專利名稱：生產(chǎn)集裝箱角件的新工藝方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種交通運輸技術領域的集裝箱角件的生產(chǎn)工藝方法。
集裝箱的生產(chǎn)離不開角件，角件是生產(chǎn)集裝箱的重要鑄件，它的通用性強，我國現(xiàn)行生產(chǎn)的5t、10t、20t集裝箱所使用的角件都是統(tǒng)一尺寸。多年來，角件的生產(chǎn)都是采用石蠟熔模鑄造而成的，但石蠟熔模鑄造存在很多缺點如(一)生產(chǎn)周期長，石蠟熔模的生產(chǎn)工藝一般都要經(jīng)過配制模料—壓?！弈！＝M組裝—硬化處理—制殼—脫模處理—型殼焙燒—保溫澆鑄等多道工序，如小批量生產(chǎn)，按常規(guī)把以上工序全部完成，則需要2—3天才能完成，若是大批量生產(chǎn)則需很多人平行作業(yè)，因而生產(chǎn)效率低。
(二)生產(chǎn)成本高。用石蠟熔模鑄造首先要搞易熔合金壓模，生產(chǎn)量大則需要多組壓模，制造壓模必需用貴重金屬錫和鉍，而錫和鉍的市場價格都在萬元以上/噸。且它所使用的主要材料石蠟和硬質(zhì)酸的價格也在四千元/噸以上，制殼用的石英砂的價格也不低于500元/噸，而且不能回收或很難回收，所以石蠟熔模鑄造的價格在8—10元/公斤。由于各種主要消耗材料的價格高、復用率低，因此，生產(chǎn)成本高。
(三)生產(chǎn)工序多，工藝復雜、成品率低、石蠟熔模制造的生產(chǎn)工藝比較復雜，從石蠟的配料到蠟模的成型就三、四道工序，尤其是制殼一項就分多道工序，要想保證每道工序都完成得完美無缺是不可能的。因此，它的最大缺點就是成品率低，一般成品率在60—85％左右。
(四)生產(chǎn)環(huán)境要求高，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，石蠟熔模鑄造的最大優(yōu)勢就是重量小，難加工，形狀復雜的，精度要求高的鑄件。而集裝箱角件重約12公斤，屬中等鑄件，且形狀簡單，表面積大，如果用石蠟熔模鑄造保證產(chǎn)品質(zhì)量，那么，生產(chǎn)車間的溫度應嚴格控制在20℃上下，據(jù)我們所知，國內(nèi)這樣的生產(chǎn)廠家還很少因此當溫度較高和較低時，尤其是夏季壓制的蠟模就會產(chǎn)生變形，有變形則生產(chǎn)的鑄件幾何尺寸就不合格，石蠟熔模鑄造就失去了最大優(yōu)勢，產(chǎn)品質(zhì)量就很難有保證。
(五)生產(chǎn)用材料的再利用率低，石蠟熔模鑄造的主要消耗材料是石蠟、硬脂酸及石英材料，石蠟雖然可以回收，但在硬質(zhì)酸的作用下，使用后便失去原有性能，使石蠟變脆，變質(zhì)而無法使用。石英材料是制殼的主要材料，基本上也是一次使用后不能復用，這也是生產(chǎn)成本高的重要因素本發(fā)明的目的在于提供一種生產(chǎn)集裝箱角件的工藝方法，使生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)工藝簡單、工序少、成品率高，對生產(chǎn)環(huán)境要求不高，產(chǎn)品質(zhì)量有保證，生產(chǎn)消耗材料的再利用率高。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的在集裝箱角件的生產(chǎn)上，采用了金屬模砂型新工藝代替石蠟熔模制造的生產(chǎn)方法。
具體工藝為原砂處理—金屬模制造—造型、芯工藝—烘干—組型及澆鑄。
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明一、型芯砂的選擇，根據(jù)角件的表面粗糙度要求比一般砂型鑄件要求高，原砂的二氧化硅(sio2)含量必須在97％以上，以確保砂型的耐火度。經(jīng)試驗湖南長沙“坪塘”及“蓮花”砂場的砂比較合乎條件，原砂的顆粒度應在70—140目范圍內(nèi)。原砂的顆粒度過大，會影響鑄件的表面粗糙度；過小則鑄件易產(chǎn)生氣孔，砂眼，砂型的強度降低。
