技术领域本发明涉及电极座制造技术领域，尤其是一种黄铜电极座的铸造工艺。
背景技术：
电极座是大型带钢闪光焊机上用的重要零件，有几种结构形式。电极座的牌号为ZCuZn38，为国标中唯一存在的普通黄铜。普通黄铜虽然有一定的强度、硬度和良好的铸造性能，但耐磨性、耐蚀能，尤其是对流动海水、蒸汽和无机酸的耐蚀性能较差，黄铜铸件的价格相对低廉，通常用于制造一般的小型结构零件及装饰铸件，用普通黄铜来做这种大型厚壁铸件是较为少见的。由于黄铜的体收缩及线收缩都较大，对于大型厚壁铸件而言，充分补缩及防止变形等问题都应引起足够的重视，此外还要注意排除在浇注过程中产生的氧化夹杂。对于铜合金长形板类铸件，通常采用半金属型铸造工艺，则质量更为可靠，而板块状电极座虽然不属于长形板类铸件，但形状较为简单，采用半金属型铸造工艺，同样有助于铸件的充分补缩，提高工艺出品率，并使铸件表面具有较高的抗拉强度及硬度，能提高铸件的使用寿命，故对批量或长线产品，用半金属型铸造工艺具有一定的优势。所谓半金属型，是指铸件上平面以上的冒口部分及铸件下平面以下浇注系统部分均采用砂型，而铸件周围采用金属型。半金属型除了拼箱方便外，拆箱也十分方便，只要浇、冒口砂型准备好后，可缩短生产周期。将半金属的结构设计为四面墙板拼接形式，用锁紧装置进行锁紧，两端板尺寸可根据缩凹变形情况进行调整。为了使电极座得到充分补缩，在电极座下部的U型槽内设置一个成形铸铁冷铁。在电极座的大平面上设置了本身圆冒口两个，采用先封闭后开放的底注式浇注系统，并设置了砂过滤网，浇冒系统采用水玻璃砂干型。
技术实现要素：
本发明针对现有技术的不足，提出一种黄铜电极座的铸造工艺，设计合理，操作简单，节约成本。为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种黄铜电极座的铸造工艺，包括卧置立浇半金属型铸造工艺和卧置倾斜爬坡浇注砂型铸造工艺，所述卧置立浇半金属型铸造工艺用于批量生产，所述卧置倾斜爬坡浇注砂型铸造工艺用于板件长度小于1800mm，宽度小于1400mm，厚度小于160mm的黄铜电极座。进一步地，所述卧置立浇半金属型铸造工艺中，圆冒口的尺寸为Φ180mm，冒口尺寸高度为200mm。。进一步地，半金属型烘干后的工作温度为150℃～190℃，铜水浇注温度为1020℃。进一步地，所述卧置倾斜爬坡浇注砂型铸造工艺中，为倾斜10°～15°爬坡浇注。进一步地，所述黄铜电极座包括板块状黄铜电机座和带腔室黄铜电极座。进一步地，所述带腔室黄铜电极座采用卧置立浇砂型铸造工艺。与现有技术相比，本发明具有以下优点：采用两种不同工艺方法来实现制作黄铜电极座，工艺合理，出品率高，产品质量好。附图说明图1为型板块状电极座铸件简图；图2半金属型铸造工艺简图；图3铸件缩凹变形简图；图4Ⅰ型电极座半金属型铸造凝固模拟简图；图5板块状电极座侧面立浇工艺简图；图6板块状电极座卧置倾斜爬坡浇注工艺简图；图7Ⅱ型电极座铸件简图；图8Ⅱ型电极座砂型铸造凝固模拟简图(a)凝固中期(b)凝固晚期；图9带腔室的Ⅲ型电极座铸件简图；图10带腔室的Ⅲ型电极座砂型铸造工艺简图；图11带腔室状Ⅲ型电极座凝固模拟简图。具体实施方式下面结合实施例对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。