一种大铸件的精密铸造工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开的是一种大铸件的精密铸造工艺，它包括：蜡模的制备、修整→壳模砂型的制备→脱蜡→壳模焙烧→砂型制作→扎气眼→浇注→得到铸件。本发明结合了精密铸造与砂铸工艺的各自优点，实现了大铸件的精密铸造技术，本发明的壳模通过多次特殊配制的浆液浸粘与人工浮砂，并采用分段升温焙烧方式，形成高强度的壳模，达到铸造大铸件的强度要求；而且本发明在砂箱中注入配制有碱性酚醛树脂的混合砂，其强度更好，更稳定，能进一步提高铸件的表面精度，提高铸件的质量。
【专利说明】一种大铸件的精密铸造工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种金属铸造的方法，特别是一种大铸件的精密铸造工艺。
【背景技术】
[0002]目前，普遍使用的精密铸造方法，通常是从模具制作、制蜡模、制壳模、焙烧、浇注金属而得到铸件。但这种工艺一般都是应用于铸造小于150Kg的小铸件，而对于大于150Kg的大型铸件来说，由于铸件的尺寸和体积过大，壳模的强度不能得到保证，铸件的质量也很难得到保障，所以大铸件一般很难实现精铸或者实现精铸却不能正常操作，所以行业中，大型或超大型的铸件一般都采用砂铸来完成，但是砂铸不能达到精密铸造的尺寸精度，且铸件的表面质量差、精度低。
【发明内容】
[0003]本发明公开的是一种大铸件的精密铸造工艺，其主要目的在于克服现有技术存在的上述不足和缺点，结合精密铸造与砂铸工艺，实现对大铸件的精密铸造，提闻铸造广品的精度与质量。
[0004]本发明采用的技术方案如下:
一种大铸件的精密铸造工艺，包括以下步骤:
(一)、蜡模制备:采用低温蜡和机械注蜡技术，制作与铸造件一致并包含有保温冒口的蜡模；
(二)、对蜡模进行修整，并使用蜡坯清洗剂对蜡模进行清洗作业；
(三)、在步骤(二)制得的蜡模上制作壳模砂型:该步骤包含以下步骤:
A、在蜡模放置保温冒口的位置上，用一块带刃的铁片遮住放置保温冒口的表面，以防该表面受到污染；
B、在蜡模表面涂设第一面层:
首先，在蜡模表面浸涂用锆粉与硅溶胶粘结剂配制浆液，该浆液的粘度值在35?40
秒；
然后，用120目的锆砂在经过浸涂浆液的蜡模表面进行人工浮砂，浮砂后应清理所述铁片刃上的残留浆液和锆砂；
第三，将人工浮砂后的蜡模进行自然干燥，干燥时间为6?8小时；
C、在步骤B制得的蜡模表面涂设第二过渡层:
首先，在步骤B制得的蜡模表面浸涂用马来粉与硅溶胶粘结剂配制的浆液，该浆液的粘度值在30?32秒；
然后，用30?60目的马来砂在经过浸涂浆液的蜡模表面进行人工浮砂，浮砂后应清理所述铁片刃上的残留浆液和马来砂；
第三，将人工浮砂后的蜡模放于0.2?0.4米/秒的风速下进行干燥，干燥时间为11?14小时； D、在步骤C制得的蜡模表面涂设第三加固层:
首先，在步骤C制得的蜡模表面浸涂用马来粉与硅溶胶粘结剂配制的浆液，该浆液的粘度值在12?16秒；
然后，用10?16目的马来砂在经过浸涂浆液的蜡模表面进行人工浮砂，浮砂后应清理所述铁片刃上的残留浆液和马来砂；
第三，将人工浮砂后的蜡模放于0.8?1.0米/秒的风速下进行干燥，干燥时间为12?36小时；
E、在步骤D制得的蜡模表面涂设第四封浆层:
首先，在步骤D制得的蜡模表面浸涂用马来粉与硅溶胶粘结剂配制的浆液，该浆液的粘度值在7?9秒；
然后，清理所述铁片刃上的残留浆液；
第三，将蜡模放于0.8?1.0米/秒的风速下进行干燥，干燥时间为12?24小时；
(四)、脱蜡
