一種消失模鑄造生產(chǎn)低碳鋼上芯盤、沖擊座加工方法
【專利摘要】一種消失模鑄造生產(chǎn)低碳鋼上芯盤、沖擊座加工方法，用泡沫聚苯乙烯EPS制成與鑄件形狀相同但尺寸略大的發(fā)泡件，表面進行多次涂掛耐火材料涂層，然后將其放置在非粘結性的型砂中進行澆鑄，利用熔融金屬的高溫使泡沫聚苯乙烯EPS發(fā)泡件燃燒氣化，結合抽真空和邊澆注邊振動，金屬液取代發(fā)泡件即形成了鑄件。將消失模鑄造技術運用于制造上芯盤、沖擊座，不僅可以消除其組織缺陷，提高致密度和抗疲勞強度，而且尺寸精度高，減少清理，節(jié)省加工時間，組織致密，可實現(xiàn)大規(guī)模、大批量生產(chǎn)，自動化程度高，可以大大改善作業(yè)環(huán)境，與傳統(tǒng)的上芯盤、沖擊座的工藝技術相比，消失模鑄造技術具有無與倫比的優(yōu)勢，具有廣闊的前景。
【專利說明】
一種消失模鑄造生產(chǎn)低碳鋼上芯盤、沖擊座加工方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及鑄造【技術領域】，具體涉及一種消失模鑄造生產(chǎn)低碳鋼上芯盤、沖擊座加工方法。

【背景技術】
[0002]沖擊座是鐵路車輛上的一個重要承載和需要耐沖擊零件，以往都是采用砂型鑄造工藝，普遍存在表面光滑度差、尺寸精度低、縮松皮下氣孔和夾雜特別是裂紋等缺陷，對該產(chǎn)品的沖擊韌性、疲勞強度等力學性能指標帶來不利影響。上芯盤具有體積大，屬小批量生產(chǎn)，要求內(nèi)部組織致密，強度高，抗疲勞強度高的特點。由于鍛件在內(nèi)部組織和力學性能方面具有較強優(yōu)勢，因此，在重載鐵路車輛上往往采用鍛造技術制造關鍵零部件。運用鍛造技術生產(chǎn)上芯盤、沖擊座雖然能有效改善普遍存在的偏析、夾雜、縮松裂紋等問題，但是由于二者形狀極為復雜，采用鍛造幾乎不可能成型，且對鍛模及設備的要求極高，因此制造上芯盤、沖擊座的工藝需要進一步改善和提高。
[0003]熔模鑄造技術也可以用于不銹鋼上芯盤、沖擊座的制造。通常是指將易熔材料制成模樣，在摸樣表面包覆若干層耐火材料制成型殼，再將模樣熔化排出型殼，從而獲得無分型面的鑄型，經(jīng)高溫焙燒后即可填砂澆注的鑄造方法。而由于上芯盤、沖擊座屬于低碳鋼，采用傳統(tǒng)的鑄造工藝，產(chǎn)品存在組織缺陷、致密度和抗疲勞強度均較差，而且鑄造過程處理起來十分復雜。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所解決的技術問題在于提供一種消失模鑄造生產(chǎn)低碳鋼上芯盤、沖擊座加工方法，從而解決上述【背景技術】中的問題。
[0005]本發(fā)明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現(xiàn):
一種消失模鑄造生產(chǎn)低碳鋼上芯盤、沖擊座加工方法，包括如下步驟:
(1)制作泡沫模型模具；
(2)采用EPS聚苯乙烯顆粒通過預發(fā)泡機進行預發(fā)泡，得到預發(fā)的珠粒；
(3)將預發(fā)的珠粒通過成型機注入模具，通過蒸汽加熱進行再次發(fā)泡，發(fā)泡完全后將模樣冷卻后取出；
(4)將成型后的模樣進行烘干72小時讓模樣充分脫水；
(5)將澆冒系統(tǒng)與模樣進行粘接；
(6)配置特殊耐火涂料，進行浸涂，浸涂是指將“澆冒系統(tǒng)整體粘貼在模樣”上后整體浸涂，目的是將特殊耐火涂料均勻涂在模樣的表面，后入烘干房進行烘干，得到烘干后的產(chǎn)品;
(7)將專用砂箱放置在振動臺上進行放砂，振動抹平；
(8)將步驟(6)中烘干后的產(chǎn)品放置于砂箱內(nèi)，放砂振動，緊實后蒙上塑料薄膜；并再填砂 80mm_10mm ； (9)放置澆口杯后，套上橡皮管開啟真空泵；
(10)將填砂緊實后的砂箱中的泡沫點燃，通氧，以便泡沫完全燃燒，從而達到減少碳殘留的目的；
(10)熔煉鋼水進行澆注；
(11)在澆注過程中采取在振動的情況下澆注；
(12)鑄件凝固過程中，逐步調(diào)整負壓以改善砂型的退讓性，從而可以避免鑄件在凝固過程中因收縮受阻而產(chǎn)生裂紋。
[0006]作為一種改進，所述特殊耐火涂料為高鋁耐火粉和粘結劑。
[0007]作為一種改進,所述特殊耐火涂料涂層的厚度為2_3mm。
