CN113118390B - 一种用于大型液压铸件的浇注工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于大型液压铸件的浇注工艺，采用组合砂芯构建大型液压铸件的内部流道，所述组合砂芯包括1#砂芯、2#砂芯、3#砂芯；所述3#砂芯为盖板，其盖在壳模上，在3#砂芯与壳模之间形成与液压铸件相匹配的型腔，所述1#砂芯、2#砂芯置于型腔内，分别与3#砂芯定位连接，共同构成液压铸件的内部流道。所述工艺为：1）充型；2）凝固；于电炉中的铁水中，炉内加入纯锑金属，形成所述铁液。在浇注之前，采用竞争，所述竞争具体如下：生产球磨铸铁时，奥氏体和初生石墨之间的竞争，若是奥氏体先析出，则铸件易产生各种微观缺陷，反之初生石墨先析出则铸件合格不会出现微观缺陷；采用多次孕育：首先炉内孕育，其次出铁是孕育，另外铁液转包时再孕育。

Description

一种用于大型液压铸件的浇注工艺
技术领域
本发明涉及铸造技术领域，具体涉及一种用于大型液压铸件的浇注工艺。
背景技术
砂芯是铸造生产中用于制造型芯的材料，由铸造砂、型砂粘结剂等组成，大型液压铸件的浇注砂芯结构复杂，如果做成整体砂芯很难脱模，从而使得在制造过程中增加铸造难度和提高制作成本；以往也有采用组合砂芯的，在浇注过程中组合砂芯容易错位断裂。
大型液压铸件由于其体型大，边缘较为薄，很容出现磕碰伤而，进而产生的废品率达到13.16%。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了一种用于大型液压铸件的浇注工艺。
本发明的技术方案：
一种用于大型液压铸件的组合砂芯，所述组合砂芯包括1#砂芯、2#砂芯、3#砂芯；所述3#砂芯为盖板，其盖在壳模上，在3#砂芯与壳模之间形成与液压铸件相匹配的型腔，所述1#砂芯、2#砂芯置于型腔内，分别与3#砂芯定位连接，共同构成液压铸件的内部流道。
所述1#砂芯包括第三横向流道、纵向流道，所述2#砂芯包括第一横向流道、第二横向流道；第一、第二横向流道设置在液压铸件下部，第一、第二横向流道并排、相对，第三横向流道设置液压铸件上部，位于第一、第二流道中间，纵向流道设置在液压铸件上部，与第三横向流道在同一水平面上；所述纵向流道上设置有一个窝槽、两个环槽，窝槽与第三横向流道的前端相对、并通过横向过度流道连接成一体，一个环槽位于第一横向流道上方、并通过第一竖向过度流道与第一横向连接，另一环槽位于第二横向流道上方、并通过第二竖向过度流道与第二横向流道连接，所述第一横向流道、第二横向流道两端分别通过连接板连接成一体；所述第一竖向过度流道、第二竖向过度流道上分别设置有定位槽，所述环槽一一对应并置于定位槽内、与对应定位槽嵌合，定位1#砂芯与2#砂芯；所述纵向流道、第一横向流道末端、第二横向流道底部、第三横向流道底部上分别设置有若干流道口，所述流道口上设置有定位芯头，所述连接板也即定位芯头，所述3#砂芯上设置有若干定位芯槽，定位芯头一一对应并置于定位芯槽、与对应定位芯槽嵌合，定位1#砂芯与3#砂芯、2#砂芯与3#砂芯。
利用定位槽与环槽、定位芯头与定位芯槽相配合，实现1#砂芯、2#砂芯、3#砂芯3个砂芯组件之间两两定位，保证组合砂芯整体的定位精度。
所述第三横向流道、纵向流道均为柱状；所述第一横向流道、第二横向流道均分为两段，前段、后段均为半圆弧形，后段位于前段上方，相互之间通过扁平流道过度连接。
第二、第三横向流道相对复杂，传统做法是把这两个砂芯单独做出，但是传统做法极其容易断芯并且在下芯时容易偏心，造成铸件废品率非常高；为此我们将两个砂芯通过连接板连成一体为2#砂芯，并且连接板作为的定位芯头，便于定位，这样，使用时，不会断芯并且在下芯时不会偏心，不会造成铸件内腔由于断芯而报废，产品达98%。
一种大型液压铸件的浇注工艺，所述工艺为：1）充型；2）凝固；在此过程发现，浇注成型的液压铸件边缘容易出现磕碰伤：基于此，我们对磕碰伤部位做金相发现全部是D型石墨，铁素体含量高（75%--90%）导致硬度下降，这是真正产生磕碰伤的主要原因，而我们发现D型石墨生产的主要原因是过冷度过大，薄壁处较快的冷却速度导致了D型石墨的形成主要原因，既然D型石墨不可避免的，那么我们可以通过增加珠光体的方法来达到降低磕碰伤；为此我们设计，在充型过程中，铁液布满上述组合砂芯与壳模之间的型腔；于电炉中的铁水中，炉内加入纯锑金属，形成所述铁液；利用锑来达到增加珠光体的目的，细化石墨和提高强度，进而解决液压铸件边缘出现磕碰伤的问题。
