垂直连接、另一侧的横浇道为自由端。采用该结构，从直浇口进入的铁液得到有效的缓冲和放缓作用，有利于铁液平稳进入型腔，也有利于熔渣的上浮。

优选的，所述的直孔过滤平板为100mm×100mm×20mm(长×宽×高)的陶瓷耐火平板，所述的第一过渡方块为80mm×80mm×60mm(长×宽×高)，所述的第二过渡方块为80mm×80mm×30mm(高)；上述尺寸的设置有利于铁液平稳进入型腔，也有利于熔渣的上浮。本申请的直浇口、内浇口结构材料全部用陶瓷管，减少冲砂缺陷。

优选的，所述的油压铸件砂芯包括砂芯骨架和覆盖于砂芯骨架上的型砂材料层；所述的砂芯骨架包括圆柱状骨架本体，圆柱状骨架本体上设置有多个径向延伸的凹槽，圆柱状骨架本体轴向长度的两端设置有延伸段；所述的型砂材料层为型砂包覆于圆柱状骨架本体、凹槽、延伸段的周边(外侧壁或者外表面)以构成；采用上述结构，在原来全部是型砂的结构中设置了作为支撑和加固、增强作用的砂芯骨架，这样可以有效保证砂芯的强度，在铁液浇注填充型腔的过程中，不会造成掉砂、夹渣和气孔出现，从而保证了油压工作面组织的平滑性能，使得油压铸件在油压20Mpa下使用时，仍然不会出现渗油现象，而且凹槽的设置既能有效的提高型砂与芯骨的接触面积、提高二者之间的粘结牢固度，防止铁液冲击破坏，还可以构成合理的型砂厚度的结构分布为铸件通孔内壁铸造质量和铁液的冷却速度提供更加合理的保障；此外，上述结构构成的油压铸件砂芯为油压工作面提供冷却介质，有效地解决了球墨铸铁件易出现的疏松、石墨粗大的缺陷，满足油压工作面加工粗糙度Ra0.4～0.8um的要求，极大地提高铸件成品率。

进一步优选的，所述的多个径向延伸的凹槽(径向向内延伸)沿着圆柱状骨架本体轴向等距离设置；采用该结构，可以保证各个位置型砂分布的均匀性，并且还能与砂芯骨架构成牢固的结合力，有效保障在铁液浇注过程不会发生型砂脱落问题。

进一步优选的，所述的延伸段为棱台或者小圆柱体结构，所述的棱台自与圆柱状骨架本体连接端至自由端的外径逐渐缩小、所述的小圆柱体一端与圆柱状骨架本体连接且其外径小于圆柱状骨架本体的外径；采用上述结构，棱台的结构可以方便砂芯固定和拆卸砂芯，而小圆柱体的设置增加了砂芯骨架的棱台与圆柱体间填充砂子的空间，该空间的设置可以保证型砂完全的包覆填充于圆柱状骨架本体、圆柱状骨架本体上的凹槽、小圆柱体周边以构成型砂材料层，且该空间的设置使得位于芯骨外的砂子实现更好的黏连作用，提高整个型砂材料层的强度，更加方便砂芯移动和下芯时砂芯抓拿。

进一步优选的，所述的凹槽的径向深度为5～8mm，相邻凹槽之间的距离为20～40mm，型砂材料层的厚度为10～20mm；采用该结构可以保证砂子与芯骨连接紧密，且力量均衡。

进一步优选的，所述的型砂为包括30％铬铁矿砂+70％普通硅砂混合构成型砂(重量配比)；圆柱状骨架本体和延伸段的材料为铸铁；采用上述方案，提供砂芯支撑作用，同时兼有加速铸件在浇注过程中的冷却速度作用；这种砂芯制作方法摒弃了传统单一的铬铁矿砂，使得铁液冷却速度适中，不会出现白口现象，确保了油压铸件不渗油，减少铬铁矿砂的用量，降低生产成本。

