CN114643336B - 一种球墨铸铁铸件v法铸造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于球墨铸铁铸造加工技术领域，尤其是一种球墨铸铁铸件V法铸造工艺，针对了对厚大断面铸件进行铸造处理时缩孔缩松倾向较大的问题，现提出如下方案，其包括以下步骤：S1、选材；S2、制芯造型；S3、熔炼浇注；S4、开箱取件；S5、精细处理；本发明中采用V法负压对厚大断面球铁铸件进行铸造，在铸件铸造时通过控制砂型和紧实度、浇口、冒口以及冷铁的数量，并选择适宜的浇注温度，铸件在凝固铸型的过程中石墨化膨胀力可有效避免缩孔、缩松缺陷的产生，通过在铸件厚大部位增压负压管，加快冷却速度以防止球化衰退，同时削减石墨化膨胀力，从而大大降低铸件缩孔和缩松现象的产生。
Description
技术领域
本发明涉及球墨铸铁铸造加工技术领域，尤其涉及一种球墨铸铁铸件V法铸造工艺。
背景技术
铸造是基础工业的重要制造方法，大、中型铸铁件普遍采用树脂砂工艺铸造，尤其厚大断面球铁件成为树脂砂工艺的唯一选项；然而树脂砂工艺虽然具有尺寸精度高、外部轮廓清晰、铸件表面光洁、外观质量好、组织致密、铸件综合品质高的优点；同时却具有对原砂要求品质高、造型和浇注现场刺激性气味浓烈、成本高的不足之处。
在对注塑机头板、二板、尾板铸件，注塑机等厚大断面球铁铸件进行铸造处理时，由于单件重量从几百公斤到几十吨，因铸件壁厚过大产生缩孔、缩松的倾向也很大。
因此，需要一种球墨铸铁铸件V法铸造工艺，用以解决对厚大断面铸件进行铸造处理时缩孔缩松倾向较大的问题。
发明内容
本发明提出的一种球墨铸铁铸件V法铸造工艺，解决了对厚大断面铸件进行铸造处理时缩孔缩松倾向较大的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种球墨铸铁铸件V法铸造工艺，包括以下步骤：
S1、选材
根据计算机辅助软件绘制出所需铸造的零件图，并设计出与之适配的上、下砂箱，根据砂箱的尺寸和结构设抽气箱，根据零件图选择砂型所需芯盒组以及砂型处理时上、下模样，并选择适量的冷铁、冒口、排气片和水管；
S2、制芯造型
a)干砂制芯：根据步骤S1中选取的芯盒组，选择干砂，制备出相应的砂芯备用；
b)上砂箱造型：选取步骤S1中选取的上模样，将上模样放置于分型板上并对上模样的表面进行覆膜处理，并在表面喷涂料、烘烤，选择步骤S1中的上砂箱放置于分型板上，对浇口进行布置并安装冷铁、冒口以及排气片，放入干砂并将其震实，对干砂表面刮平并覆膜处理，通过抽气箱对砂型内部进行抽真空处理，完成对上砂箱的造型；
c)下砂箱造型：选取步骤S1中选取的下模样，对上模样的表面进行覆膜处理，并在表面喷涂料、烘烤，经覆膜烘烤后的下模样放置于下砂箱上，安放冷铁和水管，放入干砂并将其震实，对干砂表面刮平并覆膜处理，通过抽气箱对砂型内部进行抽真空处理，完成对下砂箱的造型；
d)取型合箱：将上砂箱内上模样和下砂箱内的下模样取出，并将砂芯分别放置于型腔内部，并对上砂箱与下砂箱进行合箱处理；
S3、熔炼浇注
e)熔炼处理：将球墨铸铁放入至熔炼炉中进行熔炼处理并调整其化学成分，熔炼完成后出炉，球化反应完毕后进行扒渣处理；
f)浇注保压：对扒渣处理完成的原料向步骤S2中合箱处理完成的砂箱内浇注，并对其进行保压处理；
S4、开箱取件
对步骤S3中保压完成的砂箱进行降温处理，并将上下砂箱打开，进行落砂取件；
S5、精细处理
对步骤S4中的铸件进行清理、打磨精整处理，并对铸件进行检测，检测合格后对其进行涂装防护。
优选的，步骤S2中覆膜处理采用的薄膜采用EVA塑料薄膜，厚度为0.18mm。
优选的，步骤S2中上砂箱造型以及下砂箱造型处理中造型抽真空负压值为0.055-0.065MPa，干砂采用不含粘结剂的干砂，造型震实时间为180S。
优选的，步骤S3中熔炼处理时具体操作为调整化学成份合格升温至1520℃炉内静置10分钟，采用冲入法方式处理，铁水包预热后加入1.2％无稀土球化剂压平捣实，再加入铈0.046％和0.017％锑，上面覆盖薄钢片捣实，原料出炉温度1450-1460℃出铁，出铁槽冲入 0.2％孕育剂，球化反应完毕后进行扒渣处理。
优选的，步骤S3中控制铁液成分：保持碳大于3.9％；磷含量小于0.08％；残留镁量小于0.07％；采用稀土镁合金来处理，稀土氧化物残余量控制在0.02％～0.04％。