实施例1板块状电极座的半金属型铸造工艺1.1电极座半金属型铸造的原则工艺根据电极座首件浇注的情况，我们注意到由于黄铜的体收缩很大，且该铸件很长并较厚，在铸件两侧面出现缩凹变形，中间最深处达7mm，图3所示，向两端递减，呈对称弧面分布，在金属模设计时要考虑这个因素。1.2电极座半金属型铸造的典型案例电极座Ⅰ型为π形板块状，如图1所示，材质为普通黄铜ZCuZn38，最大厚度为157mm。该批电极座数量为8件，单件铸件的质量为850kg。该型电极座为定型产品，且有后续订单，故采用半金属型铸造工艺，操作原理图见图2所示。根据电极座Ⅰ型的缩凹变形情况，对半金属型的两端档板尺寸做了工艺调整。此外还发现冒口补缩有富余度，我们对该铸件在半金属型条件下的整个浇注、凝固过程进行了凝固模拟分析，图4所示，确定了圆冒口的尺寸为Φ180mm，冒口尺寸高度为200mm。该产品铸件质量为830kg，冒口质量为104kg，浇注系统质量为84kg，浇注质量为1020kg，工艺出品率为81.4％。实施例2板块状电极座的砂型铸造工艺2.1板块状电极座砂型铸造的原则工艺板块状电极座在采用砂型铸造时，其浇注位置可以有两种方案，一种是电极座侧面立浇工艺，见图5所示；另一种电极座卧置倾斜爬坡浇注工艺，见图6所示；两种方案都能保证产品质量，但前者要采用四箱造型，且要设置很大的泥芯，操作麻烦，而后者采用两箱造型，不需设置泥芯，操作十分简便，具有明显的优势，故采用了后者。2.2板块状电极座卧置倾斜爬坡浇注时冒口的计算按形状，板块状电极座可看成是异形板类铸件，已有冒口便捷设计方法，在板件长度L小于1800mm，宽度m小于1400mm，厚度T小于160mm的条件下，在采用卧置倾斜爬坡浇注方案，且在铸件的侧面设置冒口时，异形板类铸件冒口形状参数与铸件形状参数的关系见表1。表中：L为铸件长度，m为铸件宽度，T为铸件最大厚度，a为腰圆冒口根部长度，b为腰圆冒口根部宽度，h为腰圆冒口高度，n为冒口个数。注：(1)h一般应大于100mm；(2)整个铸型在冒口方向抬高，倾斜10～15°浇注。冒口计算、核算方法如下：①根据铸件形状参数L，查出相应的系数k1，则冒口形状参数a＝k2·L或a＝k2·L/n；②根据铸件形状参数T，查出相应的系数k2，则冒口形状参数b＝k2·T；③根据铸件形状参数m，查出相应的系数k3，则冒口形状参数h＝k3·m。④根据a/b，核算是否满足表中的条件；⑤根据L，核算工艺出品率。2.2板块状电极座砂型铸造的典型案例大型板块状Ⅱ型电极座，见图7所示，材质为ZCuZn38，长度L＝1524mm，宽度m＝456mm，最大厚度T＝125mm。采用卧置倾斜爬坡浇注方案。冒口设置在铸件的侧面，整个铸型在冒口方向抬高，倾斜10°～15°爬坡浇注。对于大型板块状电极座，在长度L＝1550mm的范围内，设置n＝1个冒口是可以的。从表1查得：当L＝1524mm时，kl＝0.35；当T＝125mm时，k2＝1.20～1.30；当m＝456mm时，k3＝0.40～0.50。冒口计算：a＝kl·L＝0.35×1524mm＝533mm，取a＝530mm；b＝k2·T＝(1.20～1.30)×125mm＝150mm～163mm，取b＝160mm；h＝k3·m＝(0.40～0.50)×456mm＝182mm～228mm，取h＝210mm。冒口核算：a/b＝530/160＝3.3，不满足2.2～3.0的条件，不合适；调整冒口尺寸：取a＝480mm；b＝180mm；冒口高度不变。a/b＝480/180＝2.66，满足2.2～3.0的条件，合适；铸件质量为795kg，冒口质量为250kg，浇注系统质量为70kg，浇注质量为1115kg，工艺出品率为71.3％，满足65％～75％的条件，合适。