浇注系统补缩叠箱铸造环形薄壁铸件的方法与流程

本发明涉及铸造领域，具体地说是涉及一种采用浇注系统补缩叠箱铸造环形薄壁铸件的工艺方法。

背景技术：

随着经济的发展，铸造企业对铸件的生产成本、生产效率和废品率的控制要求越来越高，客户对产品的质量要求也越来越严格。传统的环形薄壁类零件铸造生产工艺都是使用大量冷铁来减少铸件的缩松，一般一箱一件平做，但是冷铁的大量使用容易产生冷隔、气孔、砂泥、冷铁间隙缩松、冷铁处材料硬度过高难加工等各种缺陷，生产效率低，废品率高，并且经常会需要热处理，成本高，且容易变形；也有一些采用竖做一箱多件工艺，但是也很难有效解决缩松，一般也要大量使用冷铁，还因为分型和起模斜度导致错便和加工余量不均匀等缺陷。传统工艺由于浇包移动时铁水降温，一包铁水只能浇注2、3个铸件，并且每件浇注温度差异大，生产效率低，废品率高。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种人工和材料成本低，可以根据需要调控一箱铸件的数量，在一箱中一次生产多个环形薄壁类零件产品的铸造工艺方法。

本发明的技术方案如下：

用浇注系统补缩叠箱轴承盖的铸造工艺方法,具体包括以下步骤:

1、一种浇注系统补缩叠箱铸造环形薄壁铸件的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)设计模具：按平面分型设计分型面和浇注系统；

2)制作模具：制作一个芯盒，具体为制作一个完整的铸件模型安放在型板上，在铸件模型外留出合理吃砂量做出芯盒外框，在铸件模型内圆等分布置多个同芯盒外框等高的补缩浇道，补缩浇道与铸件模型连接，再做一个辐射式的横浇道与多个补缩浇道连接，横浇道可以拆卸；

3) 制作防缩松坭芯：用所述芯盒制作一个有横浇道的泥芯；再拆除芯盒的横浇道，根据需求量制作若干无横浇道的泥芯,所有泥芯中心均做出贯穿的直浇道；

4）制作下型：在平板上放砂箱，在对应直浇道的位置放置一块耐火砖,在砂箱内放呋喃树脂砂制作下型；

5)配模:先在下型上放上有横浇道的泥芯，然后对齐泥芯叠放若干无横浇道的泥芯；在叠放好的泥芯外套砂箱，砂箱高度略高于泥芯总高，密封补缩浇道的上口，加高直浇道使其高于砂箱，用呋喃树脂砂填充入砂箱压紧实即为上型，在直浇道顶部安放浇杯，紧固后即可得到可浇注的型腔；

6) 熔炼:熔炼得到铁水，铁水按质量百分数包括CE4.4-4.7％、C3.0-3.9％、Si1.8-3.0％、Mn ≤0.2％、P≤0.3％、S≤0.03％、Mg0.02-0.065％、Ni0.1-0.2％、球化剂1.0％、孕育剂0.6％、随流孕育剂0.1％、其余为Fe；

7) 浇注:铁水出炉后,向型腔中浇注铁水，保温一定时间后开箱，得到铸件坯料；

8) 成品：取出坯料，对铸件坯料进行清砂抛丸、去除浇口、披缝，打磨精修后得到铸件成品；

9）检测：通过UT检测铸件成品有无缩松缺陷显示。

对上述技术方案的改进：所述铁水的出炉温度为1480℃-1500℃，控制铁水的浇注温度为1320℃-1350℃，浇注后保温时间为24 小时。

对上述技术方案的改进：所述树脂砂的树脂加入量控制1.05%-1.2%，固化剂加入量30%-60%，型砂强度2.0MPa-2.4 MPa。

对上述技术方案的改进：所述球化剂为Mg含量5.0%-6.0%，Re含量0.35%-0.65%，Si含量44.0%-48.0%；所用孕育剂均为Si含量72.0%-78%，Ba含量2.0%-3.0%，Ca含量1.0%-2.0%。

本发明的技术效果在于：

、模具制作简单，只需要一个芯盒；

②、可以根据需要灵活调控一箱铸件数量，一次生产多个铸件；

③、砂型中铸件分布紧凑，出品率高；

④、各泥芯浇注系统配合对铸件进行补缩，不需要使用冷铁，节省成本同时消除了传统工艺中使用冷铁造成的冷隔、气孔、砂泥、铸件表面冷铁痕迹、冷铁间隙缩松、冷铁处材料硬度过高难加工等各种缺陷；

⑤、一包铁水一次性浇注一箱多个铸件，温度一致，易于控制，提高了生产效率和产品合格率；

⑥、铸件外观质量好，能减少大量清理打磨工时；

⑦、由于不需要热处理，节省成本和运转周期，避免铸件因热处理变形；

⑧、与传统工艺铸件相比，明显缩松缺陷减少，甚至无缩松缺陷。

通过设置均布的补缩浇注系统和多层叠放的泥芯，能够实现一箱铸造多件轴承盖，并且通过补缩浇注系统的补缩，能够有效改善缩松缺陷，从而减少乘生产成本，效率高。该工艺方法操作简便，成本低，效率高，市场前景广阔，适用于绝大多数铸造企业。

