專(zhuān)利名稱(chēng)：空調(diào)壓縮機(jī)球鐵機(jī)體鑄件鑄造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鑄造方法，特別是一種空調(diào)行業(yè)用空調(diào)壓縮機(jī)球鐵機(jī)體鑄件的鑄造方法。
背景技術(shù)：
該空調(diào)壓縮機(jī)球鐵機(jī)體是空調(diào)壓縮機(jī)的關(guān)鍵零部件，該零部件為高壓空氣提供存儲(chǔ)空間，在較高溫度和較大壓力下工作，因此要求有致密的組織結(jié)構(gòu)和較強(qiáng)的耐壓耐熱性能。國(guó)際一些知名壓縮機(jī)生產(chǎn)廠家在壓縮機(jī)機(jī)體材質(zhì)方面多選用FC250牌號(hào)，而格力空調(diào)為更好的保證該零部件的耐壓性能，機(jī)體材質(zhì)選用球墨鑄鐵QT450-10牌號(hào)，加之機(jī)體本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壁厚不均，對(duì)該鑄件的鑄造過(guò)程提出個(gè)很高的要求。鑄件的機(jī)械性能要滿(mǎn)足抗拉強(qiáng)度彡450Mpa、屈服強(qiáng)度彡310Mpa，延伸率彡10%，本體硬度160 210HBS。且不允許鑄件各部位有任何鑄造缺陷存在。該產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)特點(diǎn)為1)該空調(diào)壓縮機(jī)球鐵機(jī)體設(shè)計(jì)壁厚最薄處20mm，最厚處達(dá)近70mm，壁厚極其不均勻，對(duì)球鐵的凝固補(bǔ)縮造成很大困難。2)該部件要求有良好的表面質(zhì)量，尤其要保證鑄件內(nèi)腔表面光滑，避免存在粘砂、毛刺等缺陷。3)該鑄件為密封部件，鑄件要求爆破壓力> 16MPa,因此鑄件內(nèi)部不得存在任何缺陷，才能達(dá)到防滲耐壓的要求。4)該鑄件內(nèi)腔部位加工完成后需安裝其他部件，對(duì)尺寸要求比較嚴(yán)格，因此完成內(nèi)腔砂芯的精準(zhǔn)定位成為工藝設(shè)計(jì)的重點(diǎn)之一。因此如何滿(mǎn)足上述技術(shù)要求，成為成功鑄造該空調(diào)壓縮機(jī)球鐵機(jī)體的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種空調(diào)壓縮機(jī)球鐵機(jī)體的鑄造方法，以使生產(chǎn)出的空調(diào)壓縮機(jī)球鐵機(jī)體鑄件能夠滿(mǎn)足上述技術(shù)要求。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是空調(diào)壓縮機(jī)球鐵機(jī)體的鑄造方法，其步驟包括混砂、造型、制芯、合型、爐料熔煉、出鐵球化和孕育處理、澆注、冷卻、開(kāi)箱、鑄件清理及產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)；所述的造型步驟中，在鑄件大于鑄件平均壁厚的部位分別放置外冷鐵進(jìn)行激冷；所述的制芯步驟中在第一、第二芯盒中設(shè)置串聯(lián)定位用的定位塊，制作第一、第二砂芯時(shí)放置供連接用的鐵管，并對(duì)應(yīng)定位塊；下芯前將第一、第二砂芯串聯(lián)固定為一體之后下入第一、第二芯盒中型腔；所述爐料熔煉步驟包括爐料配置及熔煉，爐料配置的重量百分比為生鐵20 40%、回爐料20 50%、廢鋼10 60% ；中頻感應(yīng)電爐熔煉，熔煉溫度1440 1560°C ；所述的出鐵球化孕育處理步驟包括出鐵球化處理和硅鐵孕育劑兩次孕育兩個(gè)工序；所述的澆注步驟中，澆注溫度控制在1330 1420°C，采用單側(cè)鑄件法蘭端部注入的工藝，鐵液從直澆道進(jìn)入橫澆道，最后經(jīng)由第一砂芯的芯頭上的薄片狀內(nèi)澆道進(jìn)入型腔，以達(dá)到分散熱量且快速充滿(mǎn)型腔的澆注效果，也避免了內(nèi)澆口位置可能出現(xiàn)的縮松。