CN1951596A - 一种热覆膜砂叠型铸造工艺 - Google Patents

Abstract

一种热覆膜砂叠型铸造工艺，涉及金属零件的铸造成型，包括制模、型砂制备、芯型制作、芯型成形、合模等步骤，制成的模型为金属模型，型砂制备中所用的原料是覆膜砂，成形强度高，流动性好，能够制造形状复杂的砂芯，砂芯表面质量好，其溃散性好，铸件容易清理。使用射芯机进行芯型制作和芯型成形，生产效率高，起模容易，砂型的尺寸精度高。由芯型叠加组成叠型浇注系统，在浇注时承压力大，填充力强，产量及成品率高，在保证质量的同时生产成本也有所下降，能够承担高精度小型铸件的大批量生产。

Description

一种热覆膜砂叠型铸造工艺

技术领域

本发明涉及一种用热覆膜砂制芯并叠加成无箱浇注系统铸造精度较高的零件的工艺方法，具体来说是一种热覆膜砂叠型铸造工艺。

背景技术

在铸造工业中用二氧化碳气体来吹硬以水玻璃作粘接剂的砂型来铸造比较精确的零件，特别是用金属模或塑料模，冷硬砂型成为所需的铸造浇注系统。再接着将液态金属浇注到组成的砂型系统中去，待金属冷却后成为铸造零件。

上述现有的水玻璃铸造工艺方法存在如下问题：1、现有的容器中通入二氧化碳的方法气体直接参与硬化反应的量少，因此硬化反映时间较长，至少需要几分钟或更长的时间才能完成整个砂型的硬化过程。2、二氧化碳硬化水玻璃砂强度低，导致水玻璃加入质量分数高达8％以上，浇注后芯型溃散性很差，铸件清砂极端困难。二氧化碳硬化时水玻璃砂易于过吹，而且硬化的水玻璃砂在存放过程中易于吸湿，表面形成白霜和粉化，表面强度下降。水玻璃旧砂再生非常困难，我国基本上不回用，增加了新砂用量，也造成环境污染。3、现有的砂型还要砂箱，合箱后组成的浇注系统皆采用平面摆放等待浇注。浇注时金属液体在系统型腔内流动压力不大、填充能力较低、易产生缺陷、还有占地面积大，不能有效的利用空间。4、潮模砂型用手工椿砂，然后用手工起模，起坏了要用手工修型两大步骤：工艺流程较长、人工操作、难以控制，而且浪费人力资源，工作效率低。

由于以上所述现有铸造技术存在的不足，使得砂型铸造方法难以大批量、低成本、高成品率地铸造精细尺寸精度的铸件。

发明内容。

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提出一种铸造精度高，成品率高，适于大批量生产，且成本较低的热覆膜砂叠型铸造工艺。

本发明的技术解决方案是：一种热覆膜砂叠型铸造工艺，包括制模、型砂制备、芯型制作、芯型成形、合模、浇注、清砂等步骤，制模制成的模型为金属模型，型砂制备中所用的原料是覆膜砂，使用射芯机进行芯型制作和芯型成形，合模时垂直叠放芯型，构成叠型浇注系统。

本发明中覆膜砂的粒度为70-140目，堆积密度为1.5-3.5克/毫升，安息角为25-35°，熔点为95-105℃。

本发明自动射芯机的射砂压力为0.25-0.45Mpa，模型预热温度为220-235℃，热固化时间为1-3分钟。

与原有铸造工艺相比本发明的有益效果是：

1、用覆膜砂代替二氧化碳吹硬化水玻璃作粘接剂的砂型，覆膜砂具有适宜的强度性能，既可制作高强度的壳芯覆膜砂，又可制作中强度的热芯盒覆膜砂，也可制作低强度非铁合金覆膜砂。覆膜砂的流动性好，制出的型芯轮廓清晰，组织致密，能够制造形状复杂的砂芯。其溃散性好，铸件容易清理。砂芯表面质量好，少上或不上涂料，就可得到较好的铸件表面质量。制作的砂芯抗吸湿性强，存放时间长，有利于贮存、运输和使用。

2、采用自动射芯机热固化成型方法生产覆膜砂芯型，效率高，起模容易，起模后砂型的尺寸精度高，只要首件复制件合格，其批量的产品即可达到尺寸要求，精度有一致性且尺寸稳定。

3、所使用的叠型浇注系统，浇注时承受的压力大，填充力强，产量及成品率高，适于铸造精度较高的零件，能承担高精度小型铸件的大批量生产。

4、所使用叠型铸造系统结构简单，系统同功能的部分可以集中使用，共用直浇道和横浇道，各层零部件型腔还共用过滤器、球化室等。在保证质量的同时生产成本也有所下降。

附图说明

图1是本发明的工艺流程框图

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述：

一种热覆膜砂叠型铸造工艺，包括制模、型砂制备、芯型制作、芯型成形、合模、浇注、清砂等步骤，制模制成的模型为金属模型，型砂准备中所用的原料是覆膜砂，覆膜砂的粒度为70-140目，堆积密度为1.5-3.5克/毫升，安息角为25-35°，熔点为95-105℃。使用射芯机进行芯型制作和芯型成形。自动射芯机的射砂压力为0.25-0.45Mpa，模型预热温度为220-235℃，热固化时间为1-3分钟。合模时垂直叠放芯型，构成叠型浇注系统。

