專利名稱：消失模免增碳鑄造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及消失模鑄造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種消失模免增碳鑄造方法。
背景技術(shù)：
消失模鑄造(消失模鑄造又稱實(shí)型鑄造，是將與鑄件尺寸形狀相似的泡沫模型粘結(jié) 組合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振動(dòng)造型，在負(fù)壓下澆注，使 模型氣化，液體金屬占據(jù)模型位置，凝固冷卻后形成鑄件的新型鑄造方法)技術(shù)，作為 21世紀(jì)的"綠色鑄造技術(shù)"由于其屬于綠色環(huán)保鑄造模式、生產(chǎn)干凈快捷、產(chǎn)品質(zhì)量好、 生產(chǎn)成本低、適用于鑄件的大批量生產(chǎn)及特殊鑄件的生產(chǎn)的特性，因而在國內(nèi)被越來越 多的廠家企業(yè)認(rèn)可并采用。
然而，近幾年來由于各廠家消失模生產(chǎn)線的建設(shè)狀況、生產(chǎn)工藝條件、技術(shù)參數(shù)等 設(shè)置的限制，造成在生產(chǎn)一些鑄件時(shí)，特別是生產(chǎn)低碳鑄鋼鑄件時(shí)其表面出現(xiàn)冷隔，增 碳，鑄件表面有氣孔，因此造成產(chǎn)品成品率降低，很難達(dá)到熔模精密鑄造的尺寸精度； 同時(shí)，由于泡沫模型的分解產(chǎn)生污染的氣體不環(huán)保，且鑄件在熱處理過程有時(shí)會(huì)出現(xiàn)的 表面脫碳現(xiàn)象，從而制約了這種新工藝的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種消失模鑄造鑄件 時(shí)，鑄件表面無冷隔、增碳和氣孔，且鑄造過程環(huán)保綠色的消失模免增碳鑄造方法。
為了解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為 一種消失模免增碳鑄造方法，它包括以 下步驟原始泡沫珠粒的預(yù)發(fā)泡——產(chǎn)品泡沫模型的成型及烘千——產(chǎn)品泡沫模型 的修模、組粘、檢驗(yàn)以及澆注系統(tǒng)的組合——產(chǎn)品泡沫模型及澆注系統(tǒng)表面涂上涂料 然后烘干~~一產(chǎn)品泡沫模型組串及組簇(組串及組簇是指將模型與澆注系統(tǒng)組合在一 起)及烘干——產(chǎn)品材料合金的熔煉——產(chǎn)品泡沫模型簇填砂造型——產(chǎn)品澆注 ——翻箱分離、取出鑄件——清理，其特征在于它還包括產(chǎn)品泡沫模型簇添砂造 型之后，產(chǎn)品澆注之前的模型真空負(fù)壓燃燒，其燃燒工藝過程為點(diǎn)燃澆注系統(tǒng)及明冒 口 (澆注系統(tǒng)及明冒口均是由與泡沫模型一樣的材料制成，澆注系統(tǒng)與外界相通，點(diǎn)燃 澆注系統(tǒng)后，通過澆注系統(tǒng)燃燒到泡沫模型)，點(diǎn)燃澆注系統(tǒng)及明冒口的火焰溫度為
800~1200°C，控制砂箱內(nèi)的真空負(fù)壓為-0.04 -0.07Mpa，燃燒至涂料表面發(fā)白為止(涂 料為耐火材料和高溫粘結(jié)劑組成，能夠抵抗高溫燃燒而不損壞和缺失，即泡沫模型完全 燃燒后涂料依然存在；涂料表面燃燒至發(fā)白即證明模型燃燒產(chǎn)生的石墨碳充分燃燒干凈)。
上述的原始泡沫珠粒的預(yù)發(fā)泡，其中所述的原始泡沫珠粒為粒徑0.2 1.0mm的可發(fā) 性聚苯乙烯(EPS)，預(yù)發(fā)密度為20~30g/L，進(jìn)一步優(yōu)選為原始泡沫珠粒粒徑0.3 0.5mm， 預(yù)發(fā)密度為23g/L;這種可發(fā)性聚苯乙烯制備的模型可以快速燒掉，又保證了殼型的完 好性。
上述的產(chǎn)品泡沫模型及澆注系統(tǒng)表面涂上涂料，其中涂料選用商品名為桂林5號的 涂料，涂掛厚度為1.2~2.5mm，進(jìn)一步優(yōu)選為1.2 1.5mm，桂林5號涂料具有高強(qiáng)度、 耐燒、耐高溫、透氣性和抗裂性良好的優(yōu)點(diǎn)。
上述產(chǎn)品澆注時(shí)的真空負(fù)壓控制在-0.02 -0.05Mpa，進(jìn)一步優(yōu)選為-0.03Mpa。