進(jìn)一步，所述的澆注步驟中，鐵液由一側(cè)鑄件法蘭端部注入，最后經(jīng)由第一砂芯的芯頭上的五道薄片狀內(nèi)澆道進(jìn)入型腔。最后鑄件產(chǎn)品的化學(xué)成分重量百分比為C3.0 3.8 %、Si2.0 3.0 %、Mn彡0. 4%、P彡0. 07%、S彡0. 03%, MgO. 02 0. 08%及!^e余量，鑄件產(chǎn)品的金相組織為球化率> 80%，鐵素體60 85%，碳化物< 0. 3%。在鑄件兩端大于鑄件平均壁厚的部位分別設(shè)置了熱冒口和保溫冒口進(jìn)行補(bǔ)縮。在澆口杯下的過(guò)濾器內(nèi)放置泡沫陶瓷過(guò)濾片。本發(fā)明所述的出鐵球化孕育處理工序包括出鐵球化處理和硅鐵孕育劑兩次孕育兩個(gè)環(huán)節(jié)。所加入的球化劑量為熔煉出鐵量的ι. O 2. 5%，球化劑的化學(xué)成分重量百分比為Mg 5. 0 7. 5%、RE 1. 0 4. 0%, Si35 48%、Cal. 0 3. 0%及 Fe 余量，球化劑的粒度為3 25mm。所述的孕育劑兩次孕育即一次出鐵球化后加入鐵液總重量0. 2 0. 5%的硅鐵孕育劑，隨后攪拌扒渣并補(bǔ)加鐵液，并進(jìn)行第二次孕育，將0. 2 0. 5 %的硅鐵孕育劑加到包面并進(jìn)行攪拌扒渣。所用硅鐵孕育劑的粒度為3 25mm，硅鐵孕育劑的化學(xué)成分為 Si72 75%, A10. 4 1. 5%, CaO. 4 1. 0%R Fe 余量。所述的澆注步驟中，鐵液經(jīng)過(guò)球化劑孕育處理后，要保證鐵液的澆注溫度在1330 1420°C。澆注過(guò)程中采用硫氧孕育劑進(jìn)行隨流孕育，所用硫氧孕育劑的粒度為0. 1 1. 0mm，硫氧孕育劑的化學(xué)成分為Si70 76%、A10. 75 1. 25%,CaO. 75 1. 25%、Ce 1. 5 2. 0%、SO. 5 0. 8%、00. 3 0. 5%及!^e余量，加入量占鐵液總量的百分比為0.05 0.2%。最后鑄件產(chǎn)品的化學(xué)成分重量百分比為C3.0 3. 8%、Si2.0 3.0%、Mn ^ 0. 4%, P ^ 0. 07%, S 彡 0. 03%, RE0. 01 0. 04%,MgO. 02 0. 08%及 Fe 余量。經(jīng)以上的熔煉球化孕育處理使?jié)沧⒑蟮漠a(chǎn)品具有球化率> 80%、鐵素體=60 85%、碳化物< 0. 3%的金相組織，以保證產(chǎn)品的機(jī)械性能要求。為了獲得沒(méi)有缺陷的鑄件產(chǎn)品，工藝上采取了以上措施(1)采用單側(cè)法蘭端部注入鐵水的工藝鐵液從直澆道進(jìn)入后經(jīng)過(guò)下方有陶瓷過(guò)濾網(wǎng)的過(guò)濾器流入橫澆道，最后經(jīng)由第一砂芯的芯頭上的五道薄片狀內(nèi)澆道進(jìn)入型腔，以達(dá)到分散熱量且快速充滿(mǎn)型腔的澆注效果，也避免了內(nèi)澆口位置可能出現(xiàn)的縮松。(2)在鑄件兩端法蘭頂端位置設(shè)置熱冒口和保溫冒口，最大限度的對(duì)法蘭位置進(jìn)行補(bǔ)縮。(3)在直澆道底部放置泡沫陶瓷過(guò)濾片來(lái)過(guò)濾鐵液，去除鐵液中的雜質(zhì)，從而防止
