一種無排氣孔樹脂砂實型鑄造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無排氣孔樹脂砂實型鑄造方法，包括制作模樣及澆注系統(tǒng)、造型、熔煉澆注和成型清砂步驟，所述制作模樣及澆注系統(tǒng)步驟中，模樣的上表面預(yù)設(shè)置加工余量，所述造型步驟不扎制排氣孔，所述澆注系統(tǒng)包括若干垂直布置的頂端設(shè)置有澆口杯的直澆道，澆口杯的容積大于直澆道的容積；直澆道的底端連通與模樣長度方向平行布置的橫澆道，橫澆道的下端面與模樣的底面平齊或略高于模樣的底面，橫澆道的長度是模樣長度的60％，橫澆道上間隔設(shè)置若干與模樣連通的內(nèi)澆道，所述澆注步驟中，由若干澆口杯同時澆注金屬液。本發(fā)明造型時不扎設(shè)排氣孔，澆注時模樣不發(fā)生燃燒，不產(chǎn)生有害氣體，有利于環(huán)境的保護。
【專利說明】一種無排氣孔樹脂砂實型鑄造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鑄造工藝方法，具體的說是一種實型鑄造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]實型鑄造是采用聚苯乙烯發(fā)泡塑料模樣代替普通模樣，應(yīng)用呋喃樹脂自硬砂進行造型，造好型后不取出模樣直接澆注金屬液，在金屬液的作用下，模樣燃燒、氣化而消失，金屬液取代原來模樣所占據(jù)的空間位置，冷卻凝固后獲得與模樣形狀相同的鑄件的鑄造方法。
[0003]實型鑄造的生產(chǎn)過程一般為:1)制作模樣及澆注系統(tǒng):采用聚苯乙烯發(fā)泡塑料制作模樣和澆注系統(tǒng)，模樣與鑄件實體一樣并具有一定的加工余量，澆注系統(tǒng)根據(jù)模樣進行設(shè)計；2)造型:將模樣與預(yù)制好的澆注系統(tǒng)匹配組合，并在模樣上固定放置若干冒口模型，在模樣、澆注系統(tǒng)和冒口模型表面涂覆涂料；待涂料晾干后將模樣、澆注系統(tǒng)與冒口模型的組合體完整穩(wěn)定地置于砂箱或地坑內(nèi)，在砂箱或地坑內(nèi)填充并樁實樹脂砂制成鑄型，在鑄型的上部、模樣的上方扎制若干與外界連通的排氣孔；3)熔煉澆注:采用熔煉設(shè)備煉制金屬液，待樹脂砂硬化后，將金屬液由直澆道注入鑄型，金屬液順澆注系統(tǒng)進入砂箱或地坑內(nèi)的模樣，完成模樣的燃燒、氣化、消失過程；4)成型清砂:待模樣和澆冒系統(tǒng)的金屬液完全凝固成型，將成型鑄件由樹脂砂中取出，清理干凈。
[0004]澆注系統(tǒng)是澆注時為將金屬液引入模樣而開設(shè)的通道，主要包括直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道，直澆道頂端與外界連通，底端垂直連通橫澆道，橫澆道設(shè)置在模樣附近，橫澆道與模樣通過內(nèi)澆道連通。實型鑄造生產(chǎn)的鑄件尺寸精度高，表面粗糙度好。并且生產(chǎn)過程中無需起模，簡化了鑄件生產(chǎn)工序，因此實型鑄造生產(chǎn)方法得到了迅速的推廣。但是由于實型鑄造在澆注時，模樣氣化產(chǎn)生的氣體會造成比較嚴(yán)重的環(huán)境污染。隨著環(huán)保要求的不斷提高，需要投入大量資金來確保生產(chǎn)達到環(huán)保要求，這就增加了生產(chǎn)成本，限制了企業(yè)的進一步發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種環(huán)保、無污染的無排氣孔樹脂砂實型鑄造方法。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種無排氣孔樹脂砂實型鑄造方法，包括制作模樣及澆注系統(tǒng)、造型、熔煉澆注和成型清砂步驟，所述制作模樣及澆注系統(tǒng)步驟中，模樣的上表面預(yù)設(shè)置用于收集殘渣的加工余量，所述造型步驟中不扎制排氣孔，所述澆注系統(tǒng)包括若干垂直布置的頂端設(shè)置有漏斗形的澆口杯的直澆道，所述澆口杯的容積大于直澆道的容積；直澆道的底端連通與模樣長度方向平行布置的橫澆道，橫澆道的下端面與模樣的底面平齊或略高于模樣的底面，所述橫澆道的長度是模樣長度的60%，橫澆道上間隔設(shè)置若干與模樣連通的互相平行的內(nèi)澆道，所述澆注步驟中，由若干澆口杯同時澆注金屬液，所述金屬液注入每個澆口杯中的速度必須保證澆口杯內(nèi)的金屬液將直澆道封閉。
