本發(fā)明涉及一種鑄造方法，具體的說(shuō)是一種鐵砂和殼型相結(jié)合的鑄造方法。

背景技術(shù)：

鑄造是一種古老的成型方法，造型一個(gè)需要形狀的空腔，澆注金屬液，冷卻后形成鑄件。除傳統(tǒng)的粘土砂外，還有樹(shù)脂砂、水玻璃砂等，這些造型方法需要粘土、樹(shù)脂、水玻璃等粘接劑，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，造型出現(xiàn)了沒(méi)有粘接劑的V法造型，真空消失模等采用真空固定型砂的工藝。上述造型工藝均使用石英砂類的耐火材料作為造型的主材。

近年來(lái)出現(xiàn)了鐵型覆砂工藝，在余熱的鐵型上涂覆一層覆膜砂，合箱后澆注。該工藝有利于細(xì)化鑄態(tài)組織，尤其對(duì)于高硬度的耐磨鑄件而言，可以通過(guò)細(xì)化晶粒提高其沖擊韌性。本工藝適合于工業(yè)化大生產(chǎn)，以便與利用高溫金屬液的傳熱保持鐵型的溫度。對(duì)于小批量生產(chǎn)，鑄件形狀不同，由于更換不同的模型，需要對(duì)鐵型預(yù)熱，不利于生產(chǎn)組織。

鐵砂殼型在上世紀(jì)90年代出現(xiàn)，近年雖然得到發(fā)展，但由于覆膜砂成本問(wèn)題，沒(méi)有得到很好的推廣，只有在高端產(chǎn)品上使用該工藝方案。主要原因是殼型需要一定的強(qiáng)度，以抵抗鐵砂的側(cè)壓力，防止損壞，所以厚度較厚。覆膜砂是一次性使用，較厚的殼型覆膜砂成本較高，限制了其發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供了一種減少殼型厚度的鐵砂殼型鑄造方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：用覆膜砂在殼型機(jī)上制作殼型；將殼型組裝成組合殼型；將組合殼型定位在隨形砂箱中，在組合殼型與隨形砂箱的間隙用鐵砂填實(shí)，安裝澆口杯；澆注；工件冷卻后打開(kāi)或翻轉(zhuǎn)隨形砂箱落砂，取出工件；鐵砂經(jīng)回收后重復(fù)利用。

進(jìn)一步，組合殼型與隨形砂箱的間隙不大于100mm。

組合殼型定位可采用隨形砂箱結(jié)構(gòu)定位、或工裝定位或底層鐵砂定位。

鐵砂填實(shí)可以采用砂箱震動(dòng)填實(shí)、或真空緊實(shí)、或敲擊隨形砂箱震實(shí)等方式。

進(jìn)一步，隨形砂箱可組合裝配方式或焊接為一體，為加快工件冷卻速度，隨形砂箱也可通水冷卻。

鐵砂回收可采用磁選方法或?yàn)V網(wǎng)篩分方法將鐵砂和覆膜砂分開(kāi)，鐵砂回收重復(fù)利用，覆膜砂經(jīng)砂處理可作為樹(shù)脂砂的原料砂。

本發(fā)明取得的技術(shù)進(jìn)步是：

1、采用了隨形砂箱技術(shù)方案，鐵砂厚度均勻，減輕了鐵砂對(duì)殼型的側(cè)壓力，使得殼型厚度減小，降低了覆膜砂的用量和成本；

2、隨形砂箱的鐵砂厚度小，減少了鐵砂的應(yīng)用量，也降低了鐵砂的使用成本和處理成本；

3、 覆膜砂殼型厚度減小，鑄件冷卻較快，可以獲得更加細(xì)化的鑄態(tài)組織，對(duì)于耐磨材料而言，提高了其沖擊韌性，對(duì)于一般材質(zhì)的鑄件而言，提高了其綜合機(jī)械性能；

4、 砂箱同冷卻水，進(jìn)一步提高了鑄件的冷卻速度，從而提高了生產(chǎn)節(jié)奏和效率，同時(shí)杜絕了燙傷事故。

附圖說(shuō)明

圖1篦條鑄件組合殼型鐵砂造型俯視剖面示意圖；

圖2篦條鑄件組合殼型鐵砂造型右視剖面結(jié)構(gòu)定位示意圖；

圖3篦條鑄件組合殼型鐵砂造型右視剖面定位塊定位示意圖；

其中，1-隨形砂箱、 2-鐵砂、 3-組合殼型、4-內(nèi)澆道、 5-直澆道、6-鑄件空腔 、7-澆口杯 、8-定位塊、9-冷卻水空腔。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

