專利名稱：覆膜砂多疊鑄造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鑄造工藝技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種覆膜砂多疊鑄造工藝，特別適用于 結(jié)構(gòu)復(fù)雜而表面鑄造成形，且要求光潔、光滑，精度高的汽車、機(jī)械行業(yè)零配件制造。
背景技術(shù)：
覆膜砂鑄造工藝，也稱“殼型鑄造工藝”或“加熱硬化工藝”。它的特點(diǎn)是首先采 用覆膜砂作為材料，使用金屬熱芯盒模具制造殼型；殼型內(nèi)設(shè)的型腔，形狀與鑄件相同，尺 寸為鑄件尺寸根據(jù)材質(zhì)收縮比率設(shè)計(jì)縮放尺寸余量；然后將鐵水等高溫液態(tài)材料注入型腔 內(nèi)，冷卻凝固后獲得鑄件?，F(xiàn)有技術(shù)制作殼型和殼芯時(shí)使用的覆膜砂表面的粘接膜為潛硬化劑。潛硬化 劑在常溫下不起作用或作用甚微。潛硬化劑在鑄造工藝要求的200°C -290°C溫度環(huán)境 中，粘接膜迅速熔解交聯(lián)反應(yīng)并硬化。制作殼型和殼芯時(shí)，用催射法將覆膜砂送入溫度在 200°C-29(TC之間的模具內(nèi)(具體的溫度根據(jù)模具大小、厚薄確定)。覆膜砂跟熱模具或芯 盒接觸，使覆膜砂表面的粘接膜熔解交聯(lián)反應(yīng)，相互粘連，硬化后成型，開模取出即可得到 預(yù)期的殼型和殼芯。此時(shí)的殼型，是一種內(nèi)型。它承受不住液態(tài)材料的高溫和脹力，還需按殼型的外型 尺寸，在殼型外部制造一潮模砂型模用人工或機(jī)械造出潮模砂上下二型箱，把殼型組合放 入并合箱，上下型箱與殼型間留有澆道和出氣孔。潮模砂型模的作用是利用它的重力與耐 高溫時(shí)間差，壓住、擋住殼型，使熔煉液態(tài)材料注入時(shí)不會脹、抬或外流，保證鑄件質(zhì)量。也就是說，現(xiàn)有的覆膜砂鑄造工藝一次鑄造需制作二付模具、二道造型環(huán)節(jié)，人 工、機(jī)械勞作繁重。由于受人工或機(jī)械工作面和高溫液態(tài)材料流徑冷卻的時(shí)間限制，只能 造單層型，而且不能過多擴(kuò)展單層面積。這樣就制約了一次澆注鑄件的數(shù)量，一型箱一次澆 注一般只能造4-10個(gè)小件鑄件。由于澆道、澆口、補(bǔ)縮冒口必須連接到每個(gè)鑄件，鑄件重 量約占總重量的30%。以單件鑄件重量0. 2kg為例，一個(gè)男工人強(qiáng)勞力一天八小時(shí)能生產(chǎn) 800-1000件鑄件。按每工人120元/八小時(shí)計(jì)算，平均每件鑄件人工成本約為0. 15元。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種覆膜砂多疊鑄造工藝，在確保鑄件質(zhì)量的前提下，大 大提高鑄造工藝生產(chǎn)效率。本發(fā)明覆膜砂多疊鑄造工藝，依次包括以下步驟a 根據(jù)鑄件圖紙制作覆膜砂殼型單元。所述殼型單元中部設(shè)有垂直貫穿所述覆膜 砂殼型單元的直澆道；鑄件型腔分布于所述直澆道四周，并通過橫澆道與其連通。所述殼型 單元的上表面的直澆道周圍及下表面的直澆道周圍可以分別設(shè)有尺寸相互嚙合的凹槽或 者凸臺，使殼型單元堆疊時(shí)緊密連接以防止高溫的液態(tài)材料滲漏；或者殼型單元垂直堆疊 時(shí)使用粘性材料粘連連接，以防止高溫的液態(tài)材料滲漏。所述殼型單元由上模和下模兩個(gè) 模型合模而成，并于熱熾部位增厚砂型壁。所述殼型單元的底部設(shè)有盛液槽與下層殼型單