按以上方案，在砂型铸造的条件下，对Ⅰ型电极座进行凝固模拟，见图8所示，冒口设计合理。最终加工后也证实了产品质量良好。实施例3例1中的Ⅰ型电极座也可以采用砂型铸造方法进行生产，冒口设计同样可按照异形板类铜合金铸件的冒口便捷设计方法进行。从表1：当L＝1524mm时，kl＝0.35；当T＝157mm时，k2＝1.20～1.30；当m＝427mm时，k3＝0.40～0.50。冒口计算：a＝kl·L＝0.35×1524mm＝533mm，取a＝530mm；b＝k2·T＝(1.20～1.30)×157mm＝188mm～204mm，取b＝200mm；h＝k3·m＝(0.40～0.50)×427mm＝171mm～214mm，取h＝190mm。冒口核算：a/b＝530/200＝2.65，满足2.2～3.0的条件，合适；铸件质量为850kg，冒口质量为290kg，浇注系统质量为70kg，浇注质量为1210kg，工艺出品率为70.3％，满足65％～75％的条件，合适。实施例4带腔室电极座的砂型铸造工艺为了减轻电极座的质量以降低成本，人们还设计出带腔室的电极座，其特点为将电极座的一个侧面设计成凹形箱格结构，上平面增加了两个方形凹坑，见图9所示，由于铸件形状变得较为复杂，无法采用半金属型铸造工艺，而用砂型铸造工艺则更能发挥其长处。4.1带腔室电极座砂型铸造的原则工艺带腔室电极座浇注位置的确定。该产品在砂型铸造时，可有两种位置进行选择：一种是大平面朝上，上设冒口，冷铁下置，泥芯侧置，见图10所示；另一种是铸件侧立，类似于图5所示，宽为122的实心平面朝上，上设冒口，冷铁侧置，泥芯下置。经凝固模拟分析，前一种方案较好。4.2带腔室电极座砂型铸造的典型案例例4，Ⅲ型电极座是带腔室的电极座，见图10所示，材质为普通黄铜ZCuZn38，长度L＝1524mm，宽度m＝419mm，铸件最大壁厚为122mm。为了形成温度梯度以利补缩，仍保留U形槽内的冷铁，不再设置其余冷铁以便于操作。采用先封闭后开放的浇注系统，从3根Φ35mm的直浇口浇入，在浇注系统中设置过滤网。铸件的大平面朝上，上平面上的两个方凹坑由上箱砂自然形成，侧面由一个整块泥芯形成凹形箱格结构。在两个方凹坑间隙处设3个方冒口，借助于凝固模拟分析，经调整冒口的大小及位置，使铸件能得到充分补缩，见图11所示，最终确定的冒口根部尺寸为220mm×120mm，冒口高度尺寸为200mm。铸件质量为700kg，冒口质量为166kg，浇注系统质量为70kg，浇注质量为936kg，工艺出品率为74.8％。加工后，产品质量令人满意。结论(1)对于板块状电极座，若是批量生产时，可采用卧置立浇半金属型铸造工艺；若是少量生产时，则可采用卧置倾斜爬坡浇注砂型铸造工艺。(2)板块状电极座在采用卧置立浇半金属型铸造工艺时，值得注意的是，在电极座的两侧面会出现呈对称弧面分布的缩凹变形，在金属模具设计时要引起足够的重视。(3)板块状电极座在采用卧置倾斜爬坡浇注砂型铸造工艺时，冒口设计可按照异形板类铜合金铸件的冒口便捷设计方法进行，既能保证铸件质量而又能获得较高的工艺出品率，还能提高工艺设计效率。(4)对于带腔室电极座一般采用卧置立浇砂型铸造工艺，采用凝固模拟分析技术，可优化冒口设计，从而提高工艺出品率。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。