[0007]本發(fā)明的進一步改進在于:頂端設(shè)置有澆口杯的直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道對稱設(shè)置在模樣長度方向的兩側(cè)。
[0008]本發(fā)明的進一步改進在于:所述內(nèi)澆道的出口橫截面為橢圓，所述橢圓的長軸為40?50mm,橢圓的短軸為30?40mm,所述直燒道的橫截面是直徑為110?120mm的圓形。
[0009]本發(fā)明的進一步改進在于:同側(cè)的兩相鄰的內(nèi)澆道之間的距離為400?500mm。
[0010]本發(fā)明的進一步改進在于:所述金屬液注入每個澆口杯中的速度為220?300kg/
So
[0011]本發(fā)明的進一步改進在于:所述澆注過程中，在鑄型頂面設(shè)置壓箱鐵，所述壓箱鐵的重量是鑄件重量的3?5倍。
[0012]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明取得的技術(shù)進步是:
本發(fā)明在造型時不扎設(shè)排氣孔，鑄型的整個型腔均為實體，澆注時鑄型型腔內(nèi)沒有氧氣，模樣不發(fā)生燃燒，不產(chǎn)生有害氣體，有利于環(huán)境的保護。橫澆道長度是模樣長度的60%，并將橫澆道設(shè)置在模樣的底部，在注入金屬液的過程中便于鑄型型腔中的雜質(zhì)浮至上表面，防止在鑄件內(nèi)部出現(xiàn)夾渣缺陷，提高鑄件的質(zhì)量。澆注系統(tǒng)設(shè)置多道直澆道和內(nèi)澆道，有利于金屬液快速充滿鑄型型腔，減輕了模樣氣化時對金屬液的阻力及氣化過程中的吸熱反應(yīng)，提高了金屬液的流動性，在澆注時便于同時平穩(wěn)的充填鑄型。內(nèi)澆道的截面設(shè)置為橢圓，提高了擋渣效果，清理過程中切割打磨方便，有利于鑄件美觀。
[0013]澆注速度為220?300kg/s，保證澆注時間短，防止氧氣進入鑄型，避免模樣發(fā)生燃燒。
[0014]在鑄型頂面設(shè)置壓箱鐵，防止?jié)沧r進入鑄型型腔的金屬液損壞鑄型，保證澆注過程中鑄型完好。壓箱鐵的重量是鑄件重量的3?5倍，避免引發(fā)安全事故，確保安全生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]其中，1、模樣，2、直燒道,3、橫燒道,4、內(nèi)燒道,5、燒口杯。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明:
一種無排氣孔樹脂砂實型鑄造方法，包括制作模樣和澆注系統(tǒng)、造型、熔煉澆注和成型清砂等步驟。本實施例中以機床鑄件的實型鑄造方法為例，所述機床鑄件成品外形為一長方體框架，長為15m，寬3.2m，高2.lm，鑄件重量為83t。
[0018]根據(jù)鑄件成品制作模樣，所述模樣與鑄件成品外形相同，在鑄件成品的加工面上設(shè)置的加工余量為20mm。為保證鑄件產(chǎn)品質(zhì)量，在制作模樣時，模樣的上表面預(yù)先設(shè)置具有一定厚度的用于收集殘渣的加工余量。本實施例中，模樣的上表面的加工余量比其它加工面的加工余量增大2?3mm，使得上浮至鑄件上表面的夾渣、雜質(zhì)等能夠通過對上表面進行機械加工去除干凈,保證鑄件的質(zhì)量。
[0019]所述造型步驟中澆注系統(tǒng)與模樣進行組合，結(jié)構(gòu)如圖1所示，造型步驟中不扎制排氣孔。所述澆注系統(tǒng)包括直澆道2、橫澆道3和內(nèi)澆道4。所述直澆道的橫截面是直徑為110?120mm的圓形,直澆道垂直水平面設(shè)置,直澆道上部設(shè)置澆口杯5，澆口杯的頂面高于模樣上表面400?600_。所述橫澆道3垂直連通在直澆道2底端，橫澆道3的設(shè)置與模樣長度方向平行，位于模樣兩側(cè)的底部，橫澆道的下端面與模樣的底面平齊或略高于模樣的底面，橫澆道的長度是模樣長度的60%，橫澆道的橫截面為倒置的等腰梯形，所述等腰梯形的上底長為120?140mm,下底長為100?120mm。