3元的鑄件型腔連通，用于高溫的液態(tài)材料冷卻過程中補(bǔ)縮。b 將至少兩套所述殼型單元垂直堆疊于鐵底板上，各殼型單元的直澆道垂直對 正。所述鐵底板安裝墊腳，用于調(diào)整鐵底板至水平。c 在最上的殼型單元上面蓋上鐵蓋板。所述鐵蓋板的中部設(shè)有澆口杯與殼型單元 的直澆道連通。所述鐵蓋板的與殼型單元接觸面為凹弧面。所述澆口杯內(nèi)壁嵌有型砂，以 防止高溫的液態(tài)材料冷卻后沾在其上。當(dāng)澆口杯較高時(shí)，步驟b中可在鐵底板上放置兩幢 以上的殼型單元，每幢垂直堆疊至少兩套殼型單元；澆口杯通過橫向或斜向通道與每幢殼 型單元的直澆道連通。d 調(diào)整鐵底板和鐵蓋板之間的連接元件，使鐵底板和鐵蓋板將殼型單元壓緊。所 述連接元件可以使用矩形鐵框，此時(shí)，需在所述鐵蓋板的與矩形鐵框接觸面設(shè)有密集的橫 向細(xì)小弄齒。e:從鐵蓋板的澆口杯澆注高溫的液態(tài)材料，在重力作用下高溫的液態(tài)材料充盈鑄 件型腔、橫澆道和直澆道。f 高溫的液態(tài)材料凝固冷卻后，即得鑄件。本發(fā)明覆膜砂多疊鑄造工藝，在殼型單元中部設(shè)有垂直貫穿所述覆膜砂殼型單元 的直澆道，鑄件型腔分布于所述直澆道四周，并通過橫澆道與其連通；并將多個(gè)殼型單元垂 直堆疊，各殼型單元的直澆道垂直對正。因此，從最頂一層殼型單元的直澆道澆注高溫的液 態(tài)材料，在重力作用下即可充盈全部殼型單元的鑄件型腔。本發(fā)明覆膜砂多疊鑄造工藝一 次鑄造只需制造一付模型，無需傳統(tǒng)工藝的潮模砂型模，減輕了人工、機(jī)械的勞作。如此一 來，就大大的提高了鑄造的生產(chǎn)效率。實(shí)驗(yàn)證明本發(fā)明工藝生產(chǎn)的鑄件重量約占總重量的 70%，比傳統(tǒng)覆膜砂多疊鑄造工藝減少40%廢料。以單件鑄件重量0. 2kg為例，一個(gè)男工人 強(qiáng)勞力一天八小時(shí)按疊澆注50次，每疊幢生產(chǎn)60件鑄件，一天能生產(chǎn)3000件鑄件。按每 工人120元/八小時(shí)計(jì)算，平均每件鑄件人工成本約為0. 04元，相比傳統(tǒng)覆膜砂多疊鑄造 工藝每件鑄件節(jié)約勞力成本0. 11元。若在鐵底板與鐵蓋板之間夾裝兩幢以上的殼型單元， 每幢包括至少兩套以上的殼型單元，將可更大幅度地提高生產(chǎn)效率，降低制造成本。本發(fā)明覆膜砂多疊鑄造工藝還通過在殼型單元的底部設(shè)有盛液槽與下層殼型單 元的鑄件型腔連通，用于高溫的液態(tài)材料冷卻過程中補(bǔ)縮，確保鑄件的質(zhì)量；通過在殼型單 元上下表面設(shè)相互嚙合的凹槽、凸臺或者使用粘性材料粘連連接，以防止高溫的液態(tài)材料 滲漏。如此一來，就確保了鑄件的質(zhì)量。