一種防止實(shí)型鑄造中結(jié)構(gòu)孔部位粘砂的鑄造工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及鑄造【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種防止實(shí)型鑄造中結(jié)構(gòu)孔部位粘砂的鑄造工藝，依次包括如下工藝流程:a）制作并粘結(jié)氣化模；b）氣化模表面刷涂耐火涂料；c）烘干氣化模；d）在氣化模的結(jié)構(gòu)深孔/或結(jié)構(gòu)深坑內(nèi)固定設(shè)置與深孔或深坑尺寸相配的激冷鐵件；e）將氣化模放在型箱中填砂振實(shí)；f）澆注；e）清理鑄件。本發(fā)明的實(shí)型鑄造工藝中，針對(duì)氣化模深孔或深坑內(nèi)填砂難度大或填砂不緊而容易出現(xiàn)澆注后內(nèi)表面粘砂或夾砂的缺陷，在氣化模的深孔或深坑內(nèi)采用激冷鐵件填充，可以防止鑄件內(nèi)孔壁粘砂或夾砂的缺陷。
【專利說(shuō)明】一種防止實(shí)型鑄造中結(jié)構(gòu)孔部位粘砂的鑄造工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及實(shí)型鑄造【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及采用實(shí)型鑄造工藝鑄造含有大長(zhǎng)徑比的 細(xì)管件或深凹孔(或深凹坑）的鑄件時(shí)防止結(jié)構(gòu)孔或深凹坑部位粘砂的鑄造工藝。

【背景技術(shù)】
[0002] 實(shí)型鑄造(又稱失模鑄造）是將與鑄件尺寸形狀相似的石蠟或泡沫模型粘結(jié)組合 成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在自硬型砂中造型，高溫澆注，使實(shí)型模氣化，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。在實(shí)型鑄造技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，鑄造 出的鑄件會(huì)產(chǎn)生各種各樣的缺陷，其中粘砂是實(shí)型鑄造鑄件常見(jiàn)的缺陷，實(shí)型鑄造鑄件粘 砂缺陷產(chǎn)生的主要原因是涂料涂層脫落或者開裂，金屬液趁此滲入型砂中，容易形成機(jī)械 粘砂；若涂料質(zhì)量性能較差，金屬液進(jìn)入型腔后涂料經(jīng)高溫烘烤，產(chǎn)生化學(xué)粘結(jié)劑，造成鑄 件化學(xué)粘砂。特別是細(xì)長(zhǎng)管件內(nèi)孔或復(fù)雜深孔或凹坑填砂時(shí)，容易造成填砂不緊實(shí)或無(wú)法 填砂，鑄件四周充滿鐵水時(shí)，型砂經(jīng)高溫鐵水不斷沖刷、烘烤，最終鑄件內(nèi)孔或凹孔部位出 現(xiàn)嚴(yán)重粘砂缺陷，并且大長(zhǎng)徑比的細(xì)長(zhǎng)管件、深盲孔或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的深凹坑鑄件的內(nèi)孔清理 難度也很大。
[0003] 實(shí)型鑄造中，細(xì)長(zhǎng)孔指的是孔的長(zhǎng)度或深度大于200mm，且孔長(zhǎng)與內(nèi)徑尺寸比大 于5的細(xì)長(zhǎng)孔；深凹孔或深凹坑指的是沿鑄件表面向鑄件內(nèi)部延伸的盲孔或不規(guī)則形狀內(nèi) 腔。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有實(shí)型鑄造工藝中細(xì)長(zhǎng)管件內(nèi)孔或含有深凹孔(或深凹坑）的大型 復(fù)雜結(jié)構(gòu)鑄件內(nèi)孔部件容易粘砂的缺陷，提供一種防止實(shí)型鑄造中結(jié)構(gòu)孔部位粘砂的鑄造 工藝，以提高實(shí)型鑄造件的鑄件質(zhì)量，并簡(jiǎn)化澆注后的清理工藝。
