組合鐵型覆砂鑄造重機多層水腔排氣管的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了組合鐵型覆砂鑄造重機多層水腔排氣管的方法，上外砂箱采用整體式鐵型，鐵型的內(nèi)腔按重機復(fù)雜多層水腔排氣管的形狀隨型制出，隨型覆砂層厚度為12mm?20mm；澆注系統(tǒng)包含澆口杯、直澆口、橫澆口；上半模的芯頭部位局部裝排氣孔針并穿出箱面；下外砂箱采用分拆結(jié)構(gòu)的底座復(fù)合型芯，上下模底板中間均分別設(shè)有加熱裝置，模具溫度和鐵型溫度均控制在180?240℃，溫度達到后進行射砂；做好砂芯后裝芯、合箱、澆注、開箱。本發(fā)明的方法，能消除鑄件的組織縮松和疏松、提高鑄件的整體機械性能、提高成品率、減少設(shè)備和場地投入以及造型用砂量、工藝流程更加簡單、降低生產(chǎn)成本、環(huán)保，產(chǎn)品質(zhì)量更易于控制。
【專利說明】
組合鐵型覆砂鑄造重機多層水腔排氣管的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于鐵型覆砂鑄造技術(shù)領(lǐng)域，特別是組合鐵型覆砂鑄造重機多層水腔排氣 管的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鐵型覆砂鑄造是在金屬型（又稱鐵型）內(nèi)腔周圍覆上一層薄薄的覆膜砂的一種鑄 造工藝方法。它是金屬型鑄造和殼型鑄造兩種方法的結(jié)合。獲得的鑄件具有尺寸精度高、機 械性能好、節(jié)約人工、材料和設(shè)備、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。
[0003] 在國內(nèi)，有多家企業(yè)也應(yīng)用鐵型覆砂鑄造工藝，生產(chǎn)球鐵曲軸、凸輪軸、平衡軸、耐 壓閥體、缸套，耐磨齒盤等多種鑄件，但運用復(fù)合鐵型鑄造工藝技術(shù)來生產(chǎn)重機復(fù)雜多層水 腔排氣管還是空白。
[0004] 國內(nèi)外的鑄造生產(chǎn)廠家，多是采用靜壓鑄造方法生產(chǎn)重機復(fù)雜多層水腔排氣管， 該工藝生產(chǎn)此類排氣管質(zhì)量差，尺寸精度難控制，且在造型時還是需要煤粉，用砂量很大， 生產(chǎn)環(huán)境還未得到完全改善；同時也需配備砂處理系統(tǒng)、材料倉庫、型砂輸送、除塵等設(shè)備， 工作環(huán)境比較差，不利于鑄造生產(chǎn)環(huán)保，而且設(shè)備投資大，成本高，所占用的面積也大。產(chǎn)品 在灰鑄鐵澆注并經(jīng)熱處理退火后，本體抗拉強度絕大多數(shù)達到或接近所要求牌號，如自硬 樹脂砂鑄造復(fù)雜多層水腔排氣管HT250牌號，本體抗拉強度大多為235MPa，硬度在177-189 之間，石墨長在3-4級。但常規(guī)鑄造工藝下很容易造成排氣管組織縮松而滲漏的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種組合鐵型覆砂鑄造重機多層水腔排氣管的 方法，該方法能消除鑄件的組織縮松和疏松、提高鑄件的整體機械性能、提高成品率、減少 設(shè)備和場地投入以及造型用砂量、工藝流程更加簡單、降低生產(chǎn)成本、環(huán)保，產(chǎn)品質(zhì)量更易 于控制。
[0006] 本發(fā)明以如下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題：
[0007] 組合鐵型覆砂鑄造重機多層水腔排氣管的方法，工藝步驟如下：
[0008] (1)造型：
[0009] 上外砂箱采用整體式鐵型，鐵型的內(nèi)腔按重機復(fù)雜多層水腔排氣管的形狀隨型制 出，隨型覆砂層厚度為12mm-20mm;澆注系統(tǒng)包含澆口杯、直澆口、橫澆口、分直澆口和內(nèi)澆 口；上半模的芯頭設(shè)有排氣孔針并穿出箱面;下外砂箱采用底座復(fù)合型芯，底座與型芯為可 分拆結(jié)構(gòu)；上下模底板中間均分別設(shè)有加熱裝置，模具溫度和鐵型溫度均控制在180-240 °C，達到上述溫度后進行射砂；
[0010] (6)砂芯處理及組裝：
[0011] 先把砂芯組裝到所述的復(fù)合型芯上，再整體進行涂料浸涂并烘干；