优选的，步骤S3中浇注处理时抽气箱内负压为0.065-0.075MPa，浇注温度1340-1360℃，浇注时间80-100s，浇注完成处理后保压时间为2.5h。
优选的，步骤S3中浇注保压处理时铸件在凝固中过程中从冒口不断地补充高温金属液处理。
优选的，步骤S5中对铸件检测种类包括表面硬度检测、单铸试棒、附铸试块检测、金相检测和切片检测。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中采用V法负压对厚大断面球铁铸件进行铸造，在铸件铸造时通过控制砂型和紧实度、浇口、冒口以及冷铁的数量，并选择适宜的浇注温度，铸件在凝固铸型的过程中石墨化膨胀力可有效避免缩孔、缩松缺陷的产生，通过在铸件厚大部位增压负压管，加快冷却速度以防止球化衰退，同时削减石墨化膨胀力，并且厚大部位保证在真空状态下对多种类型的冷铁进行托起，调节冷却速度，辅助缩颈冒口，从而大大降低铸件缩孔和缩松现象的产生。
2、本发明中通过调节负压值控制砂型紧实度达85-90，并在熔炼过程中控制铸铁原料的碳大于3.9％，磷含量小于0.08％；残留镁量小于0.07％；采用稀土镁合金来处理，稀土氧化物残余量控制在 0.02％～0.04％，从而大大降低铸件在浇注成型时的缩孔和缩松现象，砂箱在浇注过程中保持真空状态，有利于金属液充填型腔，从而有效提高铸件尺寸精度、轮廓清晰度和表面光洁度。
3、本发明中模样和砂箱使用寿命长因模样有塑料薄膜保护，拔模力很小，只有微震且不受高温高压作用，所以模样不易变形和损坏，并且造型及浇注过程中产生的微量气体大都被真空泵抽走，空气污染小。
附图说明
图1为本发明提出的一种球墨铸铁铸件V法铸造工艺的工艺流程图；
图2为本发明提出的一种球墨铸铁铸件V法铸造工艺的制芯造型处理流程图；
图3为本发明提出的一种球墨铸铁铸件V法铸造工艺的熔炼浇注处理流程图；
图4为本发明提出的一种球墨铸铁铸件V法铸造工艺的注塑机尾板零件铸造工艺布置图；
图5为图4中注塑机尾板零件铸造冒口处安装结构图。
图中：1、砂箱；2、冒口；3、冷铁；4、水管。
具体实施方式
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。
参照图1-5，一种球墨铸铁铸件V法铸造工艺，包括以下步骤：
S1、选材
根据计算机辅助软件绘制出所需铸造的零件图，并设计出与之适配的上、下砂箱，根据砂箱的尺寸和结构设抽气箱，根据零件图选择砂型所需芯盒组以及砂型处理时上、下模样，并选择适量的冷铁、冒口、排气片和水管。
S2、制芯造型
a)干砂制芯：根据步骤S1中选取的芯盒组，选择干砂，制备出相应的砂芯备用；
b)上砂箱造型：选取步骤S1中选取的上模样，将上模样放置于分型板上并对上模样的表面进行覆膜处理，并在表面喷涂料、烘烤，选择步骤S1中的上砂箱放置于分型板上，对浇口进行布置并安装冷铁、冒口以及排气片，放入干砂并将其震实，对干砂表面刮平并覆膜处理，通过抽气箱对砂型内部进行抽真空处理，完成对上砂箱的造型；
c)下砂箱造型：选取步骤S1中选取的下模样，对上模样的表面进行覆膜处理，并在表面喷涂料、烘烤，经覆膜烘烤后的下模样放置于下砂箱上，安放冷铁和水管，放入干砂并将其震实，对干砂表面刮平并覆膜处理，通过抽气箱对砂型内部进行抽真空处理，完成对下砂箱的造型；
d)取型合箱：将上砂箱内上模样和下砂箱内的下模样取出，并将砂芯分别放置于型腔内部，并对上砂箱与下砂箱进行合箱处理。
S3、熔炼浇注
e)熔炼处理：将球墨铸铁放入至熔炼炉中进行熔炼处理并调整其化学成分，熔炼完成后出炉，球化反应完毕后进行扒渣处理；
f)浇注保压：对扒渣处理完成的原料向步骤S2中合箱处理完成的砂箱内浇注，并对其进行保压处理；
S4、开箱取件
对步骤S3中保压完成的砂箱进行降温处理，并将上下砂箱打开，进行落砂取件；
S5、精细处理
对步骤S4中的铸件进行清理、打磨精整处理，并对铸件进行检测，检测合格后对其进行涂装防护。
步骤S2中覆膜处理采用的薄膜采用EVA塑料薄膜，厚度为 0.18mm。
步骤S2中浇口尺寸为：直浇口φ120；横浇口(95+88)×100；φ50×4；内浇口6-200×200×40。
步骤S2中上砂箱造型以及下砂箱造型处理中造型抽真空负压值为0.055-0.065MPa，干砂采用不含粘结剂的干砂，造型震实时间为 180s。