燒結(jié)機(jī)篦條結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，中心線對(duì)稱，用殼型成型機(jī)分別制作兩個(gè)型殼，型殼帶有澆注系統(tǒng)，組裝后形成圖1和圖2所示的篦條組合殼型3、內(nèi)澆道4、直澆道5、鑄件空腔6。

將組合殼型3的突起和直澆道5放置在隨形砂箱1底部的定位槽內(nèi)，逐漸向隨形砂箱1內(nèi)均布加入鐵砂2。添加鐵砂2時(shí)，采用震動(dòng)的方式緊實(shí)鐵砂，鐵砂逐層添加，逐層緊實(shí)。鐵砂填滿后，在直澆道5上端放置澆口杯7等待澆注。

隨形砂箱可以焊接為一體，也可以制作成裝配開(kāi)合式。隨形砂箱的設(shè)計(jì)與篦條的殼型設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行，考慮好組合殼型3的固定位置、隨形等因素，篦條組合殼型3的外表面距隨形砂箱1的內(nèi)表面間隙控制在100mm范圍內(nèi)。篦條組合殼型為了保證具有足夠的強(qiáng)度，一般設(shè)計(jì)不小于5mm?？紤]直澆道5的補(bǔ)縮作用，直澆道的殼型厚度比篦條的殼型厚度要厚，一般為10-30mm。

篦條高鉻鑄鐵澆注溫度1450-1600℃，鐵水澆注完凝固后，將隨形砂箱1移到落砂處，翻轉(zhuǎn)或打開(kāi)砂箱，鐵砂和經(jīng)高溫?zé)Y(jié)松散的石英砂落入砂斗，篦條鑄件則吊走到清理打磨車間。

鐵砂和石英砂經(jīng)震動(dòng)輸送到電磁分離裝置或震動(dòng)篩分裝置，將鐵砂和石英砂分離，鐵砂回收重新利用，石英砂通過(guò)皮帶輸送到樹(shù)脂砂再生生產(chǎn)線，作為樹(shù)脂砂造型的補(bǔ)充砂。

實(shí)施例2

上述的篦條組合殼型3也可采用定位工裝定位，見(jiàn)圖3。隨形砂箱1底部沒(méi)有定位槽，組合殼型3放置進(jìn)隨形砂箱后，采用定位塊8定位，然后加入鐵砂2。定位塊8最好采用鐵質(zhì)材料，在隨后的鐵砂添加過(guò)程中無(wú)需取出，若采用木質(zhì)或其他傳熱性能不好的材質(zhì)，需要在加鐵砂的過(guò)程中取出。

為了提高篦條的冷卻速度，在隨形砂箱1接近篦條位置設(shè)計(jì)冷卻水空腔9，通過(guò)冷卻水加快篦條的凝固，同時(shí)符合順序凝固原則，可獲得致密無(wú)疏松的篦條產(chǎn)品。

實(shí)施例3

上述的篦條組合殼型3也可以不采用任何定位方式，將篦條組合殼型3放置在隨形砂箱1的中間部位，緩慢加入底層鐵砂，敲擊隨形砂箱1震實(shí)底部鐵砂2將篦條組合殼型3定位，隨后逐層添加鐵砂，逐層敲擊緊實(shí)，直至隨形砂箱內(nèi)鐵砂全部填充完畢，在直澆道5上端放置澆口杯7等待澆注。澆注后的后續(xù)處理同實(shí)施例1。

可以在隨形砂箱設(shè)計(jì)有抽真空接口，用大于鐵砂目數(shù)的高目數(shù)濾網(wǎng)將鐵砂與真空管分隔開(kāi)，鐵砂填充完，用農(nóng)膜覆蓋隨形砂箱上沿，抽真空緊實(shí)鐵砂，然后破真空，在直澆道5上端放置澆口杯7等待澆注。澆注后的后續(xù)處理同實(shí)施例1。

使用上述方法，采用隨形砂箱，鐵砂厚度不大于100mm，鐵砂使用量降低約一半，鐵砂分離的生產(chǎn)時(shí)間縮短近一半。殼型厚度有原來(lái)的8-12mm減小到6-10mm，減少了覆膜砂使用量近1/3，節(jié)約了覆膜砂成本。殼型厚度的減少提高了高鉻篦條的冷卻速度，晶粒度細(xì)化，在篦條熱處理后硬度不變的情況下，韌性增強(qiáng)到原來(lái)的1.5-2倍，使用壽命是原來(lái)的1.5-3倍。尤其是砂箱增加水冷，更加提高了篦條的冷卻速度，可實(shí)現(xiàn)不用熱處理鑄態(tài)滿足性能的要求，節(jié)約了熱處理工序成本，同時(shí)，砂箱使用過(guò)程中一直處于室溫，杜絕了燙傷事故。