[0012] (7)合箱：
[0013] 將步驟(2)烘干后的砂芯和復(fù)合型芯安裝到所述底座，局部芯頭分別用泥條壓住 芯頭及芯頭出氣孔，在坭芯頭的澆注系統(tǒng)裝上過濾網(wǎng)，吹凈上外砂箱散砂后合箱，扣緊箱 扣;裝上直沖漏斗澆口杯；
[0014] (8)澆注：
[0015] 用HT250牌號的鐵水澆注，澆注溫度控制在1380-1400°C，澆注時間為9-10s;
[0016] (9)開箱：
[0017] 澆注后30分鐘開箱。
[0018] 所述澆注系統(tǒng)的鐵水流道是由澆口杯到直澆口到橫澆口，再由橫澆口通過濾網(wǎng)后 均衡分到兩個分直澆口，再由兩個分直澆口分別分到上下兩個內(nèi)澆口再到鑄件。
[0019] 所述澆注系統(tǒng)各澆口總截面之比為：E直：E橫：E內(nèi)=1:(0.73-0.75): (0.68-0.72); E分直：E直=1: (0.88-0.93);所述過濾網(wǎng)采用直孔陶瓷濾網(wǎng)。
[0020]上外模芯頭的部位布氣孔針內(nèi)徑為〇8mm，上鐵型相應(yīng)芯頭部位尺寸布射孔。
[0021] 步驟(1)的射砂氣壓為0.40-0.45Mpa，固化時間為40-50S。
[0022] 步驟(2)砂芯烘干溫度控制在200-220°C，升溫2h，保溫2h。
[0023]步驟(3)合箱的扣箱力為85-90N.M。
[0024]所述步驟(4)HT250牌號的鐵水的化學(xué)成分及質(zhì)量比為：
[0025] C:3.2~3.3%，Si:1.4~1.5%，Mn:0.8~0.9%，Cu:0.7~0.8%，Cr 0.25~ 0.3%，P彡0.04%，S彡0.06%。
[0026]本發(fā)明的有益效果在于：
[0027]使用本發(fā)明的方法，解決了因單個砂芯浸涂涂料后組裝，型成多披鋒、易出現(xiàn)砂眼 氣孔等質(zhì)量問題，且鐵型使用的不含水分的樹脂砂做覆砂造型材料，也消除了皮下氣孔缺 陷，鐵水凝固過程中得到快速冷卻，消除了常有的組織縮松、疏松等缺陷，很好解決了排氣 管的滲漏問題，大幅提高了鑄件的整體機械性能，工藝流程更加簡單，質(zhì)量控制更加容易， 成品率由原來砂型鑄造工藝的50%提高到鐵型鑄造的96.5%以上;減少了砂處理系統(tǒng)龐大 的設(shè)備、場地投入和造型用砂量，改善了工作環(huán)境，更加環(huán)保。產(chǎn)品的生產(chǎn)成本比砂型鑄造 工藝生產(chǎn)低40~50%。
【具體實施方式】
[0028]用本發(fā)明工藝方法生產(chǎn)7500重機復(fù)雜多層水腔排氣管，工藝步驟如下：
[0029] 1.造型
[0030] 上外砂箱采用整體式鐵型，鐵型的內(nèi)腔按照2件/型重機復(fù)雜多層水腔排氣管的形 狀進行設(shè)計，隨型覆砂層厚度為12mm-20mm;澆注系統(tǒng)包含澆口杯、直澆口、橫澆口；上半模 的芯頭部位局部裝排氣孔針，穿出箱面;下外砂箱采用底座復(fù)合型芯，底座和型芯為可分拆 結(jié)構(gòu)，上下模底板中間均分別設(shè)有加熱裝置，模具溫度和鐵型溫度均控制在180-240°C，溫 度達到要求后進行射砂，射砂氣壓為0.40-0.45Mpa，固化時間為40-50S，射砂后的覆砂層顏 色盡量控制在棕褐色。
[0031] 2.砂芯的處理和組裝
[0032]水腔砂芯是采用LB65冷芯機生產(chǎn)，把砂芯組裝到所述的復(fù)合型芯上后，整體進行 涂料浸涂并烘干;砂芯烘干溫度一般控制在200-220°C，升溫2h保溫2h。
[0033] 3 ?合箱
[0034] 把步驟2烘干后的水腔砂芯和與下模復(fù)合型芯裝入所述底座，并插入鎖緊銷定位。 合箱前局部芯頭用泥條壓住芯頭及芯頭出氣孔，在坭芯頭的澆注系統(tǒng)裝上過濾網(wǎng)，吹凈上 外砂箱散砂后合箱，扣緊箱扣;合箱的扣箱力為85-90N. M;裝上直沖漏斗澆口杯。
[0035] 4 ?澆注
[0036]所用鐵水牌號為HT250，其化學(xué)成分及其質(zhì)量比為：
[0037] C:3.2 ~3.3% Si:1.4 ~1.5% Mn:0.8 ~0.9% Cu:0.7 ~0.8%
[0038] Cr 0.25~0.3% P彡0.04% S彡0.06%
[0039] 澆注溫度控制在1380-1400°C之間，澆注時間按2件/型為9-10s;待澆口杯鐵水成 糊狀時打斷澆口杯。
[0040] 5.開箱
