CN115815523A - 壳型铸造工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种壳型铸造工艺方法，采用腊基材料按照铸件形状进行制模，得到相应的蜡模，蜡模的芯部设有一个可以使加热管自由进出的管道；在蜡模的表面涂上涂料，形成模壳；将加热管伸入所述蜡模芯部的管道中，开始升温、熔蜡，并排出，得到形成空壳的模壳；将所述模壳进行组箱，然后再抽真空浇铸。与熔模铸造工艺相比，本发明设备投资小，开箱落件壳型冷却后自行脱落，清理简单，且其表面再无增碳现象，铸件的化学成分和力学性能都可控，确保铸件产品性能的稳定性；与树脂砂壳型铸造工艺相比，铸件无分型面和披锋，简化铸件清理工艺，且浇注过程无烟雾排出；与石膏型树脂砂壳型铸造工艺相比，其模壳透气性好，导热良好，不会造成铸件晶粒粗大。

Description

壳型铸造工艺方法

技术领域

本发明涉及机械铸造技术领域，尤其是一种壳型铸造工艺方法。

背景技术

现有壳型铸造工艺主要有消失模铸造工艺、熔模铸造工艺、树脂砂壳型铸造工艺和石膏型铸造工艺等。

其中，现有的消失模铸造工艺是将泡沫做成铸件和浇道的形状尺寸，表面涂有一定厚度的涂料，装入砂箱后填充原砂，浇注时通过负压抽出泡沫汽化产生的烟雾，部分烟雾从浇口和冒口排除，部分进入除尘系统，其余部分对环境和人员的健康造成威胁。以此同时，泡沫高温汽化的残留物主要是碳和碳的化合物，浇注后碳通过扩散进入金属液，形成增碳。经检验发现，中低碳钢或中低碳合金钢消失模铸造件表面增碳可超过0.5%，局部区域超过0.7%，增碳层厚度可超过0.5mm，严重者可超过1mm，而此类铸件碳含量一般控制在0.3%以内，增碳比例远超控制范围，造成铸件成分偏析、铸件开裂、性能不均分问题。

熔模铸造工艺的过程较繁琐，包括制蜡、组蜡、挂涂料、风干、脱蜡、焙烧等过程；脱蜡方式通常为热水脱蜡、蒸汽脱蜡或闪烧脱蜡，都是从外向内将蜡模熔化，蜡模受热膨胀较大，对模壳的强度要求较高，因此模壳使用水玻璃或硅溶胶等材料制成，浇注前模壳需用焙烧炉高温焙烧，能耗较大，浇注后壳型残留严重，清理困难，整体设备投资较大。

树脂砂壳型铸造工艺是将铸件沿不同分型面分型，其中还可能涉及镶块、滑块等，模具成本高，浇注后的产品存在分型线和披锋，增加打磨工作量，且浇注过程树脂燃烧产生大量烟雾，气味刺鼻，污染严重。

石膏型铸造工艺由于壳型导热差，导致浇注后的铸件晶粒粗大，力学性能较差，且壳型耐高温性能不足，仅限于浇注温度1300℃以下合金，无法实现铸钢、铸铁等高温合金铸造。

综上所述，现有的壳型铸造工艺都存在一些不足之处。

发明内容

本发明提供一种壳型铸造工艺方法，该壳型铸造工艺方法可以克服上述消失模铸造工艺、熔模铸造工艺、树脂砂壳型铸造工艺和石膏型铸造工艺存在的不足之处。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

它包括以下步骤：

A. 采用腊基材料按照铸件形状进行制模，得到相应的蜡模，所述蜡模的芯部设有一个可以使加热管自由进出的管道；

B. 制模完成以后，在所述蜡模的表面涂上涂料，形成模壳；

C. 涂完涂料后，将加热管伸入所述蜡模芯部的管道中，开始升温、熔蜡，并把已经液化的蜡基材料通过该管道排出，得到形成空壳的模壳；

D.将所述模壳进行组箱，然后再抽真空浇铸。

上述技术方案中，更具体的技术方案还可以是：所述模壳包括面层和背层。

进一步的，所述面层为水基涂料层。

进一步的，所述背层为纤维强化层。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

1. 本发明结合了消失模铸造和熔模铸造的各自优点，又摒弃了他们各自的缺点，再通过优化脱蜡方法，实现了一个全新的铸造工艺。

2. 本发明铸造工艺方法简单、材料可以循环利用，环保、无污染，铸件性能稳定、可控。

3. 与熔模铸造工艺相比，本发明设备投资小，开箱落件壳型冷却后自行脱落，清理简单，且其表面再无增碳现象，铸件的化学成分和力学性能都可控，确保铸件产品性能的稳定性；与树脂砂壳型铸造工艺相比，铸件无分型面和披锋，简化铸件清理工艺，且浇注过程无烟雾排出；与石膏型树脂砂壳型铸造工艺相比，其模壳透气性好，导热良好，不会造成铸件晶粒粗大。

