覆砂殼型錫青銅復(fù)合鑄造閥板的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鑄造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種覆砂殼型錫青銅復(fù)合鑄造閥板的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]覆膜砂適合用于生產(chǎn)復(fù)雜精密，要求較高的各種鑄件，如汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體等，覆膜砂可有效消除鑄造過(guò)程中的變形，熱裂等各種鑄造缺陷，并且制備的鑄件表面更加光潔，尺寸更加準(zhǔn)確，可縮短生產(chǎn)周期，節(jié)約金屬原料，降低生產(chǎn)成本，且生產(chǎn)過(guò)程中易采用自動(dòng)化，減少人工的使用，覆膜砂工藝尤其適合各種中小型鑄件的大批量生產(chǎn)制造。
[0003]殼型鑄造是利用覆膜砂工藝而衍生的一種新型的鑄造工藝，具體而言是使用酚醛樹(shù)脂覆膜砂，而非普通砂型，在180-280度的模板上形成合適厚度的薄殼，通常情況下，薄殼的厚度為6-12_，之后將薄殼進(jìn)行加溫固化，使薄殼達(dá)到所需要的剛度和強(qiáng)度，然后利用薄殼構(gòu)成造型腔，進(jìn)而生產(chǎn)各種鑄件。殼型鑄造工藝效果優(yōu)異，鑄造的鑄件輪廓清晰，表面光潔，尺寸精確，后續(xù)大大減少了機(jī)械加工的工作量。
[0004]隨時(shí)鑄件構(gòu)造要求的提高，復(fù)合鑄造件應(yīng)用日益廣泛，即采用兩種或兩種以上的金屬進(jìn)行鑄造形成鑄件的工藝，這種復(fù)合鑄造工藝能夠制備更為復(fù)雜的鑄件，綜合多種金屬的特性，形成性能更加優(yōu)異的鑄件。銅鐵閥板在鑄造時(shí)，是采用錫青銅銅套或鋁青銅銅套，將銅套嵌入球鐵基體的閥板中而成。在生產(chǎn)過(guò)程中，鑄造時(shí)可采用加工后嵌入方式或澆注融合嵌入的方式；加工后嵌入方式受加工精度影響，松緊程度不一，加工成本較高；澆注融合嵌入對(duì)工藝過(guò)程要求較高，其中澆注方式和熔合溫度的控制都要十分精確。這種復(fù)合鑄造件也可采用傳統(tǒng)的粘土砂濕型鑄造方法制備，但由于該方法采用了水平分型澆注，導(dǎo)致復(fù)合鑄件中的銅套在型腔內(nèi)固定困難，容易偏位，鑄件容易產(chǎn)生氣孔缺陷，成品合格率低，只有達(dá)到70 %左右，難以滿足規(guī)?；a(chǎn)的要求。
[0005]中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)201310355164.1 (公布日2013.11.20)披露了一種鐵型覆砂筒體鑄造活塞環(huán)的方法，其工藝步驟包括:模具制造、造型、下芯、合箱、澆注、開(kāi)箱、鑄件清理和機(jī)加工；所述造型為鐵型覆砂造型；所述鐵型覆砂的覆砂層厚度為6-8_ ;澆注的溫度為1380-1400°C;所述澆注的時(shí)間為23-28s ;所述澆注可不需要冒口。本發(fā)明生產(chǎn)出來(lái)的活塞環(huán)滿足性能要求，具有鑄件的尺寸精度高，加工余量小，鑄件出品率高，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。但該專(zhuān)利申請(qǐng)并未披露有關(guān)復(fù)合鑄件的具體工藝體系。
[0006]中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)201410411068.9 (公布日2014.11.5)披露了一種鐵型覆砂鑄造球墨鑄鐵鉸耳的鑄造工藝，，該工藝通過(guò)設(shè)計(jì)與鉸耳形狀完全一致的母模與鐵型，然后通過(guò)射砂機(jī)制作出帶有6-8_覆砂層的上、下覆砂的鐵型型腔，最后根據(jù)配料單將制成的合格鐵水澆注到合箱后的腔型中，待澆注完成后，開(kāi)箱得到鑄造鉸耳零件。該鐵型覆砂鑄造工藝較傳統(tǒng)鍛鋼材質(zhì)的鉸耳，生產(chǎn)成本可降低35%，節(jié)約了大量時(shí)間和人力、設(shè)備等成本，同時(shí)有效提高了生產(chǎn)效率與鑄造質(zhì)量，降低鑄件廢品率，而且該工藝簡(jiǎn)單易行，市場(chǎng)前景廣闊，經(jīng)濟(jì)效益顯著，適合絕大多數(shù)企業(yè)使用。但該專(zhuān)利申請(qǐng)并未披露有關(guān)復(fù)合鑄件的具體工藝體系。