更进一步的，本申请所述的型砂中含有型砂粘结剂等材料，均为行业制备砂芯或者铸件砂型常用的材料即可，即都是由铸造砂(型砂)、型砂粘结剂等组成。

为了使得铁液在铸件型腔的各个位置冷却的速度合理，防止缩孔、缩松，以及实现排气和集渣的作用，在铸件型腔的端面上设置有出气。

优选的，本申请上述步骤(2)所述的增碳剂为元素质量百分比为C≥98％，S≤0.05％，N≤0.01％，灰份(灰分)≤0.3％，挥发份(挥发分)≤0.3％，粒度为0.5-3mm的增碳剂，如丹晟实业(上海)有限公司生产的DC系列型增碳剂(DC-(1-4)型增碳剂)。

优选的，本发明上述步骤(3)采用的冲入法进行球化，加入铁液之前，在球化包一侧的球化堤坝内先加球化剂并紧实，再加粒径为3mm～8mm的孕育剂并紧实。

优选的，本发明上述步骤(3)的球化剂为稀土镁合金：Mg 6.0％～7.0％，RE 0.8％～1.2％，Si 38％～42％，Ca 1.5％～2.5％，Al≤1.2％，MgO≤0.40％，余量为Fe。

本发明上述步骤(3)控制球化反应时间在120s～180s内完成，可以提高镁和稀土的吸收率，增强脱硫效果，并能相应地降低了球化剂的加入量。

本发明上述步骤(3)的孕育剂为硅钡铝孕育剂，其元素质量百分比为Si 71％～73％，Ca 0.7％～1.3％，Ba 1.0％～2.4％，Al 1.2％～2.5％，S≤0.02％，余量为铁。

优选的，本发明上述步骤(4)的孕育粉为硅钡铝孕育粉，其元素质量百分比为Si71％～73％，Ca 0.7％～1.3％，Ba 1.0％～2.4％，Al 1.2％～2.5％，S≤0.02％，余量为铁。本申请的优点和有益效果：

本申请的方法，通过特定的工序步骤，结合本申请特定的浇注系统，进行油压铸件的铸造，该方法结构紧固、强度高，不容易出现掉砂、夹渣、气孔等缺陷，获得的铸件的油压工作面组织平滑无铸造缺陷和白口，能够满足高压条件下使用、不漏油、不渗油的需求；此外，本申请的方法铸造的铸件，具体的获得的铸件具有非常优异的力学性能，同时从金相组织可以看出具有高的球化率、石墨大小合适。

附图说明

图1铸件结构示意图。

如附图所示：1’.油压铸件本体，2’.油缸孔。

图2本申请浇注系统的结构示意图(第一角度)。

图3本申请浇注系统的结构示意图(第二角度)。

图4本申请浇注系统的横浇道的局部结构示意图。

图5本申请第一种油压铸件砂芯的结构示意图。

图6本申请第一种油压铸件砂芯骨架的结构示意图。

图7本申请第一种油压铸件砂芯的剖视图结构示意图。

图8本申请第二种油压铸件砂芯的结构示意图。

图9本申请第二种油压铸件砂芯骨架的结构示意图。

图10本申请第二种油压铸件砂芯的剖视图结构示意图。

图11实施例1制备的铸件试块的金相组织图。

图12实施例2制备的铸件试块的金相组织图。

如附图所示：1.铸件型腔，1.1.油压铸件型腔本体，1.2.油缸孔，1.3.通孔，1.4.凸出平台块，2.浇注系统，2.1.直浇口，2.2.横浇道，2.21.第一过渡方块，2.22.第二过渡方块，2.3.内浇口，2.4.直孔过滤平板，3.油压铸件砂芯，3.1.砂芯骨架，3.11.圆柱状骨架本体，3.12.凹槽，3.13.延伸段，3.2.型砂材料层，4.出气。

具体实施方式

下面通过实施例进一步详细描述本申请，但是本申请不仅仅局限于以下实施例。

此外要说明的是：当部件被称为“固定于”(相同或者等同含义也包括)另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者也可以存在另一中间部件，通过中间部件固定。当一个部件被认为是“连接”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在另一中间部件。当一个部件被认为是“设置于”另一个部件，它可以是直接设置在另一个部件上或者可能同时存在另一中间部件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的、并以本申请附图展示的方位进行的描述。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请的铸件型腔与油压铸件的结构是一致的，即先要制作出一个与油压铸件结构尺寸一致的型腔，然后在型腔内浇注铁液，实现铸件的浇注，因此本申请在下述描述过程中铸件型腔、油压铸件型腔本体或者油压铸件涉及到的各个部分的位置、结构可以指代一致。