產(chǎn)品產(chǎn)生夾渣缺陷。(4)在鑄造工藝中，由于鑄件壁厚極其不均勻，鑄件的厚大部位(大于鑄件平均壁厚的部位)分別放置11種冷鐵進(jìn)行激冷，以加速鑄件厚大部位的冷卻凝固，避免該部位產(chǎn)生縮松及縮孔等缺陷。(5)在第一、第二芯盒中設(shè)置定位塊，制作砂芯時(shí)放置鐵管，下芯前將兩砂芯穿聯(lián)固定為一體之后下入型腔，有效地保證了鑄件內(nèi)腔的尺寸精度。(6)在造型步驟的涂料工序中，為了獲得清晰美觀的鑄件表面不采用傳統(tǒng)的刷涂方式，而是采用較為先進(jìn)的流涂工藝，即采用涂料流過(guò)型腔表面的形式上涂料，此種工藝不產(chǎn)生刷涂工藝的涂刷痕跡及涂料在型腔尖角堆積的問(wèn)題。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明在工藝設(shè)計(jì)上采用鐵液?jiǎn)蝹?cè)法蘭端部注入，縮短了鐵液充型的流程，有效地避免了球鐵極易產(chǎn)生的夾渣缺陷；相關(guān)部位的冷鐵的放置，有效地克服了因壁厚不均而極易產(chǎn)生的縮松缺陷，保證基體組織的致密從而達(dá)到耐壓標(biāo)準(zhǔn)；大砂芯的對(duì)接整體下入，可以極好的保證型腔的尺寸。采用本發(fā)明所述的鑄造方法后，生產(chǎn)出的空調(diào)壓縮機(jī)球鐵機(jī)體鑄件抗拉強(qiáng)度彡450Mpa、屈服強(qiáng)度彡310Mpa，延伸率彡10%，本體硬度160 210HBS。鑄件各部位沒(méi)有任何鑄造缺陷存在，完全符合客戶(hù)的技術(shù)要求。


圖1為本發(fā)明空調(diào)壓縮機(jī)球鐵機(jī)體鑄件的主視圖；圖2為本發(fā)明空調(diào)壓縮機(jī)球鐵機(jī)體鑄件的右視圖；圖3為本發(fā)明空調(diào)壓縮機(jī)球鐵機(jī)體鑄件的左視圖；圖4為本發(fā)明空調(diào)壓縮機(jī)球鐵機(jī)體鑄件的后視圖；圖5為圖3的A-A剖視圖；圖6為圖3的B-B剖視圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1參見(jiàn)圖1 圖6，本發(fā)明空調(diào)壓縮機(jī)球鐵機(jī)體鑄件的鑄造方法，包括如下步驟1)混砂、造型及制芯空調(diào)空調(diào)壓縮機(jī)球鐵機(jī)體鑄件采用自動(dòng)混砂機(jī)混制呋喃樹(shù)脂自硬砂后進(jìn)行造型和制造第一 第八砂芯1 8。造型前在下型板按要求放置好11種冷鐵9 (91 911)，并放砂造型，在上模規(guī)定位置放置保溫冒口 10及排氣片11，然后進(jìn)行填砂、緊實(shí)、起模、修型，并進(jìn)行刷涂料及表面燒干處理；接著制造第一 第八砂芯1 8，并進(jìn)行刷涂料及表面烘干后放置備用，其中制造第一砂芯1及第二砂芯2時(shí)注意在定位塊12位置放置鐵管13—€ 50鋼管。2)合型在上、下砂型中按順序下入8個(gè)砂芯1 8 (第一、第二砂芯1、2對(duì)接后整體下入)，在過(guò)濾器中14放置陶瓷過(guò)濾網(wǎng)15兩片；吹凈上下型內(nèi)的浮砂后，吊轉(zhuǎn)上型進(jìn)行合型并用螺栓緊箱后等待澆注。3)爐料熔煉先配置爐料，爐料的組成重量百分比為生鐵30%、回爐料30%、廢鋼40%，然后將配置好的爐料依次序投入中頻感應(yīng)電爐中進(jìn)行鐵液熔煉，熔煉溫度為1520°C，靜置保溫5 10分鐘，讓鐵液中的雜質(zhì)充分漂浮上來(lái)，用除渣劑覆蓋后將爐渣扒到爐外，防止雜質(zhì)留存在鐵液中。4)出鐵球化孕育處理包括出鐵進(jìn)行球化處理及硅鐵孕育劑兩次孕育處理兩個(gè)部分。其中球化處理采用沖入法球化處理工藝，球化劑粒度為3 25mm，球化劑加入量為1. 5 %，鐵液出爐溫度為