二、原砂處理1、原砂進廠后，在使用前應進行干燥處理，使其含水量低于0.5％以下。
2、水玻璃；即用碳酸鈉(Na2CO3)與硅砂(sio2)燒成的化學物硅酸鈉水溶液。春秋天用模數(shù)2.2—2.5；夏天用模數(shù)2.0—2.4的，一般濃度Be48°—50°為適宜。
3、陶土；又稱膨潤土，一般以遼寧黑山產(chǎn)的陶土為最好，其膠質(zhì)介在90％以上以上三種原村料為基本消耗材料，然后經(jīng)輪碾式混砂機混制，即先加入原砂，均勻攪拌后加入6—9％水玻璃，8—10分鐘芯砂即可混好。如混外型砂，其工藝是先加入原砂，再加入水玻璃6—10％，混碾2—3分鐘，再加入陶土1—2％混碾8—10分鐘，即可造型三.金屬模制造先按圖紙所算尺寸加余量做木模，后用硅鋁合金熔化后澆砂模，經(jīng)機加工后，做成角件的金屬模，要求表面粗糙度為0.8—3.2，留足收縮量，型、芯定位準確，合型后無間隙。
四、造型、芯工藝將合格的金屬模組合好，把混好的砂置于型內(nèi)，搗實，搗緊，用工具修光，修平，保證砂型表面平整光滑。對于砂芯則要求在砂型造好后，用二氧化碳吹入固化，一般以手感為準。氣體吹入時間太長，芯砂較硬，但金屬型不好去掉；時間太短則芯砂不固化，操作人中應根據(jù)天氣情況而變化吹入時間。
見附圖附

圖1為金屬模砂型型芯示意圖。
附圖2為金屬模砂型型殼示意圖。
附圖3為型芯型殼組型后串澆圖附圖4為鑄鋼角件結構中1、型芯模外殼，2、砂型芯，3、右型板，4、上左型板，5、上右型板，6、后型板，7、前型板，8、左型板，9、型殼內(nèi)腔模具，10、型殼外殼模型，11、燕尾板，12、外殼砂型，13、后模板，14、澆口模板，15、堵板，16、澆口坯。
(一)型芯的模型結構及工作原理如圖1所示由于型芯不準許有拔模斜度，角處有圓弧。芯頭的要求必須在制作芯板時，達到上列要求，外殼起到把模板固定位置，而造型的目的，操作方法；把型板按規(guī)定位置放入外殼內(nèi)，裝砂后搗實，沖二氧化碳氣速固，然后把型翻轉(zhuǎn)為口向下，把型芯模外殼1，提起，然后順序去掉后型板6，左型板8，前型板7，右型板3，上左型板4，上右型板5。即造成了所需要的型芯。
制造要求(1)按圖紙幾何尺寸增加1.75％的收縮量，設計各部分尺寸。
(2)型板的拔模斜度為0.5度(3)芯頭部分，分為兩部分，一部分為孔的壁厚，不準有斜度，另一部分為固定芯頭斜度可以大些，因而必須用特殊刀具加工。
(4)為了達到耐磨的目的，模具均用合金鋁制做(二)型殼的模型結構及工作原理如圖2所示；由于砂型殼的后部，即為澆注時的下部，不充許有斜度，故用后模板保證拔模斜度，及型殼的垂直度，型腔后面是標號位置，故用燕尾板達到平行退移的目的，為了串澆，前邊加澆口模板。
操作方法(1)把燕尾板11裝入型殼內(nèi)腔模具9上，放入型殼外殼模型10內(nèi)，再把后模板13，澆口模板14裝入型殼外殼模型10內(nèi)位置。
(2)裝砂、搗實后，翻轉(zhuǎn)在托型板上，按住燕尾板11向上提型殼內(nèi)腔模具9(3)把燕尾板11向前平移后向上拿出，然后提起型殼外殼模型10(4)拿去后模板13，澆口模板14，即得到外殼砂型12。
制作要求(1)按圖紙幾何尺寸加1.75％，設計內(nèi)腔尺(2)芯頭比型芯芯頭設計要留0.3—0.5mm間隙。
(3)砂型殼在設計時，最薄處不得低于30mm。
(4)型殼外殼膜具10內(nèi)側不易太光，一般達到12.5為好。型殼內(nèi)腔模具9要求光滑，一般達到1.6 。為好。
(5)燕尾板4模斜度不得超過0.5度。
(6)為了達到準確尺寸，及耐磨，要求用合金鋁制做。
(三)砂型的組裝(1)把型芯裝入型殼內(nèi)，靠芯頭的支撐留下空間與砂芯和型殼的深度差，做為底面，形成角件的空間型，補芯頭缺口(2)把組裝的砂型如圖3立起來，一個個排緊，一端放澆口坯16、一端放上堵板15，頂緊就可澆注。
(3)澆注后經(jīng)過清砂，割澆口，得到鑄角件如圖4所示。