[0005] 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種防止實(shí)型鑄造中結(jié)構(gòu)孔部位粘砂的鑄造工藝， 依次包括如下工藝流程：a)制作并粘結(jié)氣化模；b)氣化模表面刷涂耐火涂料；c)烘干氣化 模；d)在氣化模的結(jié)構(gòu)深孔/或結(jié)構(gòu)深坑內(nèi)固定設(shè)置與深孔或深坑尺寸相配的激冷鐵件； e)將氣化模放在型箱中填砂振實(shí)；f)澆注；e)清理鑄件。
[0006] 本發(fā)明的實(shí)型鑄造工藝中，針對(duì)氣化模深孔或深坑內(nèi)填砂難度大或填砂不緊而容 易出現(xiàn)澆注后內(nèi)表面粘砂或夾砂的缺陷，在氣化模的深孔或深坑內(nèi)采用激冷鐵件填充，可 以防止鑄件內(nèi)孔壁粘砂或夾砂的缺陷。
[0007] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，在本發(fā)明的上述實(shí)型鑄造工藝中，當(dāng)所述結(jié)構(gòu)深孔 為細(xì)長(zhǎng)管件的細(xì)長(zhǎng)孔時(shí)，步驟d)中，所述激冷鐵件為與氣化模結(jié)構(gòu)深孔內(nèi)壁間隙配合的并 且熱膨脹系數(shù)大于鑄件所用鑄鐵的熱膨脹系數(shù)的鋼管，所述鋼管的長(zhǎng)度比細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)孔長(zhǎng)度 大20-30mm，安裝時(shí)，氣化模沿孔長(zhǎng)方向下上放置在型箱中，所述鋼管下端與氣化模內(nèi)孔下 端部平齊，上端伸出結(jié)構(gòu)孔外并且與氣化模的內(nèi)孔端邊緣通過(guò)泥條密封。本方案在細(xì)長(zhǎng)管 件的實(shí)型鑄造工藝中，在氣化模的細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)孔內(nèi)采用熱膨脹系數(shù)大于鑄鐵的鋼管填充，解 決了氣化模的細(xì)長(zhǎng)孔填砂困難的問(wèn)題，從而避免因填砂不緊實(shí)而造成的鑄造缺陷，并且因 鋼管的熱膨脹系數(shù)大于鑄鐵的熱膨脹系數(shù)，鑄件冷卻后，鋼管與鑄件之間形成一定的間隙， 可以很方便的取出鋼管，省去了細(xì)長(zhǎng)孔內(nèi)的清砂過(guò)程，降低了清砂難度，并且避免了細(xì)長(zhǎng)孔 內(nèi)粘砂或夾砂等鑄造缺陷，提高了細(xì)長(zhǎng)管件實(shí)型鑄造工藝的合格率和鑄件質(zhì)量。
[0008] 為進(jìn)一步提高細(xì)長(zhǎng)管件的實(shí)型鑄造件的質(zhì)量，所述鋼管的壁厚與細(xì)長(zhǎng)管鑄件厚度 的比例為1 :4一5,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)多次對(duì)比結(jié)果及采用Magma模擬結(jié)果顯示，在此厚度比例 條件下，鐵水不會(huì)因過(guò)度激冷而造成鑄件表面出冷隔或碳渣等缺陷。
[0009] 作為本發(fā)明的細(xì)長(zhǎng)管件實(shí)型鑄造工藝中鋼管壁厚的更進(jìn)一步優(yōu)選，所述鋼管的壁 厚與細(xì)長(zhǎng)管鑄件厚度的比例為1 :4. 67。