附图说明

图1为本发明的工艺示意图。

图2为俯视图。

图中所示：

1-浇杯，2-直浇道，3-轴承盖铸件模型，4-横浇道，5-补缩浇道，6-上型，7-下型，8-有横浇道泥芯，9-无横浇道泥芯，10-耐火砖。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

用浇注系统补缩叠箱轴承盖的铸造工艺方法,具体包括以下步骤：

本发明的操作过程，以铸造轴承盖类为例，具体的以一箱三件，直径为1000mm轴承盖来进行铸造，如图1所示，补缩浇道5沿着铸件圆周方向三等分均布，一般直径1500mm以内三个补缩浇道等分布置，而市场上广泛使用的轴承盖直径为1500mm以内，因此设置三个补缩浇道即可满足有效补缩的目的，而对于特殊直径的环形薄壁零件，铸件直径越大则相应需要设置的补缩浇道数量也越多。

1)设计模具：按平面分型设计分型面和浇注系统；

2)制作模具：制作一个芯盒，具体为制作一个完整的轴承盖铸件模型3安放在型板上，在铸件模型外留出合理吃砂量做出芯盒外框，在铸件模型内圆三等分布置同芯盒外框等高的补缩浇道5，补缩浇道5与轴承盖铸件模型3连接，再做一个三向辐射的横浇道4连接每个补缩浇道5，横浇道4可以拆卸；

3) 制作防缩松坭芯：用所述芯盒制作一个有横浇道的泥芯8；再拆除芯盒的横浇道4，制作无横浇道的泥芯9，三个泥芯中心均做出贯穿的直浇道2；

4）制作下型：在平板上放砂箱，在对应直浇道（2）的位置放置一块耐火砖（10）,预防浇注时铁水冲砂，然后在砂箱内放呋喃树脂砂制作下型（7）；

5)配模:先在下型7上放上有横浇道的泥芯8，然后对齐泥芯叠放二个无横浇道的泥芯9（此实施例中一箱制作三个铸件，因此叠放两个无横浇道的泥芯9，而在需要做一箱五件薄壁环形铸件时，需要叠放四个无横浇道的泥芯，而当一箱需要铸造更多的铸件时，相应的增加无横浇道的泥芯的个数即）；在叠放好的泥芯外套砂箱，砂箱高度略高于泥芯总高，密封三个补缩浇道5的上口，加高直浇道2使其高于砂箱，用呋喃树脂砂填充入砂箱压紧实即为上型6，在直浇道2顶部安放浇杯1，紧固后即可得到可浇注的型腔；

6) 熔炼:熔炼得到铁水，铁水按质量百分数包括CE4.4-4.7％、C3.0-3.9％、Si1.8-3.0％、Mn≤0.2％、P≤0.3％、S≤0.03％、Mg0.02-0.065％、Ni0.1-0.2％、球化剂1.0％、孕育剂0.6％、随流孕育剂0.1％、其余为Fe；其中，球化剂具体为Mg含量5.0%-6.0%，Re含量0.35%-0.65%，Si含量44.0%-48.0%；所用孕育剂均为Si含量72.0%-78%，Ba含量2.0%-3.0%，Ca含量1.0%-2.0%。

7) 浇注:铁水出炉，出炉温度控制在1480℃-1500℃间，向型腔中浇注铁水，控制铁水的浇注温度为1320℃-1350℃，浇注时间控制在20s -25s。（此处铁水的浇注时间与一箱内铸件的实际数量有关，一箱内铸件数量越多，浇注时间越长），在浇注好后，保温24小时后开箱，得到铸件坯料；

在浇注过程中，铁水从横浇道流入最下层泥芯的补缩浇道，然后顺着补缩浇道由下往上逐层平稳充满每个铸件型腔。铁水凝固过程中，补缩浇道5始终高于铸件，这样能够提供有效补缩和排气条件，等分排布的结构能够满足每个补缩浇道5对铸件的补缩距离，使得每个铸件由相邻补缩浇道中间位置向补缩浇道顺序凝固，从而达到有效防止铸件中出现缩孔、缩松等缺陷的效果。

8）成品:取出坯料，对铸件坯料进行清砂抛丸、去除浇口、披缝，打磨精修后得到铸件成品；而实际上，通过此浇注系统制作的铸件坯料表面质量较好，因此，只需要对披缝和浇口残根进行打磨精修。

9）检测：通过UT仪器，对三个轴承盖铸件成品进行检测，图像显示其内部均无缺陷。

使用传统工艺铸造此轴承盖，生产50件，经NDT检测，缩松缺陷报废34件，合格率只有32%，并且有不同程度的夹渣、冷隔、砂眼等缺陷，并且多数性能检测不合格，需要热处理。采用本方案，试制三箱，每箱各有轴承盖铸件3件、5件、5件，共13件，经NDT检测验证，UT、MT、PT均满足一级要求，并且UT未检测到缩孔或缩松缺陷，合格率达到100%。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。