CN115283621A - 一种铸件的发热补贴、制备方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铸件的发热补贴、制备方法及应用，发热补贴按照材料质量百分比包括：发热剂22％‑27％、保温材料20％‑25％、耐火骨料18％‑23％、粘结剂20％‑25％、助燃剂3.5％‑4.5％及氧化剂3％‑4％。本发明提供的铸件的发热补贴满足铸件的补缩需求，浇注成型落砂后，发热补贴自行脱落，便于清理，显著地减少后序的毛坯清理、机加工的工作量。采用了发热补贴生产的铸件降低了重量，铸造工艺出品率得到了提升，降低了机加工作量和时间，总体降低了铸件的生产成本。

Description

一种铸件的发热补贴、制备方法及应用

技术领域

本发明涉及铸件补缩技术领域，更具体的说是涉及一种铸件的发热补贴、制备方法及应用。

背景技术

随着铸造业的发展，高质量、低成本成为铸造行业的核心。在铸件补缩方面，传统的铸造工艺利用金属补贴达到满足铸件的补缩的要求，但是对于结构复杂的铸件采用金属补贴后，对后序的清理、机加工影响较大，且成本较高。

因此，如何提供一种方便清理的铸件发热补贴，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。

为此，首先，本发明的一个目的在于提出一种铸件的发热补贴，解决现有金属补贴不容易清理的问题。

本发明提供了一种铸件的发热补贴，按照材料质量百分比包括：发热剂22％-27％、保温材料20％-25％、耐火骨料18％-23％、粘结剂20％-25％、助燃剂3.5％-4.5％及氧化剂3％-4％。

进一步地，所述发热剂为铝粉，所述保温材料为漂珠，所述耐火骨料为高铝矾土，所述粘结剂为玻璃水，所述助燃剂为氟铝酸钾，所述氧化剂为硝酸钾。

本发明另外一个目的在于还提供了一种铸件的发热补贴的制备方法，包括以下步骤：

S1、根据工艺要求配比混合发热保温材料，各材料的质量百分比：漂珠20％-25％、高铝矾土18％-23％、铝粉22％-27％、氟铝酸钾3.5％-4.5％、硝酸钾3％-4％、玻璃水20％-25％称重，然后将漂珠、高铝矾土、铝粉、氟铝酸钾及硝酸钾混合均匀，再加入玻璃水混合搅拌均匀；

S2、将模具外模拼接好，模具内使用表面刷脱模剂，要求涂刷均匀，风干后准备制型；

S3、将混合好的发热保温材料填充到模具，填充过程进行舂实，填料顶面刮平；

S4、在填料顶面用铁芊扎出充气孔，孔径4-5mm，深度18-20mm，从充气孔通入二氧化碳气体，通气时间为50-65s，发热保温材料硬化后震动模具并分开外模，获得成型的发热补贴结构。

本发明还提供了发热补贴在铁路机车轴箱体铸造中的应用方法，采用树脂砂制芯，按照预埋定位，铸造造型前将发热补贴结构预埋到芯盒的相应定位位置，填砂舂实，经过25-30分钟后砂芯硬化，起模获得带有发热补贴预埋结构的树脂砂芯；将砂芯刷涂烘烤后下芯，合箱后进行浇注。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供的铸件的发热补贴满足铸件的补缩需求，浇注成型落砂后，发热补贴自行脱落，便于清理，显著地减少后序的毛坯清理、机加工的工作量。采用了发热补贴生产的铸件降低了重量，铸造工艺出品率得到了提升，降低了机加工作量和时间，总体降低了铸件的生产成本。

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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1示出了发热补贴模具结构示意图；

图2示出了发热补贴模具爆炸图；

图3示出了发热补贴结构的实样效果图；

图4示出了造型预埋发热补贴结构的芯子实样效果图；

图5示出了产品下芯后实样效果图；

图6示出了产品成型落砂后实样效果图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

由于现有的金属补贴不容易清理，对后续机加工影响大，且成本较高，因此本发明实施例采用发热补贴代替金属补贴，采用的发热补贴以铝粉作为发热剂、以钾盐为氧化剂、以氟铝酸钾为助燃剂、以漂珠为保温材料、以高铝矾土为耐火骨料、以水玻璃为粘结剂，以通入二氧化碳气体固化。并且根据铸件需求设计出发热补贴成型模具。满足铸件的补缩需求，浇注成型落砂后，发热补贴自行脱落，便于清理，显著地减少后序的毛坯清理、机加工的工作量。