[0010] 作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述結(jié)構(gòu)深孔為大型結(jié)構(gòu)件中深盲孔時(shí)，步驟d) 中，所述激冷鐵件為與深盲孔形狀相配的螺紋鋼棒，所述螺紋鋼棒長(zhǎng)度比深盲孔孔深大 20- 25mm，所述螺紋鋼棒與深盲孔之間設(shè)有10 - 15mm的間隙，安裝時(shí)，螺紋鋼棒通過(guò)定位 環(huán)同心卡裝在深盲孔內(nèi)，外端伸出深盲孔外。本發(fā)明在實(shí)型鑄造工藝方法中，采用的螺紋鋼 棒作為深盲孔內(nèi)的激冷件，澆注中，當(dāng)鐵水流至孔內(nèi)壁四周時(shí)，因激冷鐵件導(dǎo)熱系數(shù)明顯高 于型砂的導(dǎo)熱系數(shù)，從而加快其附近高溫鐵水的降溫速度，而減少高溫鐵水對(duì)附近涂料及 型砂的烘烤，進(jìn)而消除鑄件深盲孔部位的粘砂現(xiàn)象，以提高鑄件的質(zhì)量及合格率。另外，本 結(jié)構(gòu)中，螺紋鋼與深盲孔之間配合間隙合理設(shè)置在10 -15_之間，此間隙過(guò)大，降溫效果 不明顯，而間隙過(guò)小，鐵水過(guò)激冷，導(dǎo)致鐵水降溫過(guò)快，使鑄件出現(xiàn)冷隔，或消失模因金屬液 溫度低，氣化不完全而產(chǎn)生碳渣缺陷。
[0011] 作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述結(jié)構(gòu)深坑為大型結(jié)構(gòu)件中深凹坑時(shí)，步驟d) 中，所述激冷鐵件為與深凹坑形狀相配的防粘砂冷鐵件，所述防粘砂冷鐵件長(zhǎng)度比深凹坑 深度大20- 25mm，所述防粘砂冷鐵件各面與深凹坑各相應(yīng)面之間距離為10 - 15mm，安裝 時(shí)，防粘砂冷鐵件通過(guò)定位件固定安裝在深凹坑內(nèi)，外端伸出深凹坑外。本發(fā)明的實(shí)型鑄造 工藝中，與采用的螺紋鋼棒作為深盲孔內(nèi)的激冷鐵件的作用相似，對(duì)于像大型機(jī)床類結(jié)構(gòu) 件中的深凹坑或形狀不規(guī)則的深凹坑，在該深凹坑的氣化模部件預(yù)先放置一與深凹坑形狀 相配的防粘砂冷鐵件，澆注中，當(dāng)鐵水流至深凹坑內(nèi)壁四周時(shí)，因防粘砂冷鐵件導(dǎo)熱系數(shù)明 顯高于型砂的導(dǎo)熱系數(shù)，從而加快其附近高溫鐵水的降溫速度，而減少高溫鐵水對(duì)附近涂 料及型砂的烘烤，進(jìn)而消除鑄件深凹坑部位的粘砂現(xiàn)象，以提高鑄件的質(zhì)量及合格率。并且 合理設(shè)置防粘砂冷鐵件各壁面與深凹坑相應(yīng)壁面的間隙可以合理控制鐵水在深凹坑附近 的降溫速度，防止鐵水降溫過(guò)快或過(guò)慢而造成的鑄件冷隔或粘砂等缺陷。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1為采用本發(fā)明實(shí)型鑄造工藝鑄造細(xì)長(zhǎng)管鑄件時(shí)氣化模結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013] 圖2為采用本發(fā)明實(shí)型鑄造工藝鑄造大型結(jié)構(gòu)件時(shí)氣化模深凹坑處的局部示意 圖。
[0014] 其中，1鋼錠模注管的氣化模；2鋼管；3結(jié)構(gòu)件氣化模；4防粘砂冷鐵件；5定位 件。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 實(shí)施例1 一種防止實(shí)型鑄造中結(jié)構(gòu)孔部位粘砂的鑄造工藝，本實(shí)施例如圖1所示，鑄件為的鋼 錠模中注管，具有一內(nèi)徑為202mm，壁厚為71mm，孔長(zhǎng)為1730mm的細(xì)長(zhǎng)管裝結(jié)構(gòu)，并且此內(nèi) 孔為重要加工面，表面質(zhì)量要求非常高，不能有輕微表面粘砂或夾砂等缺陷，采用現(xiàn)有技術(shù) 中的實(shí)型鑄造方法澆注后內(nèi)孔清砂非常困難，并且難以保證內(nèi)孔表面質(zhì)量要求。