另外，本發(fā)明覆膜砂多疊鑄造工藝的覆膜砂殼型單元直接與大氣接觸(無潮模砂 型模包裹)，散熱快。球墨鑄鐵化學(xué)元素里包含碳、硅、錳等多種熔化和結(jié)晶點(diǎn)各不相同的微 量元素。為保證微量元素在一定溫度的有效時(shí)間里相溶，達(dá)到材質(zhì)要求，就要在熔煉中摻入 各種球化劑，使部分化學(xué)元素的高溫結(jié)晶點(diǎn)延遲，及部分化學(xué)元素的低溫結(jié)晶點(diǎn)延長，實(shí)現(xiàn) 共溶。當(dāng)化學(xué)元素共溶時(shí)需快速冷卻，使它們相溶并結(jié)晶。因此本發(fā)明覆膜砂多疊鑄造工 藝生產(chǎn)球墨鑄鐵鑄件時(shí)，可以提高鑄件的材質(zhì)。金相顯示本發(fā)明覆膜砂多疊鑄造工藝生產(chǎn) 球墨鑄鐵鑄件的球化率提高10%以上，石墨更球狀而細(xì)小，分布更均勻。本發(fā)明覆膜砂多疊鑄造工藝相對于傳統(tǒng)的覆膜砂多疊鑄造工藝具有明顯的進(jìn)步 意義，值得推廣使用。


圖1為實(shí)施例一覆膜砂多疊鑄造工藝生產(chǎn)時(shí)的殼型單元組裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為實(shí)施例二覆膜砂多疊鑄造工藝生產(chǎn)時(shí)的殼型單元組裝結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖及優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明技術(shù)方案實(shí)施例一本實(shí)施例覆膜砂多疊鑄造工藝，依次包括以下步驟a 根據(jù)鑄件圖紙制作覆膜砂殼型單元。所述殼型單元中部設(shè)有垂直貫穿所述覆膜 砂殼型單元的直澆道；鑄件型腔分布于所述直澆道四周，并通過橫澆道與其連通。所述殼型 單元的上表面的直澆道周圍及下表面的直澆道周圍可以分別設(shè)有尺寸相互嚙合的凹槽或 者凸臺，使殼型單元堆疊時(shí)緊密連接以防止高溫的液態(tài)材料滲漏。所述殼型單元由上模和 下模兩個(gè)模型合模而成，并于熱熾部位增厚砂型壁。所述殼型單元的底部設(shè)有盛液槽與下 層殼型單元的鑄件型腔連通，用于高溫的液態(tài)材料冷卻過程中補(bǔ)縮。b:將三套所述殼型單元垂直堆疊于鐵底板上，各殼型單元的直澆道垂直對正。所 述鐵底板安裝墊腳，用于調(diào)整鐵底板至水平。c 在最上的殼型單元上面蓋上鐵蓋板。所述鐵蓋板的中部設(shè)有澆口杯與殼型單元 的直澆道對正。所述鐵蓋板的與殼型單元接觸面為凹弧面。所述澆口杯內(nèi)壁嵌有型砂，以 防止高溫的液態(tài)材料冷卻后沾在其上。d 調(diào)整鐵底板和鐵蓋板之間的連接元件，使鐵底板和鐵蓋板將殼型單元壓緊。所 述連接元件使用矩形鐵框，此時(shí)，需在所述鐵蓋板的與矩形鐵框接觸面設(shè)有密集的橫向細(xì)