每1吨铁水中加入1000/3g纯锑金属。
采用含有锑的回炉料配料时，每1吨铁水入加100g纯锑金属。
所述铁液中增加碳当量；减少铸件的缩松倾向。
在浇注之前，对所述砂芯进行二次烘烤，具体：烘烤温度为180-220℃，烘烤至砂芯烘烤内外断面成深褐色。
所述定位芯头上打孔，形成排气通道；所述液压铸件的上平面为大平面；在大平面上设置大溢流冒口，并设计浇注温度为1420~1440℃。
所述液压铸件为球磨铸铁，
客户反映在加工过程，发现几乎所有铸件大平面出现“黑斑”缺陷以及铸件芯部加工硬度的问题，废品率见表1：
总的废品率达到60%以上，生产成本极高，质量损失大。这些问题也是我司或者说是我国铸造行业的一个共性问题，以下是针对发现的问题制定的具体的改进方案。
经过我们分析是碎块状石墨，碎块状石墨出现在铸件厚大断面，因为厚大铸件中心厚大部位冷却速度缓慢，孕育容易衰退严重，另石墨在凝固过程中析出再溶解，不易有效形核长大，此时奥氏体优先析出，石墨析出相对滞后，形成碎块状石墨；为此进一步，1）在浇注之前，采用一次竞争，所述一次竞争具体如下：生产球磨铸铁时，奥氏体和初生石墨之间的竞争，若是奥氏体先析出，则铸件易产生各种微观缺陷，反之初生石墨先析出则铸件合格不会出现微观缺陷；2）那么如何保证初生石墨永远先析出，在实际生产中采用孕育，具体方式为多次孕育（首先，炉内孕育，其次出铁是孕育，另外铁液转包时再孕育），优选滞后孕育(采用边浇注边孕育即随流孕育)。通过以上措施才能够在实际生产中增加石墨的形核能力，大大提高铸件石墨析出能力，可以有效解决或防止碎块状石墨的形成。
本发明优点是，设计合理，构思巧妙，通过定位芯头与定位芯第一砂芯体和第二砂芯体固定连接然后再与外砂芯体分开设置，便于在铸模时减少制作成本和难度，降低费用，且通过将第一砂芯体和第二砂芯体和外砂芯体活动卡接在一起，使得两者之间拆卸方便，在使用过程中，当第一砂芯体和第二砂芯体与外砂芯体其中一个损坏后，便于跟换上新的，避免壳体砂芯整体丢弃造成浪费，增加使用成本，且第一砂芯体和第二砂芯体与外砂芯体分开设置，在安装时更加方便。
附图说明
图1是浇注系统示意图。
图2是组合砂芯结构示意图（1）。
图3是组合砂芯结构示意图（2）。
图4是1#砂芯立体图。
图5是2#砂芯立体图。
图6是3#砂芯立体图。
图中 组合砂芯1、1#砂芯1-1、第三横向流道1-1-1、纵向流道1-1-2、窝槽1-1-3、环槽1-1-4、2#砂芯1-2、3#砂芯1-3、定位芯头1-4、定位芯槽1-5、壳模2、液压铸件。
实施方式
如图2-6所示，一种用于大型液压铸件的组合砂芯，所述组合砂芯1包括1#砂芯1-1、2#砂芯1-2、3#砂芯1-3；所述3#砂芯1-3为盖板，其盖在壳模2上，在3#砂芯1-3与壳模2之间形成与液压铸件相匹配的型腔，所述1#砂芯1-1、2#砂芯1-2置于型腔内，分别与3#砂芯1-3定位连接，共同构成液压铸件3的内部流道；所述1#砂芯1-1包括第三横向流道1-1-1、纵向流道1-1-2，所述2#砂芯1-2包括第一横向流道1-2-1、第二横向流道1-2-2；第一、第二横向流道设置在液压铸件下部，第一、第二横向流道并排、相对，第三横向流道设置液压铸件上部，位于第一、第二流道中间，纵向流道设置在液压铸件上部，与第三横向流道在同一水平面上；所述纵向流道1-1-2上设置有一个窝槽1-1-3、两个环槽1-1-4，窝槽1-1-3与第三横向流道的前端相对、并通过横向过度流道连接成一体，一个环槽位于第一横向流道上方、并通过第一竖向过度流道与第一横向连接，另一环槽位于第二横向流道上方、并通过第二竖向过度流道与第二横向流道连接，所述第一横向流道1-2-1、第二横向流道1-2-2两端分别通过连接板1-2-3连接成一体；所述第一竖向过度流道、第二竖向过度流道上分别设置有定位槽1-2-4，所述环槽1-1-4一一对应并置于定位槽1-2-4内、与对应定位槽1-2-4嵌合，定位1#砂芯1-1与2#砂芯1-2；所述纵向流道1-1-2、第一横向流道1-2-1末端、第二横向流道1-2-2底部、第三横向流道1-1-1底部上分别设置有若干流道口，所述流道口上设置有定位芯头1-4，所述连接板也即定位芯头，所述3#砂芯1-3上设置有若干定位芯槽1-5，定位芯头1-4一一对应并置于定位芯槽1-5、与对应定位芯槽1-5嵌合，定位1#砂芯1-1与3#砂芯1-3、2#砂芯1-2与3#砂芯1-3；所述第三横向流道1-1-1、纵向流道1-1-2均为柱状；所述第一横向流道1-2-1、第二横向流道1-2-2均分为两段，前段、后段均为半圆弧形，后段位于前段上方，相互之间通过扁平流道过度连接。