如附图2-3所示，本申请的铸件型腔1包括了油压铸件型腔本体1.1和位于油压铸件型腔本体1.1上的油缸孔1.2、该油缸孔1.2的内侧壁形成油压工作面，还包括位于油压铸件型腔本体1.1中间的通孔1.3；油缸孔1.2为两个，分别设置于中间的通孔1.3的两侧，油压铸件型腔本体的一个端面设置有凸出平台块1.4(浇注的过程该凸出平台位于底部，即附图2所示的方位为浇注方位，这样铁液从整个铸件型腔的底部铸件向上充实整个型腔，运行的更加平稳、防止对型砂造成冲击而出现夹渣、气孔现象)。

如附图2-3所示，本申请用于浇注油压铸件的铸造系统，该铸造系统包括铸件型腔1和浇注系统2，所述的铸件型腔1包括油压铸件型腔本体1.1、设置于油压铸件型腔本体上的油缸孔1.2，所述的油缸孔1.2内设置有油压铸件砂芯设置有油压铸件砂芯3、且油压铸件砂芯3含有砂芯骨架3.1；所述的浇注系统2包括直浇口2.1、横浇道2.2和内浇口2.3；所述的直浇口2.1与横浇道2.2垂直连通，横浇道2.2与内浇口2.3连通，内浇口与铸件型腔1的凸出平台块1.4处连通。

如附图2-4所示，本申请所述的横浇道2.2与内浇口2.3的连接处设置有直孔过滤平板2.4；采用上述结构，整个浇注结构的布置和进入型腔的位置都有特定的设置，内浇口与铸件型腔的凸块处连通，因为此处的铸件的壁厚较厚，直接从此处进入铁液可以有效实现铁水平稳进入铸件型腔，从而有效避免了圈气、夹渣缺陷的出现；此外，在横浇道和内浇口之间设置有直孔过滤平板，能够进一步的防止圈气、夹渣缺陷的出现，确保铁水质量。

本申请所述的直浇口2.1、横浇道2.2和内浇口2.3的各组元截面积比为：ΣA_直∶ΣA_横∶ΣA_内＝1.78∶2.50∶1。上述比例只需要计算出最小截留面积ΣA_内，即可确定其余各组元的截面积；上述结构的设置，可以部综合铁液在浇注系统中平稳的流动，且对砂芯也起到很好的保护作用，防止其被铁液冲击造成掉砂、缺损，而且还能够保证铸件表面的平滑性，提高成品率。

如附图2-4所示，本申请所述的横浇道2.2上位于直孔过滤平板2.4上部设置有第一过渡方块2.21，位于直孔过滤平板2.4下部设置有第二过渡方块2.22、且第二过渡方块2.22与内浇口2.3连通；采用上述结构，横浇道至此处的铁液流速放缓，有利于铁液平稳进入型腔，也有利于熔渣的上浮。

如附图2-4所示，本申请所述的第一过渡方块2.21左右两侧均连接有横浇道2.2，且一侧的横浇道与直浇口垂直连接、另一侧的横浇道为自由端。采用该结构，从直浇口进入的铁液得到有效的缓冲和放缓作用，有利于铁液平稳进入型腔，也有利于熔渣的上浮。

本申请所述的直孔过滤平板为100mm×100mm×20mm(长×宽×高)的陶瓷耐火平板，所述的第一过渡方块为80mm×80mm×60mm(长×宽×高)，所述的第二过渡方块为80mm×80mm×30mm(长×宽×高)；上述尺寸的设置有利于铁液平稳进入型腔，也有利于熔渣的上浮。本申请的直浇口、内浇口结构材料全部用陶瓷管，减少冲砂缺陷。