[0041 ]澆注后30分鐘開箱扣，落箱后的鑄件為暗紅色，然后自由冷卻到室溫。
[0042]上述產(chǎn)品的檢測結(jié)果：
[0043]鑄件經(jīng)過清理拋丸后，不經(jīng)過熱處理，直接鑄態(tài)解剖鑄件檢測得到結(jié)果如下：
[0044] 1) 7500重機復(fù)雜多層水腔排氣管各個部位金相組織和硬度情況如下：
[0047] 2)機械性能
[0048]抗拉試棒取鑄件澆注系統(tǒng)中的分直澆口進行抗拉檢驗，其結(jié)果抗拉強度為 270Mpa;硬度為HB224;石型為A型石墨;石墨長為4級;珠光體95% ;磷共晶1級。
[0049]用本發(fā)明的方法生產(chǎn)的重機復(fù)雜多層水腔排氣管，在滿足性能要求的條件下可以 減少或者不用加入合金，如Cu合金可以由0.7~0.8%減少到0.2~0.3 % ;在保證本體硬度 符合要求下，完全可以不加鉻鐵。本體機械性能比砂型鑄造本體要求牌號要高出一個牌號 以上。
【主權(quán)項】
1. 組合鐵型覆砂鑄造重機多層水腔排氣管的方法，其特征在于，工藝步驟如下： (1) 造型： 上外砂箱采用整體式鐵型，鐵型的內(nèi)腔按重機復(fù)雜多層水腔排氣管的形狀隨型制出， 隨型覆砂層厚度為12mm-20mm;澆注系統(tǒng)包含澆口杯、直澆口、橫澆口、分直澆口和內(nèi)澆口； 上半模的芯頭設(shè)有排氣孔針并穿出箱面；下外砂箱采用底座復(fù)合型芯，底座與型芯為可分 拆結(jié)構(gòu);上下模底板中間均分別設(shè)有加熱裝置，模具溫度和鐵型溫度均控制在180-240°C， 達到上述溫度后進行射砂； (2) 砂芯處理及組裝： 先把砂芯組裝到所述的復(fù)合型芯上，再整體進行涂料浸涂并烘干； (3) 合箱： 將步驟（2)烘干后的砂芯和復(fù)合型芯安裝到所述底座，局部芯頭分別用泥條壓住芯頭 及芯頭出氣孔，在坭芯頭的澆注系統(tǒng)裝上過濾網(wǎng)，吹凈上外砂箱散砂后合箱，扣緊箱扣;裝 上直沖漏斗澆口杯； (4) 澆注： 用HT250牌號的鐵水澆注，澆注溫度控制在1380-1400°C，澆注時間為9-10s; (5) 開箱： 饒注后30分鐘開箱。2. 如權(quán)利要求1所述的組合鐵型覆砂鑄造重機多層水腔排氣管的方法，其特征在于，所 述澆注系統(tǒng)的鐵水流道是由澆口杯到直澆口到橫澆口，再由橫澆口通過濾網(wǎng)后均衡分到兩 個分直澆口，再由兩個分直澆口分別分到上下兩個內(nèi)澆口再到鑄件。3. 如權(quán)利要求1所述的組合鐵型覆砂鑄造重機多層水腔排氣管的方法，其特征在于，所 述澆注系統(tǒng)各澆口總截面之比為：Σ直：Σ橫：Σ內(nèi)= 1:(0.73-0.75) :(0.68-0.72); Σ分 直：Σ直= 1:(0.88-0.93);所述過濾網(wǎng)采用直孔陶瓷濾網(wǎng)。4. 如權(quán)利要求1所述的組合鐵型覆砂鑄造重機多層水腔排氣管的方法，其特征在于，上 外模芯頭的部位布氣孔針內(nèi)徑為Φ 8mm，上鐵型相應(yīng)芯頭部位尺寸布射孔。5. 如權(quán)利要求1所述的組合鐵型覆砂鑄造重機多層水腔排氣管的方法，其特征在于，所 述步驟(1)的射砂氣壓為〇. 40-0.45Mpa，固化時間為40-50S。6. 如權(quán)利要求1所述的組合鐵型覆砂鑄造重機多層水腔排氣管的方法，其特征在于，所 述步驟(2)砂芯烘干溫度控制在200-220 °C，升溫2h，保溫2h。7. 如權(quán)利要求1所述的組合鐵型覆砂鑄造重機多層水腔排氣管的方法，其特征在于，所 述步驟(3)合箱的扣箱力為85-90N.M。8. 如權(quán)利要求1所述的組合鐵型覆砂鑄造重機多層水腔排氣管的方法，其特征在于，所 述步驟(4)HT250牌號的鐵水的化學(xué)成分及質(zhì)量比為： C:3.2~3.3%，Si:1.4~1.5%，Mn:0.8~0.9%，Cu:0.7~0.8%，Cr0.25~0.3%，P< 0.04%，S彡0.06%。
【文檔編號】B22C9/10GK105880474SQ201610310809
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月11日
【發(fā)明人】賓德全, 吳寶成, 李偉柱, 李超貴, 李飛, 龐建業(yè), 崔偉, 李文彬
【申請人】廣西玉柴機器配件制造有限公司