采用蒸汽脱蜡，蒸汽的压力为0.7MPa,时间为8?50分钟，且脱蜡前应先将保温冒口部位的铁片取下；
(五)、壳模焙烧
采用分段升温焙烧方式对步骤(四)的壳模进行焙烧，在焙烧中:首先在550度以前升温速度控制在120度/小时，其次，在550度保温I小时，然后，全速升温到1050度，且保持1050度半个小时，最后出炉冷却；
(六)、将步骤(五)制得的壳模放入按造型工艺准备的砂箱中，用胶带封住该壳模上用于浇注的浇口和保温冒口，然后放入经过配制的混合砂，放满混合砂后再用造型震实机进行震实，形成砂型；
(七)、将步骤(六)震实后的砂型和砂箱平面刮平，并且在砂型表面每间隔15cm扎一个气眼，该气眼扎至离模型表面3?5cm ;
(八)、浇注
浇注前用恒温290?300度、频率45的热风机对壳模进行烘烤3小时以上，浇注时，浇注温度比同材质的砂铸产品提高10?12度，浇注后，产品在砂型中保温时间比普通砂型中延长20%以上；
(九)、浇注成型后，破碎掉壳模并切除保温冒口，得到铸件。
[0005]更进一步，所述步骤(六)中的混合砂的成分包括:海砂、碱性酚醛树脂以及固化剂，各成分的重量比例为:95?105:1.6?2.0:0.34?0.38。
[0006]更进一步，所述混合砂各成分的重量比例为:100:1.8:0.36。
[0007]更进一步，所述步骤(六)的砂箱必须符合以下注砂量的要求:
A、当砂箱尺寸小于500mm时，注砂后，所述壳模外侧至砂箱的距离大于或等于50mm，且壳模底至砂箱底的距离大于或等于120_ ；
B、当砂箱尺寸在500?IOOOmm时，注砂后，所述壳模外侧至砂箱的距离大于或等于70mm,且壳模底至砂箱底的距离大于或等于150mm ；
C、当砂箱尺寸在1000?2000mm时，注砂后，所述壳模外侧至砂箱的距离大于或等于100mm,且壳模底至砂箱底的距离大于或等于200mm。[0008]通过上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明的优点在于:
本发明结合了精密铸造与砂铸工艺的各自优点，实现了大铸件的精密铸造技术，本发明的壳模通过多次特殊配制的浆液浸粘与人工浮砂，并采用分段升温焙烧方式，形成高强度的壳模，达到铸造大铸件的强度要求；而且本发明在砂箱中注入配制有碱性酚醛树脂的混合砂，其强度更好，更稳定，能进一步提闻铸件的表面精度，提闻铸件的质量。
【具体实施方式】
[0009]一种大铸件的精密铸造工艺，包括以下步骤:
(一)、蜡模制备:采用低温蜡和机械注蜡技术，制作与铸造件一致并包含有保温冒口的蜡模。
[0010](二)、对蜡模进行修整，并使用蜡坯清洗剂对蜡模进行清洗作业。
[0011](三)、在步骤(二)制得的蜡模上制作壳模砂型:该步骤包含以下步骤:
A、在蜡模放置保温冒口的位置上，用一块带刃的铁片遮住放置保温冒口的表面，以防该表面受到污染；
B、在蜡模表面涂设第一面层:
首先，在蜡模表面浸涂用锆粉与硅溶胶粘结剂配制浆液，该浆液的粘度值在35?40
秒；
然后，用120目的锆砂在经过浸涂浆液的蜡模表面进行人工浮砂，浮砂后应清理所述铁片刃上的残留浆液和锆砂；
第三，将人工浮砂后的蜡模进行自然干燥，干燥时间为6小时；
C、在步骤B制得的蜡模表面涂设第二过渡层:
首先，在步骤B制得的蜡模表面浸涂用马来粉与硅溶胶粘结剂配制的浆液，该浆液的粘度值在30?32秒；
然后，用30?60目的马来砂在经过浸涂浆液的蜡模表面进行人工浮砂，浮砂后应清理所述铁片刃上的残留浆液和马来砂；
第三，将人工浮砂后的蜡模放于0.2?0.4米/秒的风速下进行干燥，干燥时间为11小时；