如附图5-10所示，本申请所述的油压铸件砂芯3包括砂芯骨架3.1和覆盖于砂芯骨架3.1上的型砂材料层3.2；所述的砂芯骨架3.1包括圆柱状骨架本体3.11，圆柱状骨架本体上设置有多个径向延伸的凹槽3.12，圆柱状骨架本体3.11轴向长度的两端设置有延伸段3.13；所述的型砂材料层3.2为包覆于圆柱状骨架本体3.11、凹槽3.12、延伸段3.13周边的型砂构成；采用上述结构，在原来全部是型砂的结构中设置了作为支撑和加固、增强作用的砂芯骨架3.1，这样可以有效保证砂芯的强度，在铁液浇注填充型腔的过程中，不会造成掉砂、夹渣和气孔出现，从而保证了油压工作面组织的平滑性能，使得油压铸件在油压20Mpa下使用时，仍然不会出现渗油现象，而且凹槽的设置既能有效的提高型砂与芯骨的接触面积、提高二者之间的粘结牢固度，防止铁液冲击破坏，还可以构成合理的型砂厚度的结构分布为铸件通孔内壁铸造质量和铁液的冷却速度提供更加合理的保障；此外，上述结构构成的油压铸件砂芯为油压工作面提供冷却介质，有效地解决了球墨铸铁件易出现的疏松、石墨粗大的缺陷，满足油压工作面加工粗糙度Ra0.4～0.8um的要求，极大地提高铸件成品率。

如附图5-10所示，本申请所述的多个径向延伸的凹槽3.12沿着圆柱状骨架本体3.11轴向等距离设置；采用该结构，可以保证各个位置型砂分布的均匀性，并且还能与砂芯骨架构成牢固的结合力，有效保障在铁液浇注过程不会发生型砂脱落问题。

如附图5-10所示，本申请所述的延伸段3.13为棱台(即自圆柱状骨架本体向着左右两端延伸方向外径逐渐的缩小)或者小圆柱体结构，所述的棱台自与圆柱状骨架本体3.11的连接端至自由端的外径逐渐缩小、所述的小圆柱体一端与圆柱状骨架本体连接且其外径小于圆柱状骨架本体的外径；采用上述结构，棱台的结构可以方便砂芯固定和拆卸砂芯，而小圆柱体的设置增加了砂芯骨架的棱台与圆柱体间填充砂子的空间，该空间的设置可以保证型砂完全的包覆填充于圆柱状骨架本体、圆柱状骨架本体上的凹槽、小圆柱体周边以构成型砂材料层，且该空间的设置使得位于芯骨外的砂子实现更好的黏连作用，提高整个型砂材料层的强度，更加方便砂芯移动和下芯时砂芯抓拿。

具体的，如附图5-7所示，延伸段3.13为棱台结构，如附图8-10所示，延伸段3.13为小圆柱体，两种结构均可以在砂型铸造的时候设置于铸件油缸孔1.2(油压铸件砂芯的外径与油缸孔的内径是相应设置的，在浇注完成，取出油压铸件砂芯之后就可以形成油缸孔)的位置，对油缸孔的形成进行填充和支撑，实现油压面工作组织平滑没有铸造缺陷和白口，能够满足高压下使用不漏油、不渗油的目标。

本申请所述的凹槽3.12的径向深度为5～8mm，相邻凹槽之间的距离为20～40mm，型砂材料层的厚度为10～20mm；采用该结构可以保证砂子与芯骨连接紧密，且力量均衡。

本申请所述的圆柱状骨架本体3.11的轴向长度与油缸孔1.2的轴向长度相等，且延伸段3.13凸出于油缸孔1.2的两端；圆柱状的结构与油缸孔的结构是一样的尺寸、以浇注的时候形成油缸孔；采用该结构，方便砂芯的放置以及下芯后的拿取。

本申请所述的型砂材料层采用的型砂为包括30％铬铁矿砂+70％普通硅砂混合构成型砂(重量配比)；圆柱状骨架本体3.11和延伸段3.13的材料为铸铁；采用上述方案，提供砂芯支撑作用，同时兼有加速铸件在浇注过程中的冷却速度作用；这种砂芯制作方法摒弃了传统单一的铬铁矿砂，使得铁液冷却速度适中，不会出现白口现象，确保了油压铸件不渗油，减少铬铁矿砂的用量，降低生产成本。