上述的點(diǎn)燃澆注系統(tǒng)及明冒口所用的點(diǎn)燃工具為氣割槍或其它特制的燃燒工具。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為
1、 采用本發(fā)明的消失模免增碳鑄造方法，生產(chǎn)低碳鑄鋼時(shí)沒有增碳和冷隔的問題 出現(xiàn)，從而使消失模鑄造更適用于鑄鋼件的生產(chǎn)。
2、 采用本發(fā)明的消失模免增碳鑄造方法，可以消除鑄件表面出現(xiàn)的氣孔。
3、 采用本發(fā)明的消失模免增碳鑄造方法，可以達(dá)到(厚大件甚至可以超過)熔模 精密鑄造的尺寸精度。
4、 采用本發(fā)明的消失模免增碳鑄造方法澆注鑄鋼件，因其表面有一層滲碳層，這 樣可以解決在熱處理過程出現(xiàn)的表面脫碳現(xiàn)象。
5、 采用本發(fā)明的消失模免增碳鑄造方法，在真空負(fù)壓狀況下燃燒泡沫模型，比普 通消失模鑄造更加環(huán)保，且提高了成品率。


本發(fā)明消失模免增碳鑄造實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。 如圖所示
1、澆口杯，2、冒口， 3、內(nèi)澆道，4，明冒口， 5、 X-HYD65產(chǎn)品模型。
具體實(shí)施例方式
下面通過具體實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明，但本發(fā)明不僅僅局限于以下實(shí)施例
(1) 選用粒徑為0.5mm的可發(fā)性聚苯乙烯(EPS)為原始粒料；將原始粒料進(jìn)行 預(yù)發(fā)泡，預(yù)發(fā)密度為23g/L，產(chǎn)品選擇X-HYD65，(鑄件材料為ZG20Mn5，其中碳含量 為0.17-0.23%)制作產(chǎn)品模型兩件，成型后，進(jìn)行烘干24小時(shí)，烘干溫度控制在 45~55°C;
(2) 將烘干后的模型進(jìn)行粘結(jié)組合，以及澆注系統(tǒng)的組合(如附圖所示)；然后在產(chǎn) 品泡沫模型及澆注系統(tǒng)表面分三次涂掛桂林5號涂料，使得涂掛厚度為1.2~1.5mm，再將涂掛涂料后的產(chǎn)品泡沫模型串及澆注系統(tǒng)在45 55'C溫度下烘干8小時(shí)以上；產(chǎn)品泡 沫模型組串及組簇，即將模型與澆注系統(tǒng)組合在一起然后再烘干，同時(shí)進(jìn)行產(chǎn)品合金的 熔煉)；
(3) 將兩個(gè)砂箱放于三維振實(shí)臺(tái)上，填入底砂振實(shí)、刮平，將烘干的兩串模型及 澆注系統(tǒng)分別放在兩個(gè)砂箱內(nèi)的底砂上，填砂，振實(shí)，其造型頻率為54和55赫茲；將 造好型的砂箱推置澆注位置，等待澆注；
(4) 待合金熔煉出爐前10分鐘，進(jìn)行產(chǎn)品泡沫模型負(fù)壓燃燒，其過程為使用氣 割槍點(diǎn)燃澆注系統(tǒng)及明冒口4，氣割槍的火焰溫度為800 120(TC，控制砂箱內(nèi)的真空負(fù) 壓在-0.05Mpa，燃燒至注系統(tǒng)上的涂料表面發(fā)白為止，燃燒充分后，形成一個(gè)X-HYD65 產(chǎn)品模型5的空腔，用吸料槍將落入產(chǎn)品模型空腔內(nèi)的雜物清理干凈；
(5) 將砂箱內(nèi)的真空負(fù)壓調(diào)整到-0.03Mpa，然后從澆口杯1處注入鋼液進(jìn)行澆注 (待澆注的鋼水出爐前要進(jìn)行光譜成分化驗(yàn)，使其在要求的范圍內(nèi))；鋼水流經(jīng)冒口2，
內(nèi)澆道3進(jìn)入X-HYD65產(chǎn)品模型5的空腔內(nèi)，澆注完成后鑄件冷凝1小時(shí)，釋放真空 并翻箱，取出鑄件冷卻，清理去除澆冒口及鑄件表面粘附的涂料和型砂。 將本發(fā)明的消失模免增碳鑄造方法生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)，其結(jié)果如下 兩個(gè)鑄件表面無粘砂，氣孔，夾渣等鑄造缺陷。將其中一件進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理，熱 處理后，產(chǎn)品硬度合格，拋丸后表面無氣孔，夾渣等鑄造缺陷；另外一件從內(nèi)到外取試 樣進(jìn)行光譜分析，光譜分析(FSQ火花直讀光譜儀)結(jié)果如下表所示
光譜分析結(jié)果
編號爐前鋼水產(chǎn)品本體(從內(nèi)到外截面取樣)
1245
碳含量0.210.230.210.200.220.22