采用本發(fā) 明的實(shí)型鑄造方法依次包括如下工藝流程：a)制作并粘結(jié)鋼錠模注管的氣化模1 ;b)在鋼 錠模注管的氣化模1表面刷涂耐火涂料；c)烘干氣化模；d)在氣化模的細(xì)長(zhǎng)孔內(nèi)放置一外 徑為202 mm，長(zhǎng)為1750mm，壁厚為15mm的鋼管2,并且為方便鋼管2順利套裝入氣化模的細(xì) 長(zhǎng)孔內(nèi)，鋼管2外壁與氣化模內(nèi)孔為間隙配合，并且鋼管材料的熱膨脹系數(shù)大于鑄件的熱 膨脹系統(tǒng)，安裝時(shí)，氣化模沿孔長(zhǎng)方向上下固定放置在型箱中，鋼管2下端與氣化模內(nèi)孔下 端部平齊，上端伸出氣化模孔外20mm，并且為防止型砂沿孔端邊緣進(jìn)入孔與鋼管的間隙內(nèi) 將氣化模的內(nèi)孔端邊緣通過(guò)泥條密封；e)將上述氣化模上下方向固定在型箱中填砂振實(shí)； f)澆注；e)鑄件冷卻后清理鑄件，將鋼管從鑄件內(nèi)抽出，因鋼管的熱膨脹系統(tǒng)大于鑄件的熱 膨脹系統(tǒng)，所以鑄件冷卻后，鋼管與鑄件內(nèi)孔之間存在一定的間隙，可以很方便的從孔內(nèi)取 出鋼管。因此，本發(fā)明的方法鑄造的含有細(xì)長(zhǎng)孔的鑄件，鑄后鋼管取出方便，不需要內(nèi)孔清 砂，簡(jiǎn)化了清理工作的難度，并且鑄件內(nèi)孔表面光滑，無(wú)粘砂或夾砂等缺陷，明顯提高了鑄 件的質(zhì)量和合格率。
[0016] 實(shí)施例2 本實(shí)施例中的鑄件為一大型機(jī)床結(jié)構(gòu)件，如圖2所示，該類結(jié)構(gòu)件中深凹坑結(jié)構(gòu)較多， 采用現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)型鑄造方法，深凹坑內(nèi)部表面因填砂不實(shí)非常容易出現(xiàn)因填砂不緊而產(chǎn) 生的表面粘砂和夾砂等缺陷，采用本發(fā)明的方法實(shí)型鑄造上述結(jié)構(gòu)件依次包括如下工藝流 程，a)制作并粘結(jié)構(gòu)件氣化模式3 ;b)在結(jié)構(gòu)件氣化模3表面刷涂耐火涂料；c)烘干結(jié)構(gòu) 件氣化模3 ;d)在結(jié)構(gòu)件氣化模3的深凹坑位置放置與深凹坑形狀相配的防粘砂冷鐵件4， 其中防粘砂冷鐵4長(zhǎng)度比深凹坑深度大20- 25mm，端部伸出深凹坑表面，安裝時(shí)，通過(guò)定位 件5使防粘砂冷鐵件4各面與深凹坑各相應(yīng)面之間距離保持10 - 15mm ; e)將上述結(jié)構(gòu)件 氣化模3固定放置在型箱中填砂振實(shí)；f)澆注；e)鑄件冷卻后清理鑄件表面型砂，取出防 粘砂冷鐵件4。本發(fā)明的實(shí)型鑄造工藝中，對(duì)于大型機(jī)床類結(jié)構(gòu)件中的深凹坑或形狀不規(guī) 則的深凹坑，在該氣化模的深凹坑部位預(yù)先放置一與深凹坑形狀相配的防粘砂冷鐵件，澆 注中，當(dāng)鐵水流至深凹坑內(nèi)壁四周時(shí)，因防粘砂冷鐵件4導(dǎo)熱系數(shù)明顯高于型砂的導(dǎo)熱系 數(shù)，從而加快其附近高溫鐵水的降溫速度，而減少高溫鐵水對(duì)附近涂料及型砂的烘烤，進(jìn)而 消除鑄件深凹坑部位的粘砂現(xiàn)象，以提高鑄件的質(zhì)量及合格率。并且合理設(shè)置防粘砂冷鐵 件4各壁面與深凹坑相應(yīng)壁面的間隙可以合理控制鐵水在深凹坑附近的降溫速度，防止鐵 水降溫過(guò)快或過(guò)慢而造成的鑄件冷隔或粘砂等缺陷。
[0017] 實(shí)施例3 本實(shí)施例中的鑄件與實(shí)施例二相類似也為大型結(jié)構(gòu)件，該結(jié)構(gòu)件中深盲孔結(jié)構(gòu)較多， 與實(shí)施例2不同之處主要在于，步驟d)中，在結(jié)構(gòu)件氣化模的深盲孔部位通過(guò)定位塊或定 位環(huán)同心卡裝一比深盲孔孔深長(zhǎng)20- 25mm的螺紋鋼作為激冷鐵件，并且使螺紋鋼表面與 深盲孔內(nèi)壁保持1〇-15_間距。本實(shí)施例中，采用螺紋鋼作為激冷鐵件，同樣可以在鐵水澆 注中起到適當(dāng)降低鐵水的溫度，防止高溫鐵高對(duì)深盲孔內(nèi)壁附近的涂料和型砂的烘烤，進(jìn) 而消除深盲孔內(nèi)壁面粘砂和夾砂等缺陷。