[0008]本發(fā)明提供的消失模鑄造是一項精確成型的鑄造新方法，在消失模鑄造中，用泡沫聚苯乙烯EPS制成與鑄件形狀相同但尺寸略大的發(fā)泡件，表面進行多次涂掛耐火材料涂層(涂層厚度控制在2-3mm)，然后將其放置在非粘結性的型砂中進行澆鑄，利用熔融金屬的高溫使泡沫聚苯乙烯EPS發(fā)泡件燃燒氣化，結合抽真空和邊澆注邊振動，金屬液取代發(fā)泡件即形成了鑄件。將消失模鑄造技術運用于制造上芯盤、沖擊座，不僅可以消除其組織缺陷，提高致密度和抗疲勞強度，而且尺寸精度高，減少清理，節(jié)省加工時間，組織致密，可實現(xiàn)大規(guī)模、大批量生產(chǎn)，自動化程度高，可以大大改善作業(yè)環(huán)境，與傳統(tǒng)的上芯盤、沖擊座的工藝技術相比，消失模鑄造技術具有無與倫比的優(yōu)勢，具有廣闊的前景。
[0009]由于采用了以上結構，本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明采用的是消失模鑄造技術，這種技術與傳統(tǒng)的鑄造技術相比具有無與倫比的優(yōu)勢，該方法具有型砂強度調(diào)整自如，鑄件致密度高，組織性能好，使用壽命提高的優(yōu)點，同時采取先燒后澆，泡沫在富氧的環(huán)境下充分燃燒，從而完全分解成CO2和H2O汽，產(chǎn)生的CO2和H2O汽通過負壓將其排出砂型外，通過富氧燃燒，泡沫己完全消失，形成空殼，從而避免澆注過程中因泡沫氣化不完全而導致鋼水增碳，從根本上打破了“消失模工藝不能鑄造低碳鋼”的神話。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明使用裝置的結構示意圖；
1、砂箱；2、干砂；3、第一燒口杯；4、第一冒口，5、第二冒口 6、第二燒口杯；7、直燒道；8、第一烘干后的產(chǎn)品；9、內(nèi)燒道；10、振動電機；11、管軸；12、彈簧；13、振動臺臺面；14、出氣管；15、弟_■供干后的廣品。

【具體實施方式】
[0011]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。
[0012]實施例1
一種消失模鑄造生產(chǎn)低碳鋼上芯盤、沖擊座加工方法，包括如下步驟:
(1)制作泡沫模型模具；
(2)采用EPS聚苯乙烯顆粒通過預發(fā)泡機進行預發(fā)泡，得到預發(fā)的珠粒；
(3)將預發(fā)的珠粒通過成型機注入模具，通過蒸汽加熱進行再次發(fā)泡，發(fā)泡完全后將模樣冷卻后取出；
(4)將成型后的模樣進行烘干72小時讓模樣充分脫水；
(5)將澆冒系統(tǒng)與模樣進行粘接；
(6)配置特殊耐火涂料，進行浸涂，浸涂是指將“澆冒系統(tǒng)整體粘貼在模樣”上后整體浸涂，目的是將特殊耐火涂料均勻涂在模樣的表面，后入烘干房進行烘干，得到烘干后的產(chǎn)品，特殊耐火涂料為聞招耐火粉和粘結劑，特殊耐火涂料涂層的厚度為2_ ；
(7)將專用砂箱放置在振動臺上進行放砂，振動抹平，使用的裝置如圖1所示；
(8)將步驟(6)中烘干后的產(chǎn)品放置于砂箱內(nèi)，放砂振動，緊實后蒙上塑料薄膜；并再填砂80mm ；
(9)放置澆口杯后，套上橡皮管開啟真空泵；
(10)將填砂緊實后的砂箱中的泡沫點燃，通氧，以便泡沫完全燃燒，從而達到減少碳殘留的目的；
(10)熔煉鋼水進行澆注；
(11)在澆注過程中采取在振動的情況下澆注；
(12)鑄件凝固過程中，逐步調(diào)整負壓以改善砂型的退讓性，從而可以避免鑄件在凝固過程中因收縮受阻而產(chǎn)生裂紋。
[0013]實施例2
一種消失模鑄造生產(chǎn)低碳鋼上芯盤、沖擊座加工方法，包括如下步驟:
(1)制作泡沫模型模具；
(2)采用EPS聚苯乙烯顆粒通過預發(fā)泡機進行預發(fā)泡，得到預發(fā)的珠粒；
(3)將預發(fā)的珠粒通過成型機注入模具，通過蒸汽加熱進行再次發(fā)泡，發(fā)泡完全后將模樣冷卻后取出；
(4)將成型后的模樣進行烘干72小時讓模樣充分脫水；
(5)將澆冒系統(tǒng)與模樣進行粘接；
(6)配置特殊耐火涂料，進行浸涂，浸涂是指將“澆冒系統(tǒng)整體粘貼在模樣”上后整體浸涂，目的是將特殊耐火涂料均勻涂在模樣的表面，后入烘干房進行烘干，得到烘干后的產(chǎn)品，特殊耐火涂料為聞招耐火粉和粘結劑，特殊耐火涂料涂層的厚度為3_ ；