本申请所述的型砂中含有型砂粘结剂等材料，均为行业制备砂芯或者铸件砂型常用的材料即可，即都是由铸造砂(型砂)、型砂粘结剂等组成。

如附图2-4所示，为了使得铁液在铸件型腔的各个位置冷却的速度合理，防止缩孔、缩松，以及实现排气和集渣的作用，在铸件型腔的端面上设置有出气4，具体的本申请的具体实施方案中，出气4设置有两种，一种横截面呈现长方形的扁平出气，一种为横截面为圆形的圆柱状出气，扁平出气设置于油缸孔的端面上、两个油缸孔的端面各设置一个，圆柱状出气设置于通孔的端面上、通孔的端面上设置两个；出气的开口端与直浇口的开口端方向一致；上述出气结构和数量的设置是为了满足本申请铸件不同位置的需要而设定的，比如壁厚、浇注高度等不同，设置的出气数量和结构也有差异，以实现无冒口浇注，提高了工艺出口率，降低了生产成本。

本申请铸件制备工艺实施例如下：

实施例1

(1)称取以下质量百分比的原料：生铁45％，废钢35％，回炉料20％，增碳剂：生铁、废钢、回炉料总量的1.0％；

(2)将全部的生铁、废钢和回炉料放入熔炼炉内，然后加入上述配方总量1.0％的增碳剂；加热使得炉料熔化，待炉料熔清后加入FeSi75-C硅铁，硅铁的加入量为生铁、废钢及回炉料总质量的0.8％，得到原铁液，将原铁液继续加热到1490℃；获得的该原铁液的成分及质量百分比为C 3.58％，Si 1.45％，Mn 0.20％，P 0.025％，S 0.019％，其余为铁；

(3)球化：采用冲入法进行球化，球化包一侧的球化堤坝内先加球化剂并紧实，再加入粒径为3-8mm的孕育剂并紧实；控制球化反应起爆时间和爆镁反应持续时间，出铁量(此处的出铁量指的都是出铁到球化处理包内铁液量，球化处理包有大小容积的，如3吨、5吨球化处理包)达到球化处理铁液量的75％时开始起爆反应(起爆反应是指球化剂同铁水发生反应，因有镁蒸气，铁水被搅拌成沸腾状称为起爆反应或者称为爆镁反应)，爆镁反应持续时间150s，提高了镁和稀土的吸收率(球化剂引入的稀土)，增强了脱硫效果，相应地降低了球化剂的加入量；

球化剂为稀土镁合金：Mg 6.5％，RE(稀土)1.2％，Si 41％，Ca 2.0％，Al 0.65％，MgO 0.40％，余量为铁；球化剂加入量为原铁液总质量的1.0％。

孕育剂的加入量为原铁液总质量的0.9％，孕育剂为硅钡铝孕育剂，其元素质量百分比为：Si 72％，Ca 1.2％，Ba 2.3％，Al 1.30％，S 0.015％，余量为铁。

球化得到铁液的成分及质量百分比为：C 3.47％，Si 2.45％，Mn 0.20％，P0.028％，S 0.0098％，Mg 0.035％，RE 0.009％，CE＝4.30，其余为铁；

(5)将铁液扒渣、静置，当温度降至1370℃时将铁液浇注至铸型中以形成铸件；浇注同时用孕育粉进行随流孕育，加入量为原铁液总质量的0.10％，孕育粉为硅钡铝孕育粉，其元素质量百分比为Si 72％，Ca 1.2％，Ba 2.0％，Al 1.20％，S 0.015％，余量为铁；

(6)待铸件冷却后，得到本发明的球墨铸铁油压铸件。

上述实施例获得的铸件进行测试，铸件单铸试块(75mm×175mm×180mm)的物理性能如表1、表2所示：

表1单试块力学性能

表2单铸试块金相组织

项目	球化率	石墨大小
			标准值	≥90％	5～7
实测值	95	6

从上述两个检测的表格数据和附图11可知，本申请的方法铸造的铸件，具体的获得的铸件具有非常优异的力学性能，同时从金相组织可以看出具有高的球化率、石墨大小合适。

实施例2

(1)称取以下质量百分比的原料：生铁50％，废钢35％，回炉料15％，增碳剂：生铁、废钢、回炉料总量的1.1％；

(2)将全部的生铁、废钢、回炉料放入熔炼炉内，然后加入配方总量1.1％的增碳剂；加热使得炉料熔化，待炉料熔清后加入FeSi75-C硅铁，硅铁的加入量为生铁、废钢及回炉料总质量的1.0％，得到原铁液，将原铁液继续加热到1480℃；获得的该原铁液的成分及质量百分比为C 3.60％，Si 1.50％，Mn 0.18％，P 0.021％，S 0.018％，其余为铁；