实施例1

1、制模：根据铸造零件的图纸要求，加工金属模型，金属模型有良好的刚度和硬度，能够保证模型的形状和尺寸精度复制的一致性。

2、型砂制备：型砂采用长江造型材料有限公司生产的CFS70-2K型覆膜砂，覆膜砂的粒度为70目，堆积密度为2克/毫升，安息角为30°，熔点为95-105℃。覆膜砂的主要性能指标为灼减3.39％，热态抗弯3.33Mpa，常温抗弯7.95Mpa。

3、射芯机制型芯：采用Z946全自动射芯机，按照全自动射芯机操作步骤生产芯型，并作芯型检查。全自动射芯机的操作步骤为：

1)金属模准备：上模。

2)覆膜砂准备：向全自动射芯机砂斗中注覆膜砂200公斤，确保砂斗中有足量的覆膜砂使用。

3)供气：打开供气阀门，检查系统压力是否符合要求，确保系统压力达到0.55-0.7Mpa，射砂压力0.25-0.45Mpa范围以内。

4)供电：合上电源，电源指示灯亮。

5)电预热模具：按合格模按钮，使模具合拢，加热方式选择开关指向电加热，打开模具加热开关，将加热管供电调温控表调到预热温度为225℃。

6)为时间继电器定时。检查脱模剂罐内是否有足量的脱膜剂，向脱模剂罐内加注脱模剂。检查油雾器中是否有足量的油，按规程向油雾器内加油。

7)按左合模、右合模按钮，直至左右动模紧紧闭合

8)按下砂筒前进按钮，砂筒到位，供砂闸门自动关闭。

9)调整自动射芯机的射砂压力为0.35Mpa，按下射砂按钮，射砂开始。射砂停止2-3秒后，按下射头松动按钮，射头抬起，进行芯型固化，固化时间为1.5分钟。

10)待固化时间到，按左右开模按钮，人工取出芯型，芯型制作完成。

4、叠型合模：选一平面铁板作为合模底板，合模底板的四周有孔，可穿入锁紧螺杆。在合模底板上面铺约1毫米厚的围箱砂，用于调节多层芯型叠加后的平衡。再将芯型逐个垂直叠加排放，叠加的层数根据芯型的厚度和重量决定，以不炸箱为原则。在直浇口放过滤网，打修补胶，放浇口杯。在上层芯型顶部放置扁铁，扁铁的两端有孔，从上方穿入螺杆直至合模底板，用螺母将合模底板、多层叠加的芯型和扁铁锁紧成为一体，构成叠型浇注系统。叠型浇注系统中的各层芯型组成共用的直浇口，此直浇道连各层横浇口和内浇口。将叠型浇注系统放入围箱中，向围箱内填充围箱砂，以保证叠型浇注系统的整体强度。

5、浇注：将熔化的金属液体从浇口杯通过过滤网灌入叠型浇注系统中，下注到芯型的横浇道，进入内浇口，直至液体金属充填满铸件型腔中，浇口处有金属液体流出时，浇注停止。

6、清砂：待铸件冷却后，取出铸件进行清砂、打磨及后续加工，成为铸件成品。

实施例2

工艺步骤同实施例1，其中覆膜砂的粒度为90目，堆积密度为3克/毫升，安息角为25°，熔点为95-105℃。自动射芯机的射砂压力为0.35Mpa，模型预热温度为230℃，热固化时间为2分钟。

实施例3

工艺步骤同实施例1，其中覆膜砂的粒度为80目，堆积密度为2.5克/毫升，安息角为25°，熔点为95-105℃。自动射芯机的射砂压力为0.40Mpa，模型预热温度为230℃，热固化时间为2分钟。

本发明采用自动射芯机喷射覆膜砂生产芯型，效率高，起模容易，起模后砂型的尺寸精度高。所使用的叠型浇注系统，浇注时压力大，填充力强，所铸造零件的表面粗糙度可达Ra＝6.3-12.5um，尺寸精度可达CT7-CT8级，铸造精度较高。可以实现高精度小型零件的大批量生产。叠型浇注系统结构简单，使用方便，生产成本较低。按本发明工艺所制成的产品可以满足欧、美及北美地区订货商对铸件产品的质量要求。

Claims (3)

1.一种热覆膜砂叠型铸造工艺，包括制模、型砂制备、芯型制作、芯型成形、合模、浇注、清砂等步骤，其特征在于：制模制成的模型为金属模型，型砂制备中所用的原料是覆膜砂，使用射芯机进行芯型制作和芯型成形，合模时垂直叠放芯型，构成叠型浇注系统。

2.根据权利要求1所述的一种热覆膜砂叠型铸造工艺，其特征在于：覆膜砂的粒度为70-140目，堆积密度为1.5-3.5克/毫升，安息角为25-35°，熔点为95-105℃。

3.根据权利要求1所述的一种热覆膜砂叠型铸造工艺，其特征在于：自动射芯机的射砂压力为0.25-0.45Mpa，模型预热温度为220-235℃，热固化时间为1-3分钟。