CN113976837A

CN113976837A - 大吨位叉车变矩器铸造工艺

Info

Publication number: CN113976837A
Application number: CN202111255884.1A
Authority: CN
Inventors: 徐铮铮; 于凝; 石云; 石皖巍; 徐贵龙
Original assignee: Hefei Casting and Forging Factory of Anhui Heli Co Ltd
Current assignee: Hefei Casting and Forging Factory of Anhui Heli Co Ltd
Priority date: 2021-10-27
Filing date: 2021-10-27
Publication date: 2022-01-28

Abstract

本发明公开了大吨位叉车变矩器铸造工艺，依次包括如下步骤：S1模型制作、S2模型涂层、S3振动造型、S4浇注置换、S5冷却清理，S1模型制作中将叉车变矩器分成上部、中部和下部，其中上部对应叉车变矩器的盆口，S3振动造型中叉车变矩器的盆口朝向砂箱顶部。本发明针对大吨位叉车变矩器设计了消失模工艺，不仅可以保证产品质量，降低工艺难度和过程控制难度，还解决了盆口变形、定位槽烧结、内腔粘砂、抬箱等缺陷，保证铸造的低废率。

Description

大吨位叉车变矩器铸造工艺

技术领域

本发明属于铸造技术领域，特别涉及大吨位叉车变矩器铸造工艺。

背景技术

如图1为本发明需要铸造的大吨位叉车变矩器的结构示意图，该变矩器总成可达5～10t，浇铸时模片盆口内径达到380mm，铸件结构复杂，呈圆形开口箱体型结构，平均壁厚8毫米，薄壳盆口，侧面有开口或中空结构，底部较厚，模片重量大，采用传统的树脂砂铸造需采用三箱造型，两个泥芯组芯生产，工艺要求高，过程控制难，生产效率较低。因此，本公司需要开发一种符合该结构造型的变矩器铸造工艺。

发明内容

本发明针对上述现有技术的存在的问题，提供大吨位叉车变矩器铸造工艺。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

大吨位叉车变矩器铸造工艺，依次包括如下步骤：

S1模型制作：将叉车变矩器分成上部、中部和下部，其中上部对应叉车变矩器的盆口，将上部、中部和下部粘结后与浇冒口模型组合粘结成模型簇；

S2模型涂层：在模型簇表面形成一层涂层；

S3振动造型：在准备好的砂床上放置模型簇，培砂固定，填砂并同时施以振动使型砂充满模型的各个部位，密封定型并通负压，在放置模型簇时叉车变矩器的盆口朝向砂箱顶部，浇冒口模型位于侧方；

S4浇注置换：通过浇口向砂箱中浇注液体金属与模型置换至成型；

S5冷却清理：冷却后，将砂箱倾斜吊出叉车变矩器，使叉车变矩器与干砂分离。

进一步的，S2模型涂层步骤中，在模型簇表面形成一层涂层后，通过喷涂对叉车变矩器的盆口内进行补涂。

进一步的，S1模型制作步骤中，下部上具有对应于盆口底部的定位槽，该定位槽的宽度为21mm，深度为12mm。

进一步的，S4浇注置换步骤中，金属液压头为700mm，砂箱通0.06MPa负压，浇注时采用上吸3箱。

进一步的，S1模型制作步骤中，模型上对应于叉车变矩器的油孔处具有溢流冒口。

本发明的有益效果为：本发明针对大吨位叉车变矩器设计了消失模工艺，不仅可以保证产品质量，降低工艺难度和过程控制难度，还解决了盆口变形、定位槽烧结、内腔粘砂、抬箱等缺陷，保证铸造的低废率。

附图说明

图1为大吨位叉车变矩器的结构示意图；

图2为初始采用的模型分片及浇铸位置的示意图；

图3为本发明确定的浇铸位置的示意图；

图4为卧式浇注对应的模型分片结构示意图；

图5为叉车变矩器上定位槽的结构示意图。

具体实施方式

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，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

实施例

如图1所示，为本实施例需要铸造的大吨位叉车变矩器的结构示意图，包括前视图、后视图、侧视图和立体图，该大吨位叉车变矩器具有如下特征：

(1)铸件结构复杂，呈圆形开口箱体型结构，平均壁厚8毫米，薄壳盆口，侧面有开口或中空结构，底部较厚。

(2)铸件表面及内在质量要求较高，薄壳盆口不能变形，内部不允许存在缩松、缩孔。

由于采用传统的树脂砂铸造需采用三箱造型，两个泥芯组芯生产，铸造时需要制芯、下芯，操作极不方便，生产效率低下，且手工操作容易产生尺寸误差、披缝等缺陷，严重影响产品质量，工艺要求高，过程控制难，生产效率较低，故为了提高产率和产量，需要另外开发一套铸造工艺。

第一步，确定铸造方法：确定采用消失模工艺来铸造该叉车变矩器。

第二步，确定模型分片及浇铸位置，由于产品结构复杂，需分片成型后粘接形成整体模型。不同的模型分片及浇铸工艺设定，对浇铸产品的质量都是存在影响的。

如图2所示，为初始采用的模型分片及浇铸位置的示意图，该工艺下采用竖直浇注，即模型的盆口朝向沙箱的侧方，但是实际生产过程发现良品率很低，极易发生盆口变形即伴随的定位槽烧结、内腔粘砂、抬箱等缺陷。

经过探究，发现这种大体积、大重量的叉车变矩器竖直浇注过程中，，模片盆口内径达到380mm，壁厚较薄，成型时横向与纵向的收缩率不同(横向0.5％，纵向1％左右)，进而导致盆口变形缺陷。

如图3所示，为本实施例最终确定的浇铸位置的示意图，该工艺下采用卧式浇注，即模型的盆口朝向沙箱的顶部，使变形较大的盆口面在同一面上，确保受力与收缩率相同，从而有效解决了盆口变形的问题。

如图4所示，为卧式浇注对应的模型分片结构示意图，包括上部、中部和下部，其中上部和下部均具有外延的浇道部分。

当采用卧式浇注工艺后，对应的在浇注时又产生了内腔粘砂、抬箱、定位槽烧结、黑疤的缺陷，使得良品率又受影响。

为了解决内腔粘砂的问题，需要对容易发生内腔粘砂的部位进行涂层补强，特别是叉车变矩器的盆口的盆底处。但是叉车变矩器的结构复杂，采用补刷的方法难以确保没有遗漏，因此，采用涂料喷枪对内腔喷涂，喷涂采用波美度在62-64的氧化铬涂料，溶剂为酒精，主要耐火骨料是铬矿砂，其具有很好的抗碱性渣，防止化学粘砂；且本身发生了固相烧结，也防止了机械粘砂，热传导率高，冷却速度快。性能参数：密度1.15-1.5g/cm³；悬浮性：≥95％；固体含量：≥40％。这样不仅能提高涂层补刷效率，同时还能保证补刷处的补刷效果，对解决内腔粘砂的效果显著。

为了解决定位槽烧结的问题，本实施例对定位槽进行结构上的调整。如图5所示。该定位槽位于盆口的盆底，如图中虚线圆中所示。调整参数为将定位槽宽度增大4mm，深度缩小3mm，调整后的定位槽为宽度为21mm，深度为12mm，调整后的定位槽有效解决了烧结的问题。

为了解决抬箱的问题，提高金属液压头由原来的600mm提高到700mm，同时增大负压至0.06MPa，将浇注时由上吸4箱改为上吸3箱，加快了浇注时间，由原先的20秒左右减少到14-17秒，可以有效的减少铸件抬箱。

改为卧式后，几个油孔处于铸件的最远端位置，为了防止黑疤，在模型上油孔的位置增加溢流冒口。

结合上述记载，本实施例还提供了具体的叉车变矩器的铸造工艺，包括如下步骤：

S1模型制作：根据叉车变矩器的结构特征分成上部、中部和下部，并分别制作子模型粘结后与浇冒口模型组合粘结成簇。其中，子模型可以采用预发泡——熟化——发泡成型——冷却出模的工艺制作，也可以采用电阻丝切割泡塑板材制作。

S2模型涂层：在模型表面涂一层涂层以提高模型的强度和刚度，提高模型表面抗型砂冲刷能力。

S3振动造型：砂床制备--放置模型-填砂--密封定型；

(1)砂床制备：将带有抽气室的砂箱放在振动台上，并卡紧。底部放入一定厚度的底砂(一般砂床厚度在50100mm以上)，振动紧实。

(2)放置模型：振实后，其上据工艺要求放置模型簇，并培砂固定。

(3)填砂：加入干砂，同时施以振动(X、Y、2三个方向)，时间一般为30～60秒，使型砂充满模型的各个部位，且使型砂的堆积密度增加。

(4)密封定型：砂箱表面用塑料薄膜密封，用真空泵将砂箱内抽成一定真空，靠大气压力与铸型内压力之差将砂粒“粘结”在一起，维持铸型浇注过程不崩散，称之为“负压定型”，较为常用。

S4浇注置换：通过浇口向砂箱中浇注液体金属，实型铸造浇注时，在液体金属的热作用下，EPS模型发生热解气化，产生大量气体，不断通过涂层型砂，向外排放，在铸型、模型及金属间隙内形成一定气压，液体金属不断地占据EPS模型位置，向前推进，发生液体金属与EPS模型的置换过程，置换的最终结果是形成铸件。

浇注操作过程采用慢——快——慢。并保持连续浇注，防止浇注过程断流。浇后铸型真空维持3～5分钟后停泵。浇注温度比砂型铸造的温度高30～50℃。

S5冷却清理：冷却后，将砂箱倾斜吊出铸件或直接从砂箱中吊出铸件均可，铸件与干砂自然分离，分离出的干砂处理后重复使用。

需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分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各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.大吨位叉车变矩器铸造工艺，其特征在于，依次包括如下步骤：

S2模型涂层：在模型簇表面形成一层涂层；

2.根据权利要求1所述的大吨位叉车变矩器铸造工艺，其特征在于，S2模型涂层步骤中，在模型簇表面形成一层涂层后，通过喷涂对叉车变矩器的盆口内进行补涂。

3.根据权利要求1所述的大吨位叉车变矩器铸造工艺，其特征在于，S1模型制作步骤中，下部上具有对应于盆口底部的定位槽，该定位槽的宽度为21mm，深度为12mm。

4.根据权利要求1所述的大吨位叉车变矩器铸造工艺，其特征在于，S4浇注置换步骤中，金属液压头为700mm，砂箱通0.06MPa负压，浇注时采用上吸3箱。

5.根据权利要求1所述的大吨位叉车变矩器铸造工艺，其特征在于，S1模型制作步骤中，模型上对应于叉车变矩器的油孔处具有溢流冒口。