小弄齒。e:從鐵蓋板的澆口杯澆注高溫的液態(tài)材料，在重力作用下高溫的液態(tài)材料充盈鑄 件型腔、橫澆道和直澆道。f 高溫的液態(tài)材料凝固冷卻后，即得鑄件。如圖1為本實(shí)施例覆膜砂多疊鑄造工藝生產(chǎn)時(shí)的殼型單元組裝結(jié)構(gòu)示意圖。三個(gè) 殼型單元的堆疊在鐵底板003上，最上面用鐵蓋板001壓住殼型單元2疊在殼型單元3上 面，殼型單元2下表面的凸臺插入殼型單元3上表面的凹槽；殼型單元1疊在殼型單元2上 面，殼型單元1的下表面的凸臺插入殼型單元2上表面的凹槽。所述鐵底板003安裝墊腳 004，用于調(diào)整鐵底板003至水平。所述鐵底板003與鐵蓋板001之間通過矩形鐵框002扣 緊。為了確保矩形鐵框002安裝的穩(wěn)固性，鐵蓋板001的與矩形鐵框002接觸面設(shè)有密集 的橫向細(xì)小弄齒013。為了夾緊殼型單元，不會由于高溫液態(tài)材料沖擊而膨脹松散，鐵蓋板 001兩翼011下傾斜。從鐵蓋板001的澆口杯012澆注高溫的液態(tài)材料，充盈殼型單元的鑄件型腔，冷卻 凝固后，即得鑄件。實(shí)施例二本實(shí)施例覆膜砂多疊鑄造工藝，依次包括以下步驟a 根據(jù)鑄件圖紙制作覆膜砂殼型單元。所述殼型單元中部設(shè)有垂直貫穿所述覆膜 砂殼型單元的直澆道；鑄件型腔分布于所述直澆道四周，并通過橫澆道與其連通。所述殼型單元由上模和下模兩個(gè)模型合模而成，并于熱熾部位增厚砂型壁。所述殼型單元的底部設(shè) 有盛液槽與下層殼型單元的鑄件型腔連通，用于高溫的液態(tài)材料冷卻過程中補(bǔ)縮。b:將六套所述殼型單元垂直堆疊成為一幢，共三幢殼型單元置于鐵底板上。同一 幢的各殼型單元的直澆道垂直對正。所述殼型單元垂直堆疊時(shí)使用粘性材料粘連連接，以 防止高溫的液態(tài)材料滲漏。所述鐵底板安裝墊腳，用于調(diào)整鐵底板至水平。c 在最上的殼型單元上面蓋上鐵蓋板。所述鐵蓋板的中部設(shè)有澆口杯與各幢殼 型單元的直澆道連通。所述鐵蓋板的與殼型單元接觸面為凹弧面。所述澆口杯內(nèi)壁嵌有型 砂，以防止高溫的液態(tài)材料冷卻后沾在其上。d 調(diào)整鐵底板和鐵蓋板之間的連接元件，使鐵底板和鐵蓋板將殼型單元壓緊。所 述連接元件使用矩形鐵框，此時(shí)，需在所述鐵蓋板的與矩形鐵框接觸面設(shè)有密集的橫向細(xì)
小弄齒。e:從鐵蓋板的澆口杯澆注高溫的液態(tài)材料，在重力作用下高溫的液態(tài)材料充盈鑄 件型腔、橫澆道和直澆道。f 高溫的液態(tài)材料凝固冷卻后，即得鑄件。如圖2為本實(shí)施例覆膜砂多疊鑄造工藝生產(chǎn)時(shí)的殼型單元組裝結(jié)構(gòu)示意圖。三幢 殼型單元的堆疊在鐵底板103上，最上面用鐵蓋板101壓住。第一幢殼型單元11、第二幢殼 型單元12、第三幢殼型單元13分別由六個(gè)殼型單元垂直堆疊而成，堆疊時(shí)相鄰殼型單元之 間使用粘性材料粘連連接。鐵蓋板101的澆口杯112與各幢殼型單元的直澆道連通。所述 鐵底板103安裝墊腳104，用于調(diào)整鐵底板103至水平。所述鐵底板103與鐵蓋板101之間 通過矩形鐵框102扣緊。為了確保矩形鐵框102安裝的穩(wěn)固性，鐵蓋板101的與矩形鐵框 102接觸面設(shè)有密集的橫向細(xì)小弄齒113。為了夾緊殼型單元，不會由于高溫液態(tài)材料沖擊 而膨脹松散，鐵蓋板101兩翼111下傾斜。從鐵蓋板101的澆口杯112澆注高溫的液態(tài)材料，充盈殼型單元的鑄件型腔，冷卻 凝固后，即得鑄件。