D、在步骤C制得的蜡模表面涂设第三加固层:
首先，在步骤C制得的蜡模表面浸涂用马来粉与硅溶胶粘结剂配制的浆液，该浆液的粘度值在12?16秒；
然后，用10?16目的马来砂在经过浸涂浆液的蜡模表面进行人工浮砂，浮砂后应清理所述铁片刃上的残留浆液和马来砂；
第三，将人工浮砂后的蜡模放于0.8?1.0米/秒的风速下进行干燥，干燥时间为12?36小时；
E、在步骤D制得的蜡模表面涂设第四封浆层:
首先，在步骤D制得的蜡模表面浸涂用马来粉与硅溶胶粘结剂配制的浆液，该浆液的粘度值在7?9秒；
然后，清理所述铁片刃上的残留浆液；
第三，将蜡模放于0.8?1.0米/秒的风速下进行干燥，干燥时间为12?24小时。[0012](四)、脱蜡
采用蒸汽脱蜡，蒸汽的压力为0.7MPa,时间为8?50分钟，且脱蜡前应先将保温冒口部位的铁片取下。
[0013](五)、壳模焙烧
采用分段升温焙烧方式对步骤(四)的壳模进行焙烧，在焙烧中:首先在550度以前升温速度控制在120度/小时，其次，在550度保温I小时，然后，全速升温到1050度，且保持1050度半个小时，最后出炉冷却。
[0014](六)、将步骤(五)制得的壳模放入按造型工艺准备的砂箱中，用胶带封住该壳模上用于浇注的浇口和保温冒口，然后放入经过配制的混合砂，其中，混合砂的成分包括:海砂、碱性酚醛树脂以及固化剂，各成分的重量比例为:100:1.8:0.36，放满混合砂后再用造型震实机进行震实，形成砂型，该砂型的强度非常高，满足了大铸件的生产要求。而砂箱必须符合以下注砂量的要求:
A、当砂箱尺寸小于500mm时，注砂后，所述壳模外侧至砂箱的距离大于或等于50mm，且壳模底至砂箱底的距离大于或等于120_ ；
B、当砂箱尺寸在500?IOOOmm时，注砂后，所述壳模外侧至砂箱的距离大于或等于70mm,且壳模底至砂箱底的距离大于或等于150mm ；
C、当砂箱尺寸在1000?2000mm时，注砂后，所述壳模外侧至砂箱的距离大于或等于100mm,且壳模底至砂箱底的距离大于或等于200mm。
[0015](七)、将步骤(六)震实后的砂型和砂箱平面刮平，并且在砂型表面每间隔15cm扎一个气眼，该气眼扎至离模型表面3?5cm。
[0016](八)、浇注
浇注前用恒温290?300度、频率45的热风机对壳模进行烘烤3小时以上，浇注时，浇注温度比同材质的砂铸产品提高10?12度，浇注后，产品在砂型中保温时间比普通砂型中延长20%以上。
[0017](九)、浇注成型后，破碎掉壳模并切除保温冒口，得到铸件。
[0018]上述仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的设计构思并不仅局限于此，凡是利用此构思对本发明进行非实质性的改进，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
【权利要求】
1.一种大铸件的精密铸造工艺，其特征在于:包括以下步骤: (一)、蜡模制备:采用低温蜡和机械注蜡技术，制作与铸造件一致并包含有保温冒口的蜡模； (二 )、对蜡模进行修整，并使用蜡坯清洗剂对蜡模进行清洗作业； (三)、在步骤(二)制得的蜡模上制作壳模砂型:该步骤包含以下步骤: A、在蜡模放置保温冒口的位置上，用一块带刃的铁片遮住放置保温冒口的表面，以防该表面受到污染； B、在蜡模表面涂设第一面层: 首先，在蜡模表面浸涂用锆粉与硅溶胶粘结剂配制浆液，该浆液的粘度值在35~40秒； 然后，用120目的锆砂在经过浸涂浆液的蜡模表面进行人工浮砂，浮砂后应清理所述铁片刃上的残留浆液和锆砂； 