(7)將專用砂箱放置在振動臺上進行放砂，振動抹平；
(8)將步驟(6)中烘干后的產(chǎn)品放置于砂箱內(nèi)，放砂振動，緊實后蒙上塑料薄膜；并再填砂10Omm ；
(9)放置澆口杯后，套上橡皮管開啟真空泵；
(10)將填砂緊實后的砂箱中的泡沫點燃，通氧，以便泡沫完全燃燒，從而達到減少碳殘留的目的；
(10)熔煉鋼水進行澆注；
(11)在澆注過程中采取在振動的情況下澆注；
(12)鑄件凝固過程中，逐步調(diào)整負壓以改善砂型的退讓性，從而可以避免鑄件在凝固過程中因收縮受阻而產(chǎn)生裂紋。
[0014]實施例3
一種消失模鑄造生產(chǎn)低碳鋼上芯盤、沖擊座加工方法，包括如下步驟: (1)制作泡沫模型模具；
(2)采用EPS聚苯乙烯顆粒通過預發(fā)泡機進行預發(fā)泡，得到預發(fā)的珠粒；
(3)將預發(fā)的珠粒通過成型機注入模具，通過蒸汽加熱進行再次發(fā)泡，發(fā)泡完全后將模樣冷卻后取出；
(4)將成型后的模樣進行烘干72小時讓模樣充分脫水；
(5)將澆冒系統(tǒng)與模樣進行粘接；
(6)配置特殊耐火涂料，進行浸涂，浸涂是指將“澆冒系統(tǒng)整體粘貼在模樣”上后整體浸涂，目的是將特殊耐火涂料均勻涂在模樣的表面，后入烘干房進行烘干，得到烘干后的產(chǎn)品，特殊耐火涂料為聞招耐火粉和粘結劑，特殊耐火涂料涂層的厚度為2.5mm ；
(7)將專用砂箱放置在振動臺上進行放砂，振動抹平；
(8)將步驟(6)中烘干后的產(chǎn)品放置于砂箱內(nèi)，放砂振動，緊實后蒙上塑料薄膜；并再填砂90mm ；
(9)放置澆口杯后，套上橡皮管開啟真空泵；
(10)將填砂緊實后的砂箱中的泡沫點燃，通氧，以便泡沫完全燃燒，從而達到減少碳殘留的目的；
(10)熔煉鋼水進行澆注；
(11)在澆注過程中采取在振動的情況下澆注；
(12)鑄件凝固過程中，逐步調(diào)整負壓以改善砂型的退讓性，從而可以避免鑄件在凝固過程中因收縮受阻而產(chǎn)生裂紋。
[0015]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種消失模鑄造生產(chǎn)低碳鋼上芯盤、沖擊座加工方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)制作泡沫模型模具； (2)采用EPS聚苯乙烯顆粒通過預發(fā)泡機進行預發(fā)泡，得到預發(fā)的珠粒； (3)將預發(fā)的珠粒通過成型機注入模具，通過蒸汽加熱進行再次發(fā)泡，發(fā)泡完全后將模樣冷卻后取出； (4)將成型后的模樣進行烘干72小時讓模樣充分脫水； (5)將澆冒系統(tǒng)與模樣進行粘接； (6)配置特殊耐火涂料，進行浸涂，浸涂是指將“澆冒系統(tǒng)整體粘貼在模樣”上后整體浸涂，目的是將特殊耐火涂料均勻涂在模樣的表面，后入烘干房進行烘干，得到烘干后的產(chǎn)品; (7)將專用砂箱放置在振動臺上進行放砂，振動抹平； (8)將步驟(6)中烘干后的產(chǎn)品放置于砂箱內(nèi)，放砂振動，緊實后蒙上塑料薄膜；并再填砂 80mm_10mm ； (9)放置澆口杯后，套上橡皮管開啟真空泵； (10)將填砂緊實后的砂箱中的泡沫點燃，通氧，以便泡沫完全燃燒，從而達到減少碳殘留的目的； (11)熔煉鋼水進行澆注； (12)在澆注過程中采取在振動的情況下澆注； (13)鑄件凝固過程中，逐步調(diào)整負壓以改善砂型的退讓性，從而可以避免鑄件在凝固過程中因收縮受阻而產(chǎn)生裂紋。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種消失模鑄造生產(chǎn)低碳鋼上芯盤、沖擊座加工方法，其特征在于:所述特殊耐火涂料為高鋁耐火粉和粘結劑。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種消失模鑄造生產(chǎn)低碳鋼上芯盤、沖擊座加工方法，其特征在于:所述特殊耐火涂料涂層的厚度為2-3mm。
【文檔編號】B22C9/04GK104162633SQ201310183607
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年5月17日 優(yōu)先權日:2013年5月17日
【發(fā)明者】顏學中, 王宇 申請人:湘潭三泰機械制造有限公司