(0,17-0.23%)
試驗(yàn)結(jié)果及優(yōu)點(diǎn)1)、消失?？諝沧⒖梢越鉀Q用消失模鑄造生產(chǎn)低碳鑄鋼增碳的 問題，從而使消失模鑄造更適用于鑄鋼件的生產(chǎn)；2)、消失?？諝沧⒖梢韵T件表 面出現(xiàn)氣孔的問題；3)、消失?？諝沧⒖梢赃_(dá)到(厚大件甚至可以超過)熔模精密鑄 造的尺寸精度；4)、消失?？諝沧㈣T鋼件，因其表面有一層滲碳層，這樣可以解決在 熱處理過程出現(xiàn)的表面脫碳現(xiàn)象；5)、消失?？諝よT造工藝因其是在真空負(fù)壓狀況下燃 燒泡沫，具有比普通消失模鑄造更加環(huán)保。
權(quán)利要求
1. 一種消失模免增碳鑄造方法，它包括以下步驟原始泡沫珠粒的預(yù)發(fā)泡——產(chǎn)品泡沫模型的成型及烘干——產(chǎn)品泡沫模型的修模、組粘、檢驗(yàn)——產(chǎn)品泡沫模型及澆注系統(tǒng)表面涂上涂料然后烘干——產(chǎn)品泡沫模型組串及組簇及烘干——產(chǎn)品材料合金的熔煉——產(chǎn)品泡沫模型簇填砂造型——產(chǎn)品澆注——翻箱分離、取出鑄件——清理，其特征在于它還包括產(chǎn)品泡沫模型簇填砂造型之后，產(chǎn)品澆注之前的模型真空負(fù)壓燃燒，其燃燒工藝過程為點(diǎn)燃澆注系統(tǒng)及明冒口，點(diǎn)燃澆注系統(tǒng)及明冒口的火焰溫度為800～1200℃，控制砂箱內(nèi)的真空負(fù)壓為-0.04～-0.07Mpa，燃燒至涂料表面發(fā)白為止。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消失模免增碳鑄造方法，其特征在于所述的原始泡沫珠粒的預(yù)發(fā)泡，其中原始泡沫珠粒為粒徑0.2~1.0mm的可發(fā)性聚苯乙烯，預(yù)發(fā)密度為 20~30g/L。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的消失模免增碳鑄造方法，其特征在于所述的原始泡沫珠粒的預(yù)發(fā)泡，其中原始泡沫珠粒為粒徑0.3 0.5 mm的可發(fā)性聚苯乙烯，預(yù)發(fā)密度為 23g/L。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消失模免增碳鑄造方法，其特征在于所述的產(chǎn)品泡沫 模型及澆注系統(tǒng)表面涂上涂料，其中涂料為商品名為桂林5號的涂料，涂掛厚度為 1.2 2.5mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的消失模免增碳鑄造方法，其特征在于所述的涂掛厚度為L2 1.5mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消失模免增碳鑄造方法，其特征在于所述的產(chǎn)品澆注時(shí)的真空負(fù)壓控制在-0.02 -0.05 Mpa。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消失模免增碳鑄造方法，其特征在于所述的點(diǎn)燃澆注 系統(tǒng)及明冒口的點(diǎn)燃工具為氣割槍。
全文摘要
本發(fā)明公開一種消失模免增碳鑄造方法，包括以下步驟原始泡沫珠粒的預(yù)發(fā)泡—產(chǎn)品泡沫模型的成型及烘干—產(chǎn)品泡沫模型的修模、組粘、檢驗(yàn)—產(chǎn)品泡沫模型和澆注系統(tǒng)表面涂上涂料及烘干—產(chǎn)品泡沫模型組串及組簇及烘干—產(chǎn)品合金的熔煉—產(chǎn)品泡沫模型簇填砂造型—產(chǎn)品澆注—翻箱分離—清理，還包括產(chǎn)品泡沫模型簇填砂造型之后，產(chǎn)品澆注之前的模型真空負(fù)壓燃燒，其燃燒工藝為點(diǎn)燃澆注系統(tǒng)及明冒口，點(diǎn)燃的火焰溫度為800～1200℃，控制砂箱內(nèi)的真空負(fù)壓為-0.04～-0.07MPa，燃燒至涂料表面發(fā)白為止。采用本發(fā)明的方法鑄造的鑄件表面無冷隔、增碳和氣孔，且鑄造過程綠色環(huán)保。
文檔編號B22C9/04GK101480698SQ200910095699
公開日2009年7月15日 申請日期2009年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月14日
發(fā)明者王亞偉, 趙曉航 申請人:寧波通達(dá)精密鑄造有限公司