第三，将人工浮砂后的蜡模进行自然干燥，干燥时间为6~8小时； C、在步骤B制得的蜡模表面涂设第二过渡层: 首先，在步骤B制得的蜡模表面浸涂用马来粉与硅溶胶粘结剂配制的浆液，该浆液的粘度值在30~32秒； 然后，用30~60目的马来砂在经过浸涂浆液的蜡模表面进行人工浮砂，浮砂后应清理所述铁片刃上的残留浆液和马来砂； 第三，将人工浮砂后的蜡模放于0.2~0.4米/秒的风速下进行干燥，干燥时间为11~14小时； D、在步骤C制得的蜡模表面涂设第三加固层: 首先，在步骤C制得的蜡模表面浸涂用马来粉与硅溶胶粘结剂配制的浆液，该浆液的粘度值在12~16秒； 然后，用10~16目的马来砂在经过浸涂浆液的蜡模表面进行人工浮砂，浮砂后应清理所述铁片刃上的残留浆液和马来砂； 第三，将人工浮砂后的蜡模放于0.8~1.0米/秒的风速下进行干燥，干燥时间为12~36小时； E、在步骤D制得的蜡模表面涂设第四封浆层: 首先，在步骤D制得的蜡模表面浸涂用马来粉与硅溶胶粘结剂配制的浆液，该浆液的粘度值在7~9秒； 然后，清理所述铁片刃上的残留浆液； 第三，将蜡模放于0.8~1.0米/秒的风速下进行干燥，干燥时间为12~24小时； (四)、脱蜡 采用蒸汽脱蜡，蒸汽的压力为0.7MPa,时间为8~50分钟，且脱蜡前应先将保温冒口部位的铁片取下； (五)、壳模焙烧 采用分段升温焙烧方式对步骤(四)的壳模进行焙烧，在焙烧中:首先在550度以前升温速度控制在120度/小时，其次，在550度保温I小时，然后，全速升温到1050度，且保持1050度半个小时，最后出炉冷却；(六)、将步骤(五)制得的壳模放入按造型工艺准备的砂箱中，用胶带封住该壳模上用于浇注的浇口和保温冒口，然后放入经过配制的混合砂，放满混合砂后再用造型震实机进行震实，形成砂型； (七)、将步骤(六)震实后的砂型和砂箱平面刮平，并且在砂型表面每间隔15cm扎一个气眼，该气眼扎至离模型表面3~5cm ; (八)、浇注 浇注前用恒温290~300度、频率45的热风机对壳模进行烘烤3小时以上，浇注时，浇注温度比同材质的砂铸产品提高10~12度，浇注后，产品在砂型中保温时间比普通砂型中延长20%以上； (九)、浇注成型后，破碎掉壳模并切除保温冒口，得到铸件。
2.根据权利要求1所述的一种大铸件的精密铸造工艺，其特征在于:所述步骤(六)中的混合砂的成分包括:海砂、碱性酚醛树脂以及固化剂，各成分的重量比例为:95~105:`1.6 ~2.0:0.34 ~0.38。
3.根据权利要求2所述的一种大铸件的精密铸造工艺，其特征在于:所述混合砂各成分的重量比例为:100:1.8:0.36。
4.根据权利要求1所述的一种大铸件的精密铸造工艺，其特征在于:所述步骤(六)的砂箱必须符合以下注砂量的要求: A、当砂箱尺寸小于500mm时，注砂后，所述壳模外侧至砂箱的距离大于或等于50mm，且壳模底至砂箱底的距离大于或等于120_ ； B、当砂箱尺寸在500~1000mm时，注砂后，所述壳模外侧至砂箱的距离大于或等于`70mm,且壳模底至砂箱底的距离大于或等于150mm ； C、当砂箱尺寸在1000~2000mm时，注砂后，所述壳模外侧至砂箱的距离大于或等于`100mm,且壳模底至砂箱底的距离大于或等于200mm。
【文档编号】B22C9/04GK103920852SQ201410179462
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】刘薇, 郑明华, 黄志达, 刘渊毅 申请人:三明市毅君机械铸造有限公司