【權(quán)利要求】
1. 一種防止實(shí)型鑄造中結(jié)構(gòu)孔部位粘砂的鑄造工藝，其特征在于，依次包括如下工藝 流程：a)制作并粘結(jié)氣化模；b)氣化模表面刷涂耐火涂料；c)烘干氣化模；d)在氣化模的 結(jié)構(gòu)深孔/或結(jié)構(gòu)深坑內(nèi)固定設(shè)置與深孔或深坑尺寸相配的激冷鐵件；e)將氣化模放在型 箱中填砂振實(shí)；f)澆注；e)清理鑄件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止實(shí)型鑄造中結(jié)構(gòu)孔部位粘砂的鑄造工藝，其特征在于， 所述結(jié)構(gòu)深孔為細(xì)長(zhǎng)管件的細(xì)長(zhǎng)孔時(shí)，步驟d)中，所述激冷鐵件為與氣化模結(jié)構(gòu)深孔內(nèi)壁 間隙配合的并且熱膨脹系數(shù)大于鑄件所用鑄鐵的熱膨脹系數(shù)的鋼管，所述鋼管的長(zhǎng)度比細(xì) 長(zhǎng)結(jié)構(gòu)孔長(zhǎng)度大20-30mm，安裝時(shí)，氣化模沿孔長(zhǎng)方向下上放置在型箱中，所述鋼管下端與 氣化模內(nèi)孔下端部平齊，上端伸出結(jié)構(gòu)孔外并且與氣化模的內(nèi)孔端邊緣通過(guò)泥條密封。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的防止實(shí)型鑄造中結(jié)構(gòu)孔部位粘砂的鑄造工藝，其特征在于， 所述鋼管的壁厚與細(xì)長(zhǎng)管鑄件厚度的比例為1 :4一 5。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的防止實(shí)型鑄造中結(jié)構(gòu)孔部位粘砂的鑄造工藝，其特征在于， 所述鋼管的壁厚與細(xì)長(zhǎng)管鑄件厚度的比例為1 :4. 67。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止實(shí)型鑄造中結(jié)構(gòu)孔部位粘砂的鑄造工藝，其特征在于， 所述結(jié)構(gòu)深孔為大型結(jié)構(gòu)件中深盲孔時(shí)，步驟d)中，所述激冷鐵件為與深盲孔形狀相配的 螺紋鋼棒，所述螺紋鋼棒長(zhǎng)度比深盲孔孔深大20- 25mm，所述螺紋鋼棒與深盲孔之間設(shè)有 10 -15_的間隙，安裝時(shí)，螺紋鋼棒通過(guò)定位環(huán)同心卡裝在深盲孔內(nèi)，外端伸出深盲孔外。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止實(shí)型鑄造中結(jié)構(gòu)孔部位粘砂的鑄造工藝，其特征在于， 所述結(jié)構(gòu)深坑為大型結(jié)構(gòu)件中深凹坑時(shí)，步驟d)中，所述激冷鐵件為與深凹坑形狀相配的 防粘砂冷鐵件，所述防粘砂冷鐵件長(zhǎng)度比深凹坑深度大20- 25mm，所述防粘砂冷鐵件各面 與深凹坑各相應(yīng)面之間距離為10 - 15mm，安裝時(shí)，防粘砂冷鐵件通過(guò)定位件固定安裝在深 凹坑內(nèi)，外端伸出深凹坑外。
【文檔編號(hào)】B22C9/12GK104117632SQ201410319322
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年7月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月7日
【發(fā)明者】馬勇, 苗潤(rùn)青, 付龍, 孟慶文, 李軍 申請(qǐng)人:寧夏共享裝備有限公司