(3)采用冲入法进行球化，球化包一侧的球化堤坝内先加球化剂并紧实，加入原铁液质量的加粒径为3～8mm的孕育剂并紧实。

球化剂为稀土镁合金：Mg 6.5％，RE 1.2％，Si 41％，Ca 2.0％，Ba 2.5％，Al0.65％，MgO 0.40％，余量为铁。球化剂加入量为原铁液质量的1.1％，爆镁反应持续时间170s。

孕育剂的加入量为原铁液质量的0.80％，孕育剂为硅钡孕育剂，其元素质量百分比为Si 72％，Ca 1.2％，Ba 2.3％，Al 1.30％，S 0.015％，余量为铁。

得到铁液的成分及质量百分比为：C 3.40％，Si 2.50％，Mn 0.20％，P 0.025％，S0.010％，Mg 0.037％，RE 0.008％，CE＝4.25，其余为铁；

(5)将铁液扒渣、静置，当温度降至1375℃时将铁液浇注至铸型以形成铸件。浇注同时用孕育粉进行随流孕育，加入量0.09％，孕育粉为硅钡铝孕育粉，其元素质量百分比为Si 72％，Ca 1.2％，Ba 2.0％，Al 1.20％，S 0.015％，余量为铁。待铸件冷却后，得到本发明的球墨铸铁油压铸件。

实施例2制备的铸件单铸试块(75mm×175mm×180mm)的物理性能如表3、表4所示：

表3单铸试块力学性能

表4单铸试块金相组织

项目	球化率	石墨大小
			标准值	≥90％	5～7
实测值	95	6

从上述两个检测的表格数据和附图12可知，本申请的方法铸造的铸件，具体的获得的铸件具有非常优异的力学性能，同时从金相组织可以看出具有高的球化率、石墨大小合适。

从上述实施例可知，本申请的砂芯结构和铸造方法制备的油压铸件，没有气孔、夹渣等铸造缺陷，满足了铸件直接作为油缸使用之目的。

Claims (10)

1.一种油压铸件的铸造方法，其特征在于：该方法包括：

(1)砂型制造：首先制备出油压铸件的铸造系统，该铸造系统包括铸件型腔和浇注系统，所述的铸件型腔包括油压铸件型腔本体、设置于油压铸件型腔本体上的油缸孔，所述的油缸孔内设置有油压铸件砂芯、且油压铸件砂芯含有芯骨架；所述的浇注系统包括直浇口、横浇道和内浇口；所述的直浇口与横浇道垂直连通，横浇道与内浇口连通；

(2)铁液制备：称取以下质量百分比的原料，生铁45％～50％，废钢30％～35％，回炉料15％～25％；然后添加增碳剂：生铁、废钢、回炉料总量的0.7％～1.1％；

先将全部的生铁、废钢和回炉料放入熔炼炉内，然后加入配方总量0.7％～1.1％的增碳剂；加热使得炉料熔化，待炉料熔清后加入FeSi75-C硅铁，FeSi75-C硅铁的加入量为生铁、废钢及回炉料总质量的0.6～1.2％，得到原铁液；将原铁液继续加热到1400-1500℃，获得的该原铁液的成分及质量百分比为C3.45％～3.65％，Si1.40％～1.55％，Mn0.10％～0.25％，P≤0.030％，S≤0.020％，其余为铁；

(3)球化：采用冲入法进行球化，球化过程加入球化剂和孕育剂，控制球化反应起爆时间和持续时间：当出铁液量达到铁液总量的70％～80％时开始起爆反应，爆镁反应持续时间为120s～180s；球化剂的加入量为原铁液总质量的0.9％～1.1％，孕育剂的加入量为原铁液总质量的0.6％～1.0％；

球化和孕育之后得到铁液的成分及质量百分比为：C3.30％～3.50％，Si2.35％～2.65％，Mn0.10％～0.25％，P≤0.030％，S0.008～0.012％，Mg0.025～0.040％，RE0.004～0.009％，CE＝4.10～4.40，其余为铁；