權(quán)利要求
覆膜砂多疊鑄造工藝，依次包括以下步驟a根據(jù)鑄件圖紙制作覆膜砂殼型單元，所述殼型單元中部設(shè)有垂直貫穿所述覆膜砂殼型單元的直澆道；鑄件型腔分布于所述直澆道四周，并通過橫澆道與其連通；b將至少兩套所述殼型單元垂直堆疊于鐵底板上，各殼型單元的直澆道垂直對正；c在最上的殼型單元上面蓋上鐵蓋板，所述鐵蓋板的中部設(shè)有澆口杯與殼型單元的直澆道連通；d調(diào)整鐵底板和鐵蓋板之間的連接元件，使鐵底板和鐵蓋板將殼型單元壓緊；e從鐵蓋板的澆口杯澆注高溫的液態(tài)材料，在重力作用下高溫的液態(tài)材料充盈鑄件型腔、橫澆道和直澆道；f高溫的液態(tài)材料凝固冷卻后，即得鑄件。
2.如權(quán)利要求1所述的覆膜砂多疊鑄造工藝，其特征在于所述殼型單元的上表面的 直澆道周圍及下表面的直澆道周圍分別設(shè)有尺寸相互嚙合的凹槽或者凸臺，使殼型單元堆 疊時(shí)緊密連接以防止高溫的液態(tài)材料滲漏。
3.如權(quán)利要求1所述的覆膜砂多疊鑄造工藝，其特征在于所述殼型單元垂直堆疊時(shí) 使用粘性材料粘連連接，以防止高溫的液態(tài)材料滲漏。
4.如權(quán)利要求1所述的覆膜砂多疊鑄造工藝，其特征在于所述殼型單元由上模和下 模兩個(gè)模型合模而成，并于熱熾部位增厚砂型壁。
5.如權(quán)利要求1所述的覆膜砂多疊鑄造工藝，其特征在于所述殼型單元的底部設(shè)有 盛液槽與下層殼型單元的鑄件型腔連通，用于高溫的液態(tài)材料冷卻過程中補(bǔ)縮。
6.如權(quán)利要求1所述的覆膜砂多疊鑄造工藝，其特征在于所述鐵底板安裝墊腳，用于 調(diào)整鐵底板至水平。
7.如權(quán)利要求1所述的覆膜砂多疊鑄造工藝，其特征在于所述鐵蓋板的與殼型單元 接觸面為凹弧面。
8.如權(quán)利要求1所述的覆膜砂多疊鑄造工藝，其特征在于所述澆口杯內(nèi)壁嵌有型砂。
9.如權(quán)利要求1所述的覆膜砂多疊鑄造工藝，其特征在于步驟d所述連接元件為矩 形鐵框。
10.如權(quán)利要求9所述的覆膜砂多疊鑄造工藝，其特征在于所述鐵蓋板的與矩形鐵框 接觸面設(shè)有密集的橫向細(xì)小弄齒。
全文摘要
本發(fā)明涉及鑄造工藝技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種覆膜砂多疊鑄造工藝根據(jù)鑄件圖紙制作覆膜砂殼型單元后，將至少兩套所述殼型單元垂直堆疊于鐵底板上，蓋上鐵蓋板并用連接元件夾緊；然后從鐵蓋板的澆口杯澆注高溫的液態(tài)材料，在重力作用下高溫的液態(tài)材料充盈鑄件型腔、橫澆道和直澆道；高溫的液態(tài)材料凝固冷卻后，即得鑄件。本發(fā)明工藝，在確保鑄件質(zhì)量的前提下，大大提高鑄造工藝生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號B22C9/20GK101879582SQ20101024242
公開日2010年11月10日 申請日期2010年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月2日
發(fā)明者孫盛, 陳偉達(dá) 申請人:寧波市艾宏球墨鑄造有限公司