五、烘干為了使造好的砂型芯充分干燥，增加型芯的干強度，加快生產(chǎn)的連續(xù)性，就必須進行人工烘干，一般的烘干爐均可，時間1-2個小時，烘干溫度為200—250°為最好，保溫1個小時，使砂型核心干透，砂型可達要求強度如若溫度過低或過高，砂型硬度都將受到影響。
六、組型及澆鑄。
組型是將烘干的外砂型和砂芯組合起來，形成一個澆鑄空間，所以應特點注意。
1.檢查砂型的破損情況，合口的平面度及清理殘存在型腔的浮砂。
2、下砂芯時應將合口面磨平，下到位置，擺放正確，檢查壁厚情況。
3、多個砂型應擺放在澆鑄平臺上，形成串澆。型與型之間拼合時應無縫隙，并且兩端要壓緊，合開面要用水玻璃沙堵嚴，澆口圈放在一端即可澆注。
4、澆鑄時，應使鋼水均勻而平穩(wěn)地流入型腔，不可中斷以防鋼渣流入型腔中。
實踐證明用金屬模砂型鑄造生產(chǎn)角件的方法有如下優(yōu)點。
(一)生產(chǎn)周期短。
金屬模砂型鑄造的生產(chǎn)工藝為原砂處理—制型芯—烘干—組模—澆鑄。與石蠟熔模鑄造相比工序縮短了近1/2，一般情況下都是當班造型當班就可澆鑄成形，生產(chǎn)效率高。
(二)生產(chǎn)成本低。
由于金屬模砂型鑄造所使用的主要消耗材料原砂為幾十元/噸，水玻璃為4元/公斤，且工序簡單，生產(chǎn)率高。所以和石蠟熔模相比只有它的成本的1/2左右(三)生產(chǎn)工藝簡單、工序少、成本率高金屬模砂型鑄造的生產(chǎn)工序只有石蠟熔模鑄造工序的1/2左、右，操作工人按照配方比例都可以撐握，每一道工序只是熟練問題，而且砂型都經(jīng)過烘干后澆濤，所以成品率比石蠟熔模鑄造成品率高出10—15％左右。
(四)對生產(chǎn)環(huán)境要求不高，產(chǎn)品質(zhì)量有保證。
新改進的金屬模砂型鑄造技術是在砂鑄的基礎上，因此它不需要很特殊的環(huán)境要求，原有的手工造型場地即可，不受氣溫變化的影響。尤其是造好的砂型經(jīng)烘干后不變型，硬度高，使生產(chǎn)的產(chǎn)品在幾何形狀，尺寸公差等質(zhì)量上能有保證。
(五)生產(chǎn)消耗材料的再利用率高。
經(jīng)過澆鑄使用過的舊砂，除部分燒焦外其余的型砂可以用水洗，烘干的方法重新使用；如不具備條件可賣給建筑單位使用，其回收率在原價值的30—40％左、右。由于使用后的主要材料利用率高，使得生產(chǎn)成本大大降低。
通過上以對比分析可以看出，金屬模砂型鑄造在集裝箱角件上的使用優(yōu)勢超過了石蠟熔模鑄造，質(zhì)優(yōu)價低的角件將占領集裝箱市場。
權利要求
1.一種生產(chǎn)集裝箱角件的新工藝方法，其特征是采用了金屬模砂型新工藝制造角件，其具體工藝為原砂處理—金屬模制造—造型、芯工藝—烘干—組型及澆鑄。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征是金屬模制造應先按圖紙所標尺寸加余量做木模，后用硅鋁合金溶化后澆砂模經(jīng)機加工后，角件金屬模的表面粗糙度為0.8—3.2，留足收縮量，型芯定位準確，合型后無間隙。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征是；烘干時間1—2小時，烘干溫度為200—250℃為最好，保溫1個小時
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)集裝箱角件的新工藝方法，其特征是采用了金屬模砂型新工藝代替石蠟熔模制造的生產(chǎn)方法，該工藝包括原砂處理—金屬模制造—造型、芯工藝—烘干—組型及澆鑄。本發(fā)明簡化了集裝箱角件的生產(chǎn)工藝，提高了成品率，降低了成本。
文檔編號B65D90/00GK1124710SQ93114030
公開日1996年6月19日 申請日期1993年11月13日 優(yōu)先權日1993年11月13日
發(fā)明者葛富學, 史宗凱, 張?zhí)斐? 胡昌平 申請人:鶴壁礦務局專用配件廠