4.现有消失模铸造生产工艺流程中，需要使用大量泡沫作为填充料，经铸造高温燃烧后排出大气，造成大量资源浪费和严重环境污染，而本发明通过将蜡模取代泡沫制作铸件模型，并通过将加热管伸入蜡模芯部的管道将蜡模由内向外溶解排出后形成空壳，实现的是一个空壳铸造，避免了资源的浪费和环境污染。

5.现有熔模铸造生产采用的是高温蒸汽排蜡，工艺复杂、能耗高、应用受限等缺点，本发明通过将加热管伸入蜡模芯部的管道中直接加热蜡基材料，热利用率高，腊基材料循环利用，能耗大幅度减少，节约能源。

6.本发明通过将蜡模作为消失模的铸件模型，并通过将加热管伸入蜡模芯部的管道将蜡模由内向外溶解排出，因此不会造成模壳开裂，而模壳面层涂料为消失模水基涂料，涂料背层附有纤维布强化层，保证埋砂和浇注过程模壳的完整性。

附图说明

图1是本发明实施例步骤B的示意图。

图2是本发明实施例步骤C的示意图。

图3和图4是本发明实施例步骤D的示意图。

图中标识： 1——蜡模、2——管道、3——模壳、4——加热管、5——砂箱、6——型砂、7——铸件、8——真空管。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详述：

它包括以下步骤：

A.采用腊基材料按照铸件形状进行制模，得到相应的蜡模1，即采用腊基材料取代消失模铸造工艺中的泡沫作为制模用的填充剂，从而解决消失模铸造过程中泡沫燃烧、汽化对环境造成污染，对人员健康存在威胁，使铸件表层增碳造成铸件成分偏析、开裂、性能不均等技术问题；同时，蜡模1的芯部设有一个可以使加热管自由进出的管道2，这样的管道2可以将加热管伸入蜡模1芯部并将蜡模加热溶解排出，从而解决了熔模铸造工艺采用的是高温蒸汽排蜡，工艺复杂、能耗高、应用受限等缺点；

B. 如图1所示，制模完成以后，在蜡模1的表面涂上水基涂料，层数可根据铸件材质、形状、大小等进行选择，形成模壳3的面层，然后在面层上附上纤维布强化层作为背层，从而制成模壳3，这样结构的模壳3可以有效的防止模壳3开裂，还可以有效的保证组箱时埋砂和浇注过程模壳3的完整性；

C. 如图2所示，涂完涂料后，将加热管4伸入蜡模1芯部的管道2中，从蜡模1芯部开始升温、熔蜡，并及时把已经液化的蜡基材料通过该管道2排出，得到形成空壳的模壳3；

D. 如图3和图4所示，将模壳3放入砂箱5中，填充入型砂6，然后通过箱子底部的真空管8进行抽真空浇铸，形成铸件7。

需要说明的是：以上实施例进用于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种进行等同替换；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 (4)

1.一种壳型铸造工艺方法，其特征在于包括以下步骤：

A. 采用腊基材料按照铸件形状进行制模，得到相应的蜡模，所述蜡模的芯部设有一个可以使加热管自由进出的管道；

B. 制模完成以后，在所述蜡模的表面涂上涂料，形成模壳；

C. 涂完涂料后，将加热管伸入所述蜡模芯部的管道中，开始升温、熔蜡，并把已经液化的蜡基材料通过该管道排出，得到形成空壳的模壳；

D.将所述模壳进行组箱，然后再抽真空浇铸。

2.根据权利要求1所述的壳型铸造工艺方法，其特征在于：所述模壳包括面层和背层。

3.根据权利要求1或2所述的壳型铸造工艺方法，其特征在于：所述面层为水基涂料层。

4.根据权利要求3所述的壳型铸造工艺方法，其特征在于：所述背层为纤维强化层。

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