(4)将球化后的铁液扒渣、静置，当温度降至1370℃～1400℃时将铁液浇注至步骤(1)所述的油压铸件的铸造系统中以形成铸件；浇注同时用孕育粉进行随流孕育，孕育粉的加入量为原铁液总质量的0.08％～0.10％；待铸件冷却后，得到本发明的球墨铸铁油压铸件。

2.根据权利要求1所述的油压铸件的铸造方法，其特征在于：步骤(1)所述的横浇道与内浇口的连接处设置有直孔过滤平板，所述的内浇口与铸件型腔的凸出平台块处相连通；所述的直浇口、横浇道和内浇口的各组元截面积比为：ΣA_直∶ΣA_横∶ΣA_内＝1.78∶2.50∶1。

3.根据权利要求2所述的油压铸件的铸造方法，其特征在于：所述的横浇道上位于直孔过滤平板上部设置有第一过渡方块，位于直孔过滤平板下部设置有第二过渡方块、且第二过渡方块与内浇口连通。

4.根据权利要求3所述的油压铸件的铸造方法，其特征在于：所述的第一过渡方块左右两侧均连接有横浇道，且一侧的横浇道与直浇口垂直连接、另一侧的横浇道为自由端；所述的直孔过滤平板为100mm×100mm×20mm的陶瓷耐火平板，所述的第一过渡方块为80mm×80mm×60mm，所述的第二过渡方块为80mm×80mm×30mm。

5.根据权利要求1所述的油压铸件的铸造方法，其特征在于：所述的油压铸件砂芯包括砂芯骨架和覆盖于砂芯骨架上的型砂材料层；所述的砂芯骨架包括圆柱状骨架本体，圆柱状骨架本体上设置有多个径向延伸的凹槽，圆柱状骨架本体轴向长度的两端设置有延伸段；所述的型砂材料层为型砂包覆于圆柱状骨架本体、凹槽、延伸段的周边以构成。

6.根据权利要求5所述的油压铸件的铸造方法，其特征在于：所述的多个径向延伸的凹槽沿着圆柱状骨架本体轴向等距离设置；所述的延伸段为棱台或者小圆柱体结构，所述的棱台自与圆柱状骨架本体连接端至自由端的外径逐渐缩小、所述的小圆柱体一端与圆柱状骨架本体连接且其外径小于圆柱状骨架本体的外径。

7.根据权利要求5所述的油压铸件的铸造方法，其特征在于：所述的凹槽的径向深度为5～8mm，相邻凹槽之间的距离为20～40mm，型砂材料层的厚度为10～20mm；所述的型砂为包括30％铬铁矿砂+70％普通硅砂混合构成型砂；圆柱状骨架本体和延伸段的材料为铸铁；所述的型砂中含有型砂粘结剂。

8.根据权利要求1所述的油压铸件的铸造方法，其特征在于：步骤(2)所述的增碳剂为元素质量百分比为C≥98％，S≤0.05％，N≤0.01％，灰份≤0.3％，挥发份≤0.3％，粒度为0.5-3mm的增碳剂。

9.根据权利要求1所述的油压铸件的铸造方法，其特征在于：步骤(3)采用的冲入法进行球化，加入铁液之前，在球化包一侧的球化堤坝内先加球化剂并紧实，再加粒径为3mm～8mm的孕育剂并紧实；步骤(3)的球化剂为稀土镁合金：Mg6.0％～7.0％，RE0.8％～1.2％，Si38％～42％，Ca1.5％～2.5％，Al≤1.2％，MgO≤0.40％，余量为Fe；步骤(3)控制球化反应时间在120s～180s内完成；步骤(3)的孕育剂为硅钡铝孕育剂，其元素质量百分比为Si71％～73％，Ca0.7％～1.3％，Ba1.0％～2.4％，Al1.2％～2.5％，S≤0.02％，余量为铁。

10.根据权利要求1所述的油压铸件的铸造方法，其特征在于：步骤(4)的孕育粉为硅钡铝孕育粉，其元素质量百分比为Si71％～73％，Ca0.7％～1.3％，Ba1.0％～2.4％，Al1.2％～2.5％，S≤0.02％，余量为铁。

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