专利名称：防止鼓胀的铸造工艺及其铸造模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属的铸造领域，尤其是涉及一种防止鼓胀的铸造工艺及其铸造模具的改良。
背景技术：
采用目前的铸造工艺及模具进行铸造生产时，极容易产生膨胀现象，尤其是在铸造面积较大且较厚的板状铸件时，其膨胀更为明显。由于模壳的型腔较大，当钢水快速注入型腔时，型腔里的气体不能及时地排除，从而形成回流，在回流的中心形成强大的膨胀压力。在这些部位，如果模壳的强度比该部位的膨胀压力产生的压强小，则产生膨胀。为此，有人采用了将浇冒口安放在热节处，来消除缩孔和缩松现象；用加压铁的方法和倾斜浇注的方法来防止台箱现象。由于模壳中空，压铁加到一定重量时，模壳会被压塌陷，形成较大凹坑，而附近却鼓胀很高，使该产品报废。对于溶模铸造工艺，是用莫来石砂和粘接剂逐层涂敷而形成模壳型腔；采用增加模壳的层数在一定程度上可以提高其强度；但是，当模壳的层数增加到一定层数时，就不能在采用该方式来提高模壳的强度，而且其成本也较高，所以必须采用其他的方法来防止鼓胀。经检索，中国专利文献公布了一种低膨胀低发气的铸造石英砂及其生产方法(申请号98110021.X)，该方案利用石英砂高温加热至870℃以上时其结构由β-石英相变成α-鳞石英时的不可逆性。将石英原砂先进行相变处理使原砂充分膨胀，而后用于铸造的造型和制芯，从而消除了型芯在浇注后因砂粒膨胀使铸件产生粘砂、砂眼等铸造缺陷，同时降低了型、芯砂的发气量及提高了型、芯砂的强度。但是，该工艺仪仅将制作模壳的材料的性能进行了一定的改良，在实际铸造过程中，还是需要结合其他方式才能达到较为理想的效果。而且其加工工艺较为繁琐，加热石英砂又会消耗大量的能源，提高了生产成本。
发明内容
本发明提供了一种在铸造过程中防止膨胀的工艺过程及其铸造模具，从而解决了现有技术所存在的在铸造过程中易于产生膨胀，产品的报废率较高，生产成本大等的技术问题。
本发明同时又解决了现有技术所存在的模壳的结构不甚合理，强度不高，易于破损，防膨胀性能不好等的技术问题。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的防止鼓胀的铸造工艺，包括制模，制壳，浇注，拆模清理以及表面处理过程，其特征在于包括如下工艺步骤a、型壳的制备根据预先设计好的图纸制作蜡模，将蜡模进行脱脂并在其上挂涂硅溶胶涂料，然后撒上型砂，待干燥后再次挂涂；如此重复进行若干次后加入由钢丝网制成的加固层；再重复若干次挂涂硅溶胶涂料和撒型砂的操作；然后将型壳硬化并脱蜡；b、型壳和钢水的准备将型壳进行焙烧，在焙烧开始后一段时间进行钢水的炼制，钢水炼制完成后，稍加冷却；c、浇注待钢水温度降至1400℃～1600℃时进行浇注，浇注时稍加倾斜，缓慢浇铸。
硅溶胶的型壳，在低温时强度较大，此时进行浇注其抗膨胀能力较好。同时，采用加固层对型壳进行加固也起到有效的防膨胀的目的。
作为优选，制备型壳时，预先在型腔的钢水回流中心位置设置排气孔；在焙烧完成后，提前10～30分钟出炉空冷以备浇注。设置排气孔可以在浇注时及时将型腔内的空气排除出去，避免因钢水的回流而产生的膨胀压力。
为了进一步抵消膨胀压力，作为优选，浇注时在出气管上套接压铁圈，在出气孔及浇冒口的周围放置压紧件。
防止鼓胀的铸造模具，包括模架，与模架相配接的型腔，在型腔上设有浇冒口，其特征在于所述的浇冒口设于型腔的中部，在浇冒口的两侧分别设有出气孔；所述的型腔由若干层构成，其间至少设有一加固层。
这里的加固层可以采用多种实施方案，作为优选，所述的加固层系由若干钢丝编制而成的网状结构。这里的加固层的数量可以根据实际需要确定。
为了便于浇注，同时增强排气效果，作为优选，所述的浇冒口的开口设为喇叭状，所述的出气孔上设有排气管。
为了便于操作和定位，作为优选，所述的模架两侧分别设有可与立柱相配接的通孔，在通孔上设有导向体。
作为优选，所述的加固层设于型腔的3～6层之间；所述的型腔上对称设置有两个出气孔，且位于型腔的上方。
因此，本发明具有如下特点1、工艺步骤简单，易于实施；2、有效地防止了浇注过程中的膨胀现象；3、模具的设计科学，结构简单，效果明显，有效地将型腔内的气体排出；4、模具强度较高，不易损坏，有利于抑制膨胀。
附图1是本发明的一种主视结构示意图；附图2是本发明的一种俯视结构示意图；附图3是本发明的一种立体图。