上述发热补贴材料质量配比为：漂珠20％-25％、高铝矾土18％-23％、铝粉22％-27％、氟铝酸钾3.5％-4.5％、硝酸钾3％-4％、玻璃水20％-25％，通过水玻璃气硬法硬化，通入二氧化碳的时间为50-65秒。

具体而言，参见以下实施例。

实施例1：

第一步、根据工艺要求配比混合发热保温冒口材料。配制发热材料2kg，各材料的质量占比为：漂珠20％、高铝矾土23％、铝粉27％、氟铝酸钾4％、硝酸钾3％、玻璃水23％，即加入量分别为：漂珠400g、高铝矾土460g、铝粉540g、氟铝酸钾80g、硝酸钾60g、玻璃水460g。先将称量好的漂珠、高铝矾土、铝粉、氟铝酸钾、硝酸钾混合均匀，再加入玻璃水混合搅拌均匀；

第二步、将发热补贴模具外模拼接好，其中，参见附图1和2，将发热补贴100的成型芯盒各组件清理干净，发热补贴成型芯盒包括补贴一模101，和与补贴一模101配合的补贴二模102，补贴一模101和补贴二模102底部连接底座104，并通过芯盒紧固件103连接，组装过程为对接补贴一模101和补贴二模102的平面，通过定位块105和定位槽106配合定位；使用螺纹杆及紧固卡将芯盒夹紧，紧固卡顺时针旋转为紧固方向，紧固过程后保证贴合面不留缝隙。

在模具内表面刷脱模剂，要求涂刷均匀，风干后准备制型；

第三步、将混合后的发热保温材料填充到模具，填充过程进行舂实，填料顶面刮平；

第四步、在填料顶面用铁芊扎出充气孔，孔径约5mm，深度约20mm，从充气孔通入二氧化碳气体，通气时间为55秒，发热材料硬化后震动模具并分开模具，获得成型的发热补贴块(参见图3)；

第五步、采用树脂砂制芯，按照预埋定位，铸造造型前将发热补贴块预埋到芯盒的相应定位位置，填砂舂实，经过28分钟后砂芯硬化，起模获得带有发热补贴预埋块的树脂砂芯(参见图4)。将砂芯刷涂烘烤后下芯(参见图5)，合箱后进行浇注。产品成型落砂后参见附图6。

实施例2：

第一步、根据工艺要求配比混合发热保温冒口材料。配制发热材料2kg，各材料的质量占比为：漂珠25％、高铝矾土19％、铝粉27％、氟铝酸钾4.5％、硝酸钾3.5％、玻璃水21％，即加入量分别为：漂珠500g、高铝矾土380g、铝粉540g、氟铝酸钾90g、硝酸钾70g、玻璃水420g。先将称量好的漂珠、高铝矾土、铝粉、氟铝酸钾、硝酸钾混合均匀，再加入玻璃水混合搅拌均匀；

第二步、将模具外模拼接好，模具内表面刷脱模剂，要求涂刷均匀，风干后准备制型；

第三步、将混合好的发热保温材料填充到模具，填充过程进行舂实，填料顶面刮平；

第四步、在填料顶面用铁芊扎出充气孔孔，孔径约5mm，深度约20mm，从充气孔通入二氧化碳气体，通气时间为61秒，发热材料硬化后震动模具并分开外模，获得成型的发热补贴块(参见图3)；

第五步、采用树脂砂制芯，按照预埋定位，铸造造型前将发热补贴块预埋到芯盒的相应定位位置，填砂舂实，经过25分钟后砂芯硬化，起模获得带有发热补贴预埋块的树脂砂芯(参见图4)。将砂芯刷涂烘烤后下芯(参见图5)，合箱后进行浇注。产品成型落砂后参见附图6。