如图1所示，一种大型液压铸件的浇注工艺，所述工艺为：1）充型；2）凝固；在充型过程中，铁液布满上述组合砂芯与壳模之间的型腔；于电炉中的铁水中，炉内加入纯锑金属，形成所述铁液；每1吨铁水中加入1000/3g纯锑金属；采用含有锑的回炉料配料时，每1吨铁水入加100g纯锑金属；所述铁液中增加碳当量；在浇注之前，对所述砂芯进行二次烘烤，具体：烘烤温度为180-220℃，烘烤至砂芯烘烤内外断面成深褐色；所述定位芯头上打孔，形成排气通道；所述液压铸件的上平面为大平面；在大平面上设置大溢流冒口，并设计浇注温度为1420~1440℃；所述液压铸件为球磨铸铁，在浇注之前，采用竞争，所述竞争具体如下：生产球磨铸铁时，奥氏体和初生石墨之间的竞争，若是奥氏体先析出，则铸件易产生各种微观缺陷，反之初生石墨先析出则铸件合格不会出现微观缺陷；采用多次孕育：首先炉内孕育，其次出铁是孕育，另外铁液转包时再孕育。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种大型液压铸件的浇注工艺，所述工艺为：1）充型；2）凝固；采用组合砂芯构成大型液压铸件的内部流道，所述组合砂芯包括1#砂芯、2#砂芯、3#砂芯；其特征在于，所述3#砂芯为盖板，其盖在壳模上，在3#砂芯与壳模之间形成与液压铸件相匹配的型腔，所述1#砂芯、2#砂芯置于型腔内，分别与3#砂芯定位连接，共同构成液压铸件的内部流道；
所述1#砂芯包括第三横向流道、纵向流道，所述2#砂芯包括第一横向流道、第二横向流道；第一、第二横向流道设置在液压铸件下部，第一、第二横向流道并排、相对，第三横向流道设置液压铸件上部，位于第一、第二流道中间，纵向流道设置在液压铸件上部，与第三横向流道在同一水平面上；所述纵向流道上设置有一个窝槽、两个环槽，窝槽与第三横向流道的前端相对、并通过横向过度流道连接成一体，一个环槽位于第一横向流道上方、并通过第一竖向过度流道与第一横向连接，另一环槽位于第二横向流道上方、并通过第二竖向过度流道与第二横向流道连接，所述第一横向流道、第二横向流道两端分别通过连接板连接成一体；所述第一竖向过度流道、第二竖向过度流道上分别设置有定位槽，所述环槽一一对应并置于定位槽内、与对应定位槽嵌合，定位1#砂芯与2#砂芯；所述纵向流道、第一横向流道末端、第二横向流道底部、第三横向流道底部上分别设置有若干流道口，所述流道口上设置有定位芯头，所述连接板也即定位芯头，所述3#砂芯上设置有若干定位芯槽，定位芯头一一对应并置于定位芯槽、与对应定位芯槽嵌合，定位1#砂芯与3#砂芯、2#砂芯与3#砂芯；
所述第三横向流道、纵向流道均为柱状；所述第一横向流道、第二横向流道均分为两段，前段、后段均为半圆弧形，后段位于前段上方，相互之间通过扁平流道过度连接；
在充型过程中，铁液布满组合砂芯与壳模之间的型腔；于电炉中的铁水中，炉内加入纯锑金属，形成所述铁液；
每1吨铁水中加入1000/3g纯锑金属；
若采用含有锑的回炉料配料时，每1吨铁水入加100g纯锑金属；
所述铁液中增加碳当量；
在浇注之前，对所述砂芯进行二次烘烤，具体：烘烤温度为180-220℃，烘烤至砂芯烘烤内外断面成深褐色；
所述定位芯头上打孔，形成排气通道；所述液压铸件的上平面为大平面；在大平面上设置大溢流冒口，并设计浇注温度为1420~1440℃；
所述液压铸件为球磨铸铁；在浇注之前，采用一次竞争原则，所述一次竞争具体如下：
生产球磨铸铁时，奥氏体和初生石墨之间的竞争，若是奥氏体先析出，则铸件易产生各种微观缺陷，反之初生石墨先析出则铸件合格不会出现微观缺陷；
采用多次孕育：首先炉内孕育，其次出铁是孕育，另外铁液转包时再孕育。
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