51520°C，第一次出鐵量為總量的2/3，球化劑與鐵液的反應(yīng)作用時(shí)間為40 90秒，待反應(yīng)結(jié)束后加入出鐵總量0.3%的硅鐵孕育劑，并補(bǔ)加剩余的1/3鐵液，之后攪拌扒凈鐵液表面的浮渣，再加入鐵液總重量的0. 3%的硅鐵孕育劑，并進(jìn)行攪拌及扒渣，最后蓋上保溫覆蓋劑去進(jìn)行澆注。其中球化劑的化學(xué)成分重量百分比為Mg 6.6%、RE 2. 16%, Si 45%, Ca2. 4%及佝余量；硅鐵孕育劑的化學(xué)成分重量百分比為Si 74%,Ca 0.6%,A1 0.4%及佝余量，硅鐵孕育劑的粒度為3 25mm。5)澆注鐵液的澆注溫度為1400°C。鐵液由澆口杯16澆入后，經(jīng)過(guò)泡沫過(guò)濾網(wǎng)15的過(guò)濾器14，擋住了鐵液中的雜質(zhì)，降低了鑄件產(chǎn)生夾渣缺陷的可能。另外鐵液經(jīng)過(guò)過(guò)濾片后，減緩了鐵液的流速，減輕了鐵液對(duì)鑄型的沖擊力，從而降低了沖砂的可能。鐵液隨后流入橫澆道17，最后經(jīng)由第一砂芯1的芯頭上的五道薄片狀內(nèi)澆道18進(jìn)入型腔19，以達(dá)到分散熱量且快速充滿(mǎn)型腔的澆注效果，也避免了內(nèi)澆口位置可能出現(xiàn)的縮松；澆注過(guò)程中采用硫氧孕育劑進(jìn)行隨流孕育，所用硫氧孕育劑的粒度為0. 1 1. 0mm，硫氧孕育劑的化學(xué)成分為 Si 71. 3%,Al 0. 97%,Ca 0. 91%,Ce 1. 68%,S 0. 76%,0 0. 77%及Fe余量，加入量占鐵液總量的百分比為0. 05 0. 2% ；最終鑄件產(chǎn)品的化學(xué)成分總量百分比為C 3. 58%, Si 2. 67%, Mn 0. 39%, P 0. 043%, S 0. 010%, RE 0. 019%,Mg 0. 046%及 Fe 余量。6)冷卻開(kāi)箱7)鑄件清理8)質(zhì)量檢驗(yàn)檢驗(yàn)不合格的產(chǎn)品做淘汰報(bào)廢處理，合格的進(jìn)入鑄件合格品倉(cāng)庫(kù)暫存。采用本發(fā)明所述的鑄造方法后，鑄件毛重450kg，澆冒口重90kg，工藝出品率為80%，極大限度的降低了能源的浪費(fèi)，很好的為公司創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益。產(chǎn)品的材料牌號(hào)為球墨鑄鐵QT450，產(chǎn)品的機(jī)械性能檢驗(yàn)結(jié)果抗拉強(qiáng)度490Mpa，屈服強(qiáng)度;MOMpa，延伸率16%，硬度178HBS ；鑄件產(chǎn)品金相組織檢測(cè)結(jié)果為球化率85%、鐵素體85%、碳化物<0.3% ；產(chǎn)品的化學(xué)成分檢測(cè)結(jié)果C 3. 57%, Si 2. 66%, Mn0. 38%, P 0. 042%, S 0. 009%, RE 0. 018%, Mg 0. 045%及 Fe 余量；鑄件產(chǎn)品經(jīng)超聲波缺陷檢測(cè)結(jié)果沒(méi)有任何鑄造缺陷。鑄件產(chǎn)品完全滿(mǎn)足客戶(hù)的技術(shù)條件要求。表1本發(fā)明實(shí)施實(shí)例的主要工藝參數(shù)