所述內(nèi)燒道4設(shè)置在橫燒道與模樣之間，內(nèi)澆道的橫截面形狀為橢圓。內(nèi)澆道與橫澆道垂直連通設(shè)置，內(nèi)澆道出口端橫截面橢圓的長軸為40?50mm ;橢圓的短軸為30?40mm。為使得金屬液均勻充填鑄型型腔,頂端設(shè)置有澆口杯5的直澆道2、橫澆道3和內(nèi)澆道4在模樣的長度方向的兩側(cè)對稱設(shè)置。為保證金屬液快速充填鑄型型腔，在橫澆道上設(shè)置若干道直澆道及對應(yīng)的澆口杯，橫澆道上每間隔400?500mm垂直設(shè)置一內(nèi)燒道,燒注時由若干個直燒道的燒口杯同時注入金屬液,金屬液由內(nèi)澆道出口端進入型腔，同時充填鑄型。
[0020]本實施例中，在機床鑄件的造型步驟中，所述直澆道的橫截面是直徑為120mm的圓形，在每條橫澆道上垂直連通設(shè)置有三道直澆道。所述橫澆道等腰梯形的上底長為140mm,下底長為120mm。所述內(nèi)燒道的出口端橢圓的長軸為50mm,短軸為40mm。
[0021]在造型完成，進行澆注時，為防止進入鑄型型腔的金屬液的浮力太大損壞鑄型，在鑄型頂面設(shè)置壓箱鐵，所述壓箱鐵的重量是鑄件重量的3?5倍。所述澆注步驟，當(dāng)模樣的壁厚大于40mm時，澆注溫度為1280?1320°C ;當(dāng)鑄件的壁厚小于或等于40mm時，澆注溫度為1330?1350°C。進行澆注時由若干澆口杯同時澆注金屬液，所述金屬液注入每個澆口杯中的速度必須保證澆口杯內(nèi)的金屬液將直澆道封閉，金屬液注入每個澆口杯中的速度為220?300kg/s。本實施例中由六道直澆道上對應(yīng)的六個澆口杯中同時注入金屬液，金屬液的注入速度為280kg/s。
【權(quán)利要求】
1.一種無排氣孔樹脂砂實型鑄造方法，包括制作模樣及澆注系統(tǒng)、造型、熔煉澆注和成型清砂步驟，其特征在于:所述制作模樣及澆注系統(tǒng)步驟中，模樣的上表面預(yù)設(shè)置用于收集殘渣的加工余量， 所述造型步驟中不扎制排氣孔，所述澆注系統(tǒng)包括若干垂直布置的頂端設(shè)置有漏斗形的澆口杯(5)的直澆道(2)，所述澆口杯(5)的容積大于直澆道(2)的容積；直澆道(2)的底端連通與模樣長度方向平行布置的橫澆道(3)，橫澆道的下端面與模樣的底面平齊或略高于模樣的底面，所述橫澆道的長度是模樣長度的60%，橫澆道上間隔設(shè)置若干與模樣連通的互相平行的內(nèi)澆道(4)， 所述澆注步驟中，由若干澆口杯同時澆注金屬液，所述金屬液注入每個澆口杯中的速度必須保證澆口杯內(nèi)的金屬液將直澆道封閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無排氣孔樹脂砂實型鑄造方法，其特征在于:頂端設(shè)置有燒口杯(5)的直燒道(2)、橫燒道(3)和內(nèi)燒道(4)對稱設(shè)置在模樣長度方向的兩側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無排氣孔樹脂砂實型鑄造方法，其特征在于:所述內(nèi)澆道的出口橫截面為橢圓，所述橢圓的長軸為40?50mm,橢圓的短軸為30?40mm,所述直燒道的橫截面是直徑為110?120mm的圓形。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無排氣孔樹脂砂實型鑄造方法，其特征在于:同側(cè)的兩相鄰的內(nèi)澆道之間的距離為400?500mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無排氣孔樹脂砂實型鑄造方法，其特征在于:所述金屬液注入每個澆口杯中的速度為220?300kg/s 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無排氣孔樹脂砂實型鑄造方法，其特征在于:所述澆注過程中，在鑄型頂面設(shè)置壓箱鐵，所述壓箱鐵的重量是鑄件重量的3?5倍。
【文檔編號】B22C9/04GK103639362SQ201310699954
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】劉建, 劉 東 申請人:泊頭市東建鑄造有限責(zé)任公司