具体实施例方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例防止鼓胀的铸造工艺采用的铸造模具包括模架4，与模架4相配接的型腔2，在型腔2上设有浇冒口3。所述的浇冒口1设于型腔2的中部，在浇冒口1的两侧分别设有出气孔3；所述的型腔2由若干层构成，其间设有加固层。所述的加固层系由若干钢丝编制而成的网状结构。浇冒口1的开口设为喇叭状，所述的出气孔3上设有排气管。所述的模架4两侧分别设有可与立柱相配接的通孔5，在通孔5上设有导向体6。所述的加固层设于型腔2的第5层和第6层之间；所述的型腔2上对称设置有两个出气孔3，且位于型腔2的上方。
防止鼓胀的铸造工艺，首先进行型壳的制备。根据预先设计好的图纸制作蜡模，将蜡模进行脱脂并在其上挂涂硅溶胶涂料，然后撒上型砂，待干燥后再次挂涂；如此重复进行5次后加入由钢丝网制成的加固层；再重复若干次挂涂硅溶胶涂料和撒型砂的操作；然后将型壳硬化并脱蜡。在制备型壳时，预先在型腔的钢水回流中心位置设置排气孔，型壳制作完成后，将其进行焙烧，在焙烧开始后一段时间进行钢水的炼制，钢水炼制完成后，稍加冷却。在焙烧完成后，提前20分钟出炉空冷以备浇注。这里，型腔的焙烧时间大约为一个半小时，钢水的炼制时间为40分钟左右。待钢水温度降至1500℃时进行浇注，浇注时稍加倾斜，缓慢浇铸。浇注时在出气管上套接压铁圈，在出气孔及浇冒口的周围放置压紧件。浇注完成后，进行冷却，然后拆模清理以及表面处理。经过抛光，酸洗等表面处理后即可入库。
权利要求
1.一种防止鼓胀的铸造工艺，包括制模，制壳，浇注，拆模清理以及表面处理过程，其特征在于包括如下工艺步骤a、型壳的制备根据预先设计好的图纸制作蜡模，将蜡模进行脱脂并在其上挂涂硅溶胶涂料，然后撒上型砂，待干燥后再次挂涂；如此重复进行若干次后加入由钢丝网制成的加固层；再重复若干次挂涂硅溶胶涂料和撒型砂的操作；然后将型壳硬化并脱蜡；b、型壳和钢水的准备将型壳进行焙烧，在焙烧开始后一段时间进行钢水的炼制，钢水炼制完成后，稍加冷却；c、浇注待钢水温度降至1400℃～1600℃时进行浇注，浇注时稍加倾斜，缓慢浇铸。
2.根据权利要求1所述的防止鼓胀的铸造工艺，其特征在于制备型壳时，预先在型腔的钢水回流中心位置设置排气孔；在型壳焙烧完成后，提前10～30分钟出炉空冷以备浇注。
3.根据权利要求1或2所述的防止鼓胀的铸造工艺，其特征在于浇注时在出气管上套接压铁圈，在出气孔及浇冒口的周围放置压紧件。
4.一种防止鼓胀的铸造模具，包括模架，与模架相配接的型腔，在型腔上设有浇冒口，其特征在于所述的浇冒口(1)设于型腔(2)的中部，在浇冒口(1)的两侧分别设有出气孔(3)；所述的型腔(2)由若干层构成，其间至少设有一加固层。
5.根据权利要求4所述的防止鼓胀的铸造模具，其特征在于所述的加固层系由若干钢丝编制而成的网状结构。
6.根据权利要求4或5所述的防止鼓胀的铸造模具，其特征在于所述的浇冒口(1)的开口设为喇叭状，所述的出气孔(3)上设有排气管。
7.根据权利要求4或5所述的防止鼓胀的铸造模具，其特征在于所述的模架(4)两侧分别设有可与立柱相配接的通孔(5)，在通孔(5)上设有导向体(6)。
8.根据权利要求6所述的防止鼓胀的铸造模具，其特征在于所述的模架(4)两侧分别设有可与立柱相配接的通孔(5)，在通孔(5)上设有导向体(6)。
9.根据权利要求4或5所述的防止鼓胀的铸造模具，其特征在于所述的加固层设于型腔(2)的3～6层之间；所述的型腔(2)上对称设置有两个出气孔(3)，且位于型腔(2)的上方。
10.根据权利要求8所述的防止鼓胀的铸造模具，其特征在于所述的加固层设于型腔(2)的3～6层之间；所述的型腔(2)上对称设置有两个出气孔(3)，且位于型腔(2)的上方。
全文摘要
防止鼓胀的铸造工艺及其铸造模具，包括制模，制壳，浇注，拆模清理以及表面处理过程，其特征在于包括如下工艺步骤a.型壳的制备；b.型壳和钢水的准备；c.浇注。其铸造模具包括模架，与模架相配接的型腔，在型腔上设有浇冒口，所述的浇冒口设于型腔的中部，在浇冒口的两侧分别设有出气孔；所述的型腔由若干层构成，其间至少设有一加固层。因此，本发明具有如下特点1.工艺步骤简单，易于实施；2.有效地防止了浇注过程中的膨胀现象；3.模具的设计科学，结构简单，效果明显，有效地将型腔内的气体排出；4.模具强度较高，不易损坏，有利于抑制膨胀。
文档编号B22C9/00GK1721104SQ20041005296
公开日2006年1月18日 申请日期2004年7月16日 优先权日2004年7月16日
发明者李士良 申请人:李士良