權(quán)利要求
1.空調(diào)壓縮機(jī)球鐵機(jī)體的鑄造方法，其步驟包括混砂、造型、制芯、合型、爐料熔煉、出鐵球化和孕育處理、澆注、冷卻、開(kāi)箱、鑄件清理及產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)；其特征是所述的造型步驟中，在鑄件大于鑄件平均壁厚的部位分別放置外冷鐵進(jìn)行激冷；所述的制芯步驟中在第一、第二芯盒中設(shè)置串聯(lián)定位用的定位塊，制作第一、第二砂芯時(shí)放置供連接用的鐵管，并對(duì)應(yīng)定位塊；下芯前將第一、第二砂芯串聯(lián)固定為一體之后下入第一、第二芯盒中型腔；所述爐料熔煉步驟包括爐料配置及熔煉，爐料配置的重量百分比為生鐵20 40%、回爐料20 50%、廢鋼10 60% ；中頻感應(yīng)電爐熔煉，熔煉溫度1440 1560°C ；所述的出鐵球化孕育處理步驟包括出鐵球化處理和硅鐵孕育劑兩次孕育兩個(gè)工序；所述的澆注步驟中，澆注溫度控制在1330 1420°C，采用單側(cè)鑄件法蘭端部注入的工藝，鐵液從直澆道進(jìn)入橫澆道，最后經(jīng)由第一砂芯的芯頭上的薄片狀內(nèi)澆道進(jìn)入型腔，以達(dá)到分散熱量且快速充滿(mǎn)型腔的澆注效果，也避免了內(nèi)澆口位置可能出現(xiàn)的縮松。
2.如權(quán)利要求1所述的空調(diào)壓縮機(jī)球鐵機(jī)體的鑄造方法，其特征在于，所述的澆注步驟中，鐵液由一側(cè)鑄件法蘭端部注入，最后經(jīng)由第一砂芯的芯頭上的五道薄片狀內(nèi)澆道進(jìn)入型腔。
3.如權(quán)利要求1所述的空調(diào)壓縮機(jī)球鐵機(jī)體的鑄造方法，其特征在于，鑄件產(chǎn)品的化學(xué)成分重量百分比為C 3.0 3.8%、Si 2. 0 3. 0%、Mn彡0. 4%、P彡0. 07%、S彡0. 03%, Mg 0. 02 0. 08%及狗余量，鑄件產(chǎn)品的金相組織為球化率彡80%，鐵素體60 85%，碳化物< 0. 3%。
4.如權(quán)利要求1所述的空調(diào)壓縮機(jī)球鐵機(jī)體的鑄造方法，其特征在于，在鑄件兩端大于鑄件平均壁厚的部位分別設(shè)置熱冒口和保溫冒口進(jìn)行補(bǔ)縮。
5.如權(quán)利要求1所述的空調(diào)壓縮機(jī)球鐵機(jī)體的鑄造方法，其特征在于，在澆口杯下的過(guò)濾器內(nèi)放置泡沫陶瓷過(guò)濾片。
全文摘要
空調(diào)壓縮機(jī)球鐵機(jī)體鑄件的鑄造方法，其步驟包括混砂、造型、制芯、合型、爐料熔煉、出鐵球化和孕育處理、澆注、冷卻、開(kāi)箱、鑄件清理、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)。工藝設(shè)計(jì)上采用單側(cè)法蘭分散澆注工藝，并在鑄件的多處較厚部位放置外冷鐵。鑄件的機(jī)械性能要滿(mǎn)足抗拉強(qiáng)度≥450MPa、屈服強(qiáng)度≥310MPa，延伸率≥10％，本體硬度160～210HBS。產(chǎn)品內(nèi)部不存在任何鑄造缺陷。
文檔編號(hào)B22C9/24GK102371345SQ20101026074
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2010年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月23日
發(fā)明者徐清 申請(qǐng)人:上海華新合金有限公司