[0007]中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)201410544297.8 (公布日2015.1.21)披露了一種鐵模覆砂鑄造工藝，，屬于鑄造技術(shù)領(lǐng)域；所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種鑄件尺寸精度高，表面光潔度高且變形量較小的鐵模覆砂鑄造工藝；采用的技術(shù)方案為:通過(guò)控制鐵水的澆注溫度為14500C -1600°C，澆注時(shí)間小于60秒以及一些其他的工藝條件來(lái)減小鑄件的應(yīng)力變形，采用本發(fā)明的工藝過(guò)程制造的橋殼鑄件，表面光潔度，尺寸精度高，變形量小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]在下文中給出關(guān)于本發(fā)明的簡(jiǎn)要概述，以便提供關(guān)于本發(fā)明的某些方面的基本理解。應(yīng)當(dāng)理解，這個(gè)概述并不是關(guān)于本發(fā)明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發(fā)明的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本發(fā)明的范圍。其目的僅僅是以簡(jiǎn)化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。
[0009]本發(fā)明提供一種覆砂殼型復(fù)合鑄造閥板，其制備方法由如下步驟組成:
[0010]步驟一，取覆膜砂射入閥板模腔，保溫使得覆膜砂固化成型，起模，得覆膜砂殼型；
[0011]步驟二，將銅套固定在覆膜砂殼型的內(nèi)芯上，之后合型并垂直夾緊，形成澆注型腔；
[0012]所述銅套的組分為錫青銅，以質(zhì)量百分比計(jì)，所述錫青銅中，錫< 13%，磷^ 0.2% ；
[0013]步驟三，取鐵液，之后將鐵液澆注到澆注型腔中，得鑄件；
[0014]步驟四，取鑄件，冷卻，拋丸精整，即得覆砂殼型復(fù)合鑄造閥板。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:本發(fā)明的復(fù)合鑄造閥板中，銅熔點(diǎn)為1084°C，沸點(diǎn)為2567°C ;鐵銅的熔點(diǎn)差500°C左右，因此精確控制鐵水澆注的溫度具有至關(guān)重要的意義；為了保證復(fù)合鑄造閥板的質(zhì)量，確保銅套在鑄件中的精確位置也是鑄造成功關(guān)鍵之所在。本發(fā)明的方法制作的復(fù)合鑄件精密度高，銅套定位精準(zhǔn)；同時(shí)本發(fā)明采用了垂直澆注，縮短澆注時(shí)間，實(shí)現(xiàn)精確控制金屬液的溫度差，有效解決銅套在型腔中固定困難，澆注過(guò)程中銅套易易偏位和鑄件易產(chǎn)生氣孔缺陷的技術(shù)問(wèn)題；采用本發(fā)明的制備工藝，復(fù)合鑄件的合格率可到95%以上，本發(fā)明的工藝解決了現(xiàn)有技術(shù)中長(zhǎng)期困擾批量化生產(chǎn)的技術(shù)難題。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中描述的元素和特征可以與一個(gè)或更多個(gè)其它實(shí)施方式中示出的元素和特征相結(jié)合。應(yīng)當(dāng)注意，為了清楚的目的，說(shuō)明中省略了與本發(fā)明無(wú)關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的部件和處理的表示和描述。
[0017]實(shí)施例1
[0018]本實(shí)施例涉及一種覆砂殼型錫青銅復(fù)合鑄造閥板的制備方法，所述制備方法由如下步驟組成:
[0019]步驟一，取覆膜砂射入閥板模腔，保溫使得覆膜砂固化成型，起模，得覆膜砂殼型；所述射入采用的是射砂機(jī)，射砂機(jī)的壓力控制為0.7Mpa ;射砂機(jī)的溫度控制為205°C ;射砂機(jī)射砂的次數(shù)為4次，每次射砂的間隔時(shí)間為4秒；射入閥板模腔之前，對(duì)閥板模腔進(jìn)行加熱至溫度為175°C ;所述保溫具體為:保持溫度為186°C，時(shí)間為15秒；所述閥板模腔設(shè)置有與銅套配合的內(nèi)芯；
[0020]步驟二，將銅套固定在覆膜砂殼型的內(nèi)芯上，之后合型并垂直夾緊，形成澆注型腔；所述銅套的組分為錫青銅，所述錫青銅中，錫含量小于等于13%，磷小于等于0.2% ;本步驟中，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述錫青銅的組分具體為:錫含量5-5.8%，鉛0.01-0.015%，磷0.15-0.18%，鐵 0.01-0.04，鋅 01-0.23%，鋁彡 0.001，銻彡 0.001，鉍彡 0.0015，余量為銅；
[0021]步驟三，取鐵液，之后將鐵液澆注到澆注型腔中，得鑄件；所述鐵液的溫度為1450°C ;所述澆注具體為:放置澆口杯進(jìn)行澆注，采用垂直澆注方式，澆包距離澆口杯的高度為9cm;所述澆注的時(shí)間為10秒；以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述鐵液中，碳彡3.2%，硅彡1.8%，錳彡0.3% ；
[0022]步驟四，取鑄件，冷卻，拋丸精整，即得覆砂殼型復(fù)合鑄造閥板。
[0023]本實(shí)施例的效果為:本實(shí)施例制備的覆砂殼型復(fù)合鑄造閥板合格率達(dá)到95%，由于控制了鐵液的問(wèn)題，采用垂直澆注，控制澆注時(shí)間，使得鑄件中銅套位置精確，鑄件中氣孔缺陷被克服，使得鑄件能夠批量化生產(chǎn)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中長(zhǎng)期困擾批量化生產(chǎn)的技術(shù)難題。
[0024]實(shí)施例2
[0025]本實(shí)施例涉及一種覆砂殼型錫青銅復(fù)合鑄造閥板的制備方法，所述制備方法由如下步驟組成:
[0026]步驟一，取覆膜砂射入閥板模腔，保溫使得覆膜砂固化成型，起模，得覆膜砂殼型；所述射入采用的是射砂機(jī)，射砂機(jī)的壓力控制為1.0Mpa ;射砂機(jī)的溫度控制為225°C ;射砂機(jī)射砂的次數(shù)為4次，每次射砂的間隔時(shí)間為5秒；射入閥板模腔之前，對(duì)閥板模腔進(jìn)行加熱至溫度為185°C ;所述保溫具體為:保持溫度為195°C，時(shí)間為25秒；所述閥板模腔設(shè)置有與銅套配合的內(nèi)芯；
[0027]步驟二，將銅套固定在覆膜砂殼型的內(nèi)芯上，之后合型并垂直夾緊，形成澆注型腔；所述銅套的組分為錫青銅，所述錫青銅中，錫含量小于等于13%，磷小于等于0.2% ;本步驟中，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述錫青銅的組分具體為:錫含量5-5.8%，鉛0.01-0.015%，磷0.15-0.18%，鐵 0.01-0.04，鋅 01-0.23%，鋁彡 0.001，銻彡 0.001，鉍彡 0.0015，余量為銅；
[0028]步驟三，取鐵液，之后將鐵液澆注到澆注型腔中，得鑄件；所述鐵液的溫度為15000C ;所述澆注具體為:放置澆口杯進(jìn)行澆注，采用垂直澆注方式，澆包距離澆口杯的高度為12cm;所述澆注的時(shí)間為50秒；以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述鐵液中，碳< 3.2%，硅(1.8%，錳彡 0.3% ；
[0029]步驟四，取鑄件，冷卻，拋丸精整，即得覆砂殼型復(fù)合鑄造閥板。
[0030]本實(shí)施例的效果為:本實(shí)施例制備的覆砂殼型復(fù)合鑄造閥板合格率達(dá)到97%，由于控制了鐵液的問(wèn)題，采用垂直澆注，控制澆注時(shí)間，使得鑄件中銅套位置精確，鑄件中氣孔缺陷被克服，使得鑄件能夠批量化生產(chǎn)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中長(zhǎng)期困擾批量化生產(chǎn)的技術(shù)難題。
[0031]實(shí)施