实施例3：

第一步、根据工艺要求配比混合发热保温冒口材料。配制发热材料2kg，各材料的质量占比为：漂珠20％、高铝矾土23％、铝粉25％、氟铝酸钾3.5％、硝酸钾4％、玻璃水24.5％，即加入量分别为：漂珠400g、高铝矾土460g、铝粉500g、氟铝酸钾70g、硝酸钾80g、玻璃水490g。先将称量好的漂珠、高铝矾土、铝粉、氟铝酸钾、硝酸钾混合均匀，再加入玻璃水混合搅拌均匀；

第二步、将模具外模拼接好，模具使用表面刷脱模剂，要求涂刷均匀，风干后准备制型；

第三步、将混合好的发热补贴材料填充到模具，填充过程进行舂实，填料顶面刮平；

第四步、在填料顶面用铁芊扎出充气孔，孔径约5mm，深度约20mm，从充气孔通入二氧化碳气体，通气时间为63秒，发热材料硬化后震动模具并分开外模，获得成型的发热补贴块(参见图3)；

第五步、采用树脂砂制芯，按照预埋定位，铸造造型前将发热补贴块预埋到芯盒的相应定位位置，填砂舂实，经过27分钟后砂芯硬化，起模获得带有发热补贴预埋块的树脂砂芯(参见图4)。将砂芯刷涂烘烤后下芯(参见图5)，合箱后进行浇注。产品成型落砂后参见附图6。

通过上述操作过程获得三种不同配比的发热补贴块，将发热补贴块应用到生产中。对浇注后的铸件进行对比，三种产品的毛坯射线探伤结果都合格，但实施例2所生产的铸件，其发热补贴应用位置钢水侵蚀较严重，主要原因为高铝矾土作为耐火骨料，当耐火骨料含量较低时，发热补贴的耐火度不足，与钢水接触后烧结，将影响产品质量。

因此，在生产应用时，高铝矾土的使用量范围将控制在上限。与原金属补贴工艺相比，采用发热补贴工艺生产的铸件，每件轴箱体毛坯重量减轻12.3公斤，铸造工艺出品率由52％提升到60％，且毛坯的割口工时平均每件减少5分钟，机加工总工时减少15分钟，每件总成本降低15％以上。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种铸件的发热补贴，其特征在于，按照材料质量百分比包括：发热剂22％-27％、保温材料20％-25％、耐火骨料18％-23％、粘结剂20％-25％、助燃剂3.5％-4.5％及氧化剂3％-4％。

2.根据权利要求1所述的一种铸件的发热补贴，其特征在于，所述发热剂为铝粉，所述保温材料为漂珠，所述耐火骨料为高铝矾土，所述粘结剂为玻璃水，所述助燃剂为氟铝酸钾，所述氧化剂为硝酸钾。

3.一种铸件的发热补贴的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、根据工艺要求配比混合发热保温材料，各材料的质量百分比：漂珠20％-25％、高铝矾土18％-23％、铝粉22％-27％、氟铝酸钾3.5％-4.5％、硝酸钾3％-4％、玻璃水20％-25％称重，然后将漂珠、高铝矾土、铝粉、氟铝酸钾及硝酸钾混合均匀，再加入玻璃水混合搅拌均匀；

S2、将模具外模拼接好，模具内使用表面刷脱模剂，要求涂刷均匀，风干后准备制型；

S3、将混合好的发热保温材料填充到模具，填充过程进行舂实，填料顶面刮平；

S4、在填料顶面用铁芊扎出充气孔，孔径4-5mm，深度18-20mm，从充气孔通入二氧化碳气体，通气时间为50-65s，发热保温材料硬化后震动模具并分开外模，获得成型的发热补贴结构。

4.发热补贴在铁路机车轴箱体铸造中的应用方法，其特征在于，采用树脂砂制芯，按照预埋定位，铸造造型前将发热补贴结构预埋到芯盒的相应定位位置，填砂舂实，经过25-30分钟后砂芯硬化，起模获得带有发热补贴预埋结构的树脂砂芯；将砂芯刷涂烘烤后下芯，合箱后进行浇注。

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