步骤S3中熔炼处理时具体操作为调整化学成份合格升温至 1520℃炉内静置10分钟，采用冲入法方式处理，铁水包预热后加入 1.2％无稀土球化剂压平捣实，再加入铈0.046％和0.017％锑，上面覆盖薄钢片捣实，原料出炉温度1450-1460℃出铁，出铁槽冲入0.2％孕育剂，球化反应完毕后进行扒渣处理。
步骤S3中控制铁液成分：保持碳大于3.9％；磷含量小于0.08％；残留镁量小于0.07％；采用稀土镁合金来处理，稀土氧化物残余量控制在0.02％～0.04％，具体的，提高碳量，增大了石墨化膨胀，可减少缩孔缩松，此外，提高碳还可提高球铁的流动性，有利于补缩；铁液中含磷量交底，使凝固范围缩小，同时低熔点磷共晶在最后凝固时得到补给，以及使铸件外壳变强，从而降低缩孔、缩松产生的倾向。
步骤S3中浇注处理时抽气箱内负压为0.065-0.075MPa，浇注温度1340-1360℃，浇注时间80-100s，浇注完成处理后保压时间为 2.5h。
步骤S3中浇注保压处理时铸件在凝固中过程中从冒口不断地补充高温金属液处理。
步骤S5中对铸件检测种类包括表面硬度检测、单铸试棒、附铸试块检测、金相检测和切片检测，对铸件进行多项检测处理，从而保证厚大断面铸件在铸造时符合铸造要求。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种球墨铸铁铸件V法铸造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、选材
根据计算机辅助软件绘制出所需铸造的零件图，并设计出与之适配的上、下砂箱，根据砂箱的尺寸和结构设抽气箱，根据零件图选择砂型所需芯盒组以及砂型处理时上、下模样，并选择适量的冷铁、冒口、排气片和水管；
S2、制芯造型
a）干砂制芯：根据步骤S1中选取的芯盒组，选择干砂，制备出相应的砂芯备用；
b）上砂箱造型：选取步骤S1中选取的上模样，将上模样放置于分型板上并对上模样的表面进行覆膜处理，并在表面喷涂料、烘烤，选择步骤S1中的上砂箱放置于分型板上，对浇口进行布置并安装冷铁、冒口以及排气片，放入干砂并将其震实，对干砂表面刮平并覆膜处理，通过抽气箱对砂型内部进行抽真空处理，完成对上砂箱的造型；
c）下砂箱造型：选取步骤S1中选取的下模样，对上模样的表面进行覆膜处理，并在表面喷涂料、烘烤，经覆膜烘烤后的下模样放置于下砂箱上，安放冷铁和水管，放入干砂并将其震实，对干砂表面刮平并覆膜处理，通过抽气箱对砂型内部进行抽真空处理，完成对下砂箱的造型；
d）取型合箱：将上砂箱内上模样和下砂箱内的下模样取出，并将砂芯分别放置于型腔内部，并对上砂箱与下砂箱进行合箱处理；
步骤S2中覆膜处理采用的薄膜采用EVA塑料薄膜，厚度为0.18mm；
步骤S2中上砂箱造型以及下砂箱造型处理中造型抽真空负压值为0.055-0.065MPa，干砂采用不含粘结剂的干砂，造型震实时间为180s；
S3、熔炼浇注
e）熔炼处理：将球墨铸铁放入至熔炼炉中进行熔炼处理并调整其化学成分，熔炼完成后出炉，球化反应完毕后进行扒渣处理；
f）浇注保压：对扒渣处理完成的原料向步骤S2中合箱处理完成的砂箱内浇注，并对其进行保压处理；
步骤S3中熔炼处理时具体操作为调整化学成份合格升温至1520℃炉内静置10分钟，采用冲入法方式处理，铁水包预热后加入1.2%无稀土球化剂压平捣实，再加入铈0.046%和0.017%锑，上面覆盖薄钢片捣实，原料出炉温度1450-1460℃出铁，出铁槽冲入0.2%孕育剂，球化反应完毕后进行扒渣处理；
步骤S3中控制铁液成分：保持碳大于3.9%；磷含量小于0.08%；残留镁量小于0.07%；采用稀土镁合金来处理，稀土氧化物残余量控制在0.02%～0.04%；
步骤S3中浇注处理时抽气箱内负压为0.065-0.075MPa，浇注温度1340-1360℃，浇注时间80-100s，浇注完成处理后保压时间为2.5h；
步骤S3中浇注保压处理时铸件在凝固中过程中从冒口不断地补充高温金属液处理；
S4、开箱取件
对步骤S3中保压完成的砂箱进行降温处理，并将上下砂箱打开，进行落砂取件；
S5、精细处理
对步骤S4中的铸件进行清理、打磨精整处理，并对铸件进行检测，检测合格后对其进行涂装防护；
步骤S5中对铸件检测种类包括表面硬度检测、单铸试棒、